基于模子的系统工程MBSE的三大撑持，大家齐相配隆重：言语、方法和器具。这里パナソニック 分電盤 大形リミッタースペースなし 露出・半埋込両用形，咱们先容的ARCADIA，同期提供了一种建模言语和一种建模方法。

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图1: 基于ARCADIA/Capella的MBSE三大撑持

1.    ARCADIA建模方法

ARCADIA（架构分析和想象集成方法）是一种基于模子的系统、硬件和软件架构想象工程方法。由Thales公司于2005年至2010年时代开采，该方法经过了一个迭代过程，波及Thales公司所有业务限制（交通、航空电子、航天、雷达等）的运行架构。

凭证IEEE 1220圭臬，它实施了一种基于一语气工程阶段的方法，明确诀别了需求（运行需求分析和系统需求分析）和治理有狡计（逻辑架构和物理架构）。

ARCADIA建议开展三项具有同等遑急性的强制性关联行为：

·        需求分析和建模

·        架构构建和考据

·        需求工程

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图2: ARCADIA方法中的三种互关联联的行为

该方法的门径和行为依然被准确地界说，并在Thales里面的履行神态中进行了多年的测试。简而言之，主要信息如下：

·        除需求工程外，驱动操作需求分析，样子最终用户生机、使用条目和履行的IVVQ（Integration， Validation， Verification， Qualification）条目，以及系统需求分析，样子正在盘考的系统的苦求行为卓越外部接口；

·        通过寻找想象驱启航分和非功能敛迹之间的最好折衷，构建系统并构建逻辑架构。每个不雅点齐波及一个特定的温和点，举例功能一致性、接口、性能、及时性、安全性、安全性、集成、重用、资本、风险、程度和易稳当性；

·        通过处理技巧和开提问题的物理架构确保开采和IVVQ的安全，有意于诀别温和点、成果和安全的组件的交互。

ARCADIA方法把系统工程行为分红多个工程层级：运行分析层、系统分析层、逻辑架构层、物理架构层和最终居品明白结构层，如图3所示。

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图3: ARCADIA 工程层级行为

·        运行分析是ARCADIA方法中的最高层级工程行为，主要界说“系统的用户需要完成什么”。主要行为是识别与系统交互的参与者，参与者的行为和行为间的交互干系，来分析操作用户的需要和需求问题。

·        系统分析是ARCADIA方法中的第二层级工程行为，主要界说“系统必须为用户完成什么”。主要行为是开展系统外部功能分析，包括在非功能性属性的甩手下，识别用户需要的系统功能（如“狡计最好旅途”，“检测禁锢”）。

·        逻辑架构是ARCADIA方法中的第三层级工程行为，主要界说“系统怎样责任才能温存客户生机”。主要行为是里面系统功能分析，包括必须实行哪些子功能，并将这些子功能进行组合，来温存上一层级中细则的用户需要的系统功能。以及琢磨非功能性敛迹下，识别出逻辑组件来实行这些里排场功能。

·        物理架构是ARCADIA方法中的第四层级工程行为，主要界说“系统将怎样开采和建造”。物理架构层级的贪图和逻辑架构层级是一致的，主要宗旨是界说系统里面怎样责任才能温存客户生机，但除此除外，该层级还界说将要建造的系统最终物理架构。它加多了实施和某些技巧弃取所需的功能，并隆起实行这些功能的行为组件（如软件组件）。进一景色，这些行为组件由实施组件（如处理器板卡）来已毕，实施组件为行为组件已毕提供必要的材料资源。

·        最终居品明白结构（EPBS）和集成左券是ARCADIA方法中的最低层级工程行为，主要界说“生机从每个组件的提供者取得什么”。该层级的进程行为从物理架构层级导出每个组件必须要温存的条目，以温存在前几个层级中成立的架构想象敛迹和甩手。

2.    ARCADIA特定限制建模言语

ARCADIA DSML是ARCADIA Domain Specific Modeling Language的简称，是Thales公司开采的特定限制建模言语。ARCADIA DSML主淌若受到UML、SysML和NAF圭臬启发，基于功能分析和将功能分拨给组件的念念想，为了方便不隆重软件限制术语的系统工程师使用的一种特定限制建模言语。

ARCADIA DSML界说了多种不同的视图，丰富程度和SysML十分，主要视图有：数据流图（Data Flow diagrams）、架构视图（Architecture diagrams）、场景图（Scenario diagrams）、模式与情状图（Mode and State diagrams）、明白视图（Breakdown diagrams）、类图（Class diagrams）、才略视图（Capability diagrams）等DSML视图。

数据流图（Data Flow diagrams）

数据流图在ARCADIA方法中界说的多个工程层级齐有意用，它用于抒发功能间的依赖信息。数据流图为照拂复杂性提供了一组不同的机制：简化高层级功能间的联结，界说交换类别等。

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图4 系统顶层数据流图示例

架构视图（Architecture diagrams）架构视图不错利用在ARCADIA方法中界说的各个工程层级，主要宗旨是展示功能分拨给组件的过程。功能链不错在视图中高亮泄露，展示功能传递旅途。在运行架构层级，这些视图用于展示业务需要和用户行为等。

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图5 运行层级架构视图示例

在系统架构层级，这些视图用于展示系统功能等。

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图6 系统层级架构视图示例

在逻辑架构层级，这些视图用于展示系统的构成元素。

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图7 逻辑层级架构视图示例

在物理架构层级，这些视图用于展示行为组件在节点组件上的部署。

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图8 物理层级架构视图示例

场景图（Scenario diagrams）

场景图用于展示元素（“生命线”）间传递音问的竖直限定，近似于UML/SysML的限定图。“生命线”暗示参与关联场景的模子元素的存在，它的称呼是援用的模子元素的称呼，并用一条竖直虚线以图形格式暗示。场景图中的音问代表触发继承器的行为，暗示“生命线”之间的单向通讯。

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图9 系统层级交换场景视图示例

模式与情状图（Mode and State diagrams）

模式与情状图是受UML/SysML启发而发明的一种情状机的图形化抒发视图。

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图10 模式与情状图示例

明白视图（Breakdown diagrams）

明白视图用于暗示各个工程层级中的功能或组件的层级结构。

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图11 逻辑层级组件明白视图LCBD示例

类图（Class diagrams）

ARCADIA DSML界说的类图近似于UML的类图，用于对数据结构进行建模，并将其联结到功能交换、组件或功能端口和接口等。

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图12 类图示例

才略视图（Capability diagrams）

才略视图用于暗示任务、才略和参与者之间的干系，不错利用在各个工程阶段，但在运行分析和系统分析阶段利用较多。

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图13 系统层级中的才略视图示例

3.    已毕ARCADIA方法的器具——Capella

Capella不单是是一个建模器具，它是一个基于模子的工程治理有狡计，依然告捷地部署在多样万般的工业环境中。基于图形建模责任台，它为系统、软件和硬件架构师提供了丰富的方法论率领，依赖于基于模子的抽象工程方法ARCADIA：

·        通过分享相通的参考体捆绑构，确保工程边界内的归并

·        掌抓系统和架构的复杂性

·        通过衡量分析界说最好架构

·        通过自动拯救和信息细化，掌抓不同的工程级别和可回首性

Capella基于Eclipse的器具平台，不仅提供了特定限制建模言语，还提供了一个器具集。

Capella一个相配有诱导力的特征是内嵌了一个MBSE方法的浏览器，为用户提供ARCADIA的基本原则和方法率领。这个行为浏览器提供了Capella中要津行为的方法进口，不错匡助用户逐层地创建主要的视图，对入门者和高等用户齐相配有价值。

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图14 Capella内嵌MBSE方法导航

由于元素的图形化抒发在疏浚中演出遑急的脚色，Capella提供了一致的表情组合 。独特是所有的功能关联的元素齐是绿色，组件关联的元素齐是蓝色。这个有意于增强所有的利益攸关者（包括架构师、VV参与者、专科工程师、神态司理等）对模子的可读性。

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图15 Capella语义表情图

Capella另一个相配有效的特征是通过一个布景语义浏览器，提供了对模子中的元素（颓落于图）进行导航的才略。比圭臬的模子层级结构视图更具实操性的是，语义浏览器不错通过语义查询及时提供模子元素的利用布景。这是一种在模子和图之间进行导航的相配有价值的格式，不错快速分析模子元素之间的关联干系。

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图16 Capella语义浏览器

由于Capella统统会通了ARCADIA方法，它不错提供传统建模器具所不足的功能。比如，Capella不错在给定的工程层级上检查面前层级的模子元素是否被下一层级所已毕。Capella将模子检查的章程分为以下几类：无缺性、想象、一致性、回首性等。架构师不错凭证不同的方面界说证实摘记。因此，在职何时期齐不错提供需要修改的问题以及自动的治理有狡计。

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图17 模子检查功能

Capella的另一个先进特征是大略创建可复用的模子元素，不错是类型或类的简陋对象，也不错是一个具有端口、功能的无缺物理组件。一个可复制的元素聚集（REC）便是个不错在多个布景或模子中被复用的元素的界说，一个复成品（RPL）便是一个REC的实例化。REC不错看成外部库被打包，并在多个神态之间分享。

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图18 可复用的模子元素

为了拓宽视线，Capella并不孤单时责任，违反，它相宜更平庸的工程景不雅，因为很多桥梁不错发展成：

·        从上游工程输出（频繁来自NAF等架构框架）驱动化Capella模子；

·        将架构模子与专科工程器具（性能、安全等）抗击；

·        迭代填充卑劣工程（子系统、代码生成等）。

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图19 Capella“大图像”

4.    SysML与ARCADIA/Capella的比拟

如前所述，ARCADIA DSML受到UML/SysML和NAF圭臬的启发，并与这些言语分享很多宗旨。然则，为了方便所有利益攸关者的使用，独特是频繁不隆重通用言语（UML或SysML）的利益攸关者，最好使用特定限制的建模言语。之前在Thales里面的实考据明，不是来自软件的系统工程师对UML（以及之后的SysML）建议的面向对象宗旨不沉着。因此，ARCADIA主要基于功能分析，然后将功能分拨给组件。事实评释，DSML的词汇表很容易被系统工程师汇集。

是以，基本上，ARCADIA是当先从Thales履行工程中遭逢的工程问题所界说。然后，需要一个软件器具来创建和照拂ARCADIA模子。第一个实验是使用现存的UML器具完成的，比如Rational Software Modeler、Objecteering和Rhapsody，并在它们上头界说UML文献。在这些第一次尝试时，买卖器具根柢箝制易定制，独特是很难删除未使用的大喊或菜单。因此，Thales决定创建我方的器具，故意用于ARCADIA。ARCADIA界说履行上不错看作是Capella建模器具的设施。

如果咱们试图与另一种可能的治理有狡计进行比拟，即使用圭臬建模言语（如SysML）和现存的买卖器具（如Rhapsody），咱们不错发现几个遑急的区别。SysML和Rhapsody（看成其他的买卖SysML器具）是基于UML的，这关于那些莫得战役到面向对象宗旨的系统工程师来说是一个裂缝，这些面向对象的发源彰着是不隆重软件开采宇宙的系统工程师采选的进犯。

另一个大问题是，SysML只是一种言语，每个公司齐需要制定一个稳当的建模战略。然则，怎样将该方法传授给建模器具呢？每一个买卖器具齐宣称它提供了一个API来构建特定的附加组件，但这彰着代表了多量的责任。IBM提供了一个带有Harmony for SE器具包的原型，但在泰雷兹的实考据明，这个器具包只是是一个宗旨评释，很难在履行神态中使用。举例，建模阶段之间的自动拯救并不像Capella那样是迭代和增量的，而只是是一次。

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图20 MBSE三大撑持的已毕比拟

5.    论断

基于ARCADIA方法的Capella器具自2008年开采后，现在已平庸利用于全球多个限制的神态（国防、航空航天、航天、交通、身份和安全等）。为复杂系统的想象和分析パナソニック 分電盤 大形リミッタースペースなし 露出・半埋込両用形，提供高效、简短、无缺的架构界说支柱。