基于Arcadia方法论的复杂系统MBSE设计工具-Capella

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概述

        法国Thales公司提出的基于DSML语言、Arcadia方法论、Capella建模工具的体系是目前世界上为数不多的全系统MBSE平台解决方案之一。Arcadia系统工程方法主要关注功能分析、综合架构定义以及早期验证；Capella工具提供的多视点功能能够实现对系统架构的早期分析验证。Thales公司已经将Arcadia方法和Capella工具广泛应用于防御、航天、航空、轨交等多个领域。







产品介绍

• 主要特点

        Capella基于图形化建模，为工程师进行综合系统、软件和硬件架构设计提供丰富的指导方法，能够有效提高开发效率。Capella支持大约十多种不同类型的图表类型，包括数据流图、场景图、状态图和模式图、组件分解图、功能分解图等。Capella工具主要特点如下：

    ♦ 通过共享Arcadia方法，保证用户在系统工程范围内的协同合作
    ♦ 通过模型层次嵌套，自由掌握系统和架构的复杂度；
    ♦ 通过评估系统架构在系统研制周期中减少的再设计支出来定义最优的系统架构；
    ♦ 通过图表的自动转换和信息提炼，保证系统信息的一致性。



• 主要功能

1. 方法论向导
        Capella提供一种方法论向导界面，该界面为用户提供向导式的环境，使得用户可以快速入门并掌握Arcadia方法。







2. 语义浏览器
        Capella提供语义浏览器的功能，可以快速分析出当前数据对象与其他对象的关联关系。

3. 链接关系计算
        Capella可以自动将更低层次模型中的数据交互显示在高层次模型中。能够减少架构师管理中间信息交换和手动维护多个抽象层级间一致性的代价。

4. 高级图形管理功能
    ♦ 自动同步上下文图形内容：根据预选元素和预定义语义规则自动更新上下文图形内容；
    ♦ 图形元素的同步/不同步：对系统显示的元素进行精细控制（功能端口，组件之间的交换，类的属性等），选择性对图形进行同步/不同步处理；
    ♦ 过滤器：通过选择显示选项和自动隐藏/显示元素来帮助提高图形的可读性；
    ♦ 定制图形显示方式：可以根据不同的考虑（例如专业观点）来定制图形中元素呈现的手段。

5. 模型校验功能
        Capella提供模型自动校验功能，用户可以通过定制模型校验规则对模型进行校验。

6. 影响分析功能
        Capella提供影响分析功能，可以在模型元素被修改前提供预览，分析出模型元素的变更会造成哪些影响。

7. 模型复用及模型库
        Capella提供对模型进行复用的机制，可以通过模型库的方式，将设计好的模型入库。







8. 系统与子系统的转换
        在进行系统设计和功能分解过程中，系统与子系统的自动转换可以极大提高设计人员的效率，同时能够保证不同级别模型的一致性。







9. 多视点支持
        Capella提供多视点的支持，支持不同角色人员的建模以及对模型的进一步分析使用。原生系统还提供包括对重量、成本以及延迟等指标分析的视点。同时Capella提供视点扩展的能力，用户可以根据需要扩展自己的视点。







10. 协同开发支持
        Team for Capella模块能够基于模型粒度进行锁定管理，从而实现对Capella模型的实时协同编辑。
    ♦ 团队合作：能够与其他团队成员协同开发，动态查看他人对模型的修改；
    ♦ 节省时间：自动锁定或释放对象，避免模型编辑冲突；
    ♦ 标准数据库：能够保存模型和图形；能够导出标准格式的文件。



应用&案例

• 机载娱乐系统建模和早期验证

        通过行为分析（Operational Analysis）建模、功能需求分析（Functional Need Analysis）建模、逻辑系统架构（Logical Architecture）建模和物理体系架构（Physical Architecture）建模四个过程最终得到机载娱乐系统软、硬件分配、功能分配、界面定义和成本效益分析等层面的设计输入。分析得到40个操作、150个功能、400个组件和130张图实现对机载娱乐系统进行清晰的描述，加快了系统设计的进度，便于灵活的管理系统的复杂性。








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