Alt Modellbasierte Systementwicklung mit SysML

1. Auflage 2012
ISBN: 978-3-446-43127-0
Verlag: Carl Hanser Fachbuchverlag
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 226 Seiten

MODELLBASIERTE SYSTEMENTWICKLUNG //
- Lernen Sie die Grundlagen der modellbasierten Systementwicklung und SysML kennen.
- Erfahren Sie, wie Sie dieses Wissen konkret in der Praxis anwenden können.
- Die vorgestellten Methoden und Vorgehen wurden bereits vielfach in der Praxis erprobt.
Wenn Sie Systeme modellbasiert entwickeln wollen, brauchen Sie sowohl Kenntnisse der modellbasierten Entwicklung als auch eine geeignete Modellierungssprache wie die SysML. Beides lernen Sie in diesem Buch fundiert und praxisorientiert kennen. Auch und gerade, wenn Sie keine Informatik-, sondern eine Ingenieursausbildung haben, hilft es Ihnen, das aus der Informatik stammende Vorgehen schnell in der Praxis für die Systementwicklung anzuwenden.
Der Autor, der für sein Unternehmen ein modellbasiertes Vorgehen entwickelt und über 250 seiner Kollegen darin geschult hat, erläutert Ihnen hier zunächst die Grundlagen der modellbasierten Entwicklung und stellt die für die Praxis wichtigen Elemente der SysML vor. Danach führt er Sie konkret in die praktische Anwendung ein. Er zeigt, wie die notwendigen Entwicklungs- und unterstützenden Prozesse eingeführt werden und macht das Ganze an einem umfassenden Anwendungsbeispiel anschaulich. Alle Methoden und Vorgehensweisen, die Sie hier finden, sind jahrelang in der Praxis erprobt.
Der Anhang enthält hilfreiche Modellierungsregeln, eine Einordnung der modellbasierten Entwicklung in SPICE und eine praktische Schnellreferenz zur Systemmodellierung.
AUS DEM INHALT: Teil 1 - Grundlagen: Systems Engineering; Modellbasierte Entwicklung; SysML; Teil 2 - Praktische Anwendung: Werkzeugauswahl und -einsatz; Definition des Entwicklungskontexts; Beispielhafte Anwendung; Unterstützende Prozesse und Konzepte; Modelldetails; Einführung von modellbasierter Systementwicklung; Ausblick; Anhang: Modellierungsregeln; Einordnung in SPICE; Schnellreferenz Systemmodellierung

Autoren/Hrsg.

Alt, Oliver

Inhaltsverzeichnis

1;Inhalt;6
2;Vorwort;12
3;1 Einleitung;14
3.1;1.1 Wer sollte dieses Buch lesen?;16
3.2;1.2 Wie geht es weiter?;17
3.3;1.3 Webseite zum Buch;17
4;Teil I: Grundlagen;18
4.1;2 Systems Engineering;20
4.1.1;2.1 Was ist ein System?;20
4.1.2;2.2 Systems Engineering;21
4.1.2.1;2.2.1 Architektur;22
4.1.2.2;2.2.2 Anforderungen;23
4.1.2.2.1;2.2.2.1 Funktionale Anforderungen;23
4.1.2.2.2;2.2.2.2 Nichtfunktionale Anforderungen;24
4.1.2.2.3;2.2.2.3 Anforderungen und Architektur gehören immer zusammen;24
4.1.2.2.4;2.2.2.4 Gute Anforderungen formulieren;26
4.1.2.3;2.2.3 Systemverhalten;27
4.1.3;2.3 Das Systems-Engineering-Schema;29
4.2;3 Modellbasierte Entwicklung;32
4.2.1;3.1 Modell, Abstraktion und Sicht;32
4.2.2;3.2 Modellgetriebene Architektur;35
4.2.3;3.3 Metamodelle;37
4.2.4;3.4 Domänenspezifische Modellierung;38
4.2.5;3.5 Profile;39
4.2.6;3.6 Arbeitsprodukte der modellbasierten Entwicklung;41
4.3;4 SysML;42
4.3.1;4.1 Was ist SysML?;42
4.3.2;4.2 SysML ist die Basis der Systementwicklung;43
4.3.3;4.3 SysML und UML;45
4.3.4;4.4 Grundkonzepte der Objektorientierung;45
4.3.4.1;4.4.1 Klassen und Objekte;46
4.3.4.2;4.4.2 Vererbung;47
4.3.4.3;4.4.3 Spezielle Instanzen: Parts;49
4.3.4.4;4.4.4 Blöcke und Properties;49
4.3.5;4.5 Trennung von Modell und Sicht;51
4.3.6;4.6 SysML-Diagramme;53
4.3.6.1;4.6.1 Diagrammrahmen;54
4.3.6.2;4.6.2 Das Paketdiagramm;54
4.3.6.3;4.6.3 Das Blockdefinitionsdiagramm;55
4.3.6.4;4.6.4 Das interne Blockdiagramm;59
4.3.6.5;4.6.5 Das parametrische Zusicherungsdiagramm;60
4.3.6.6;4.6.6 Das Anwendungsfalldiagramm;62
4.3.6.7;4.6.7 Das Anforderungsdiagramm;64
4.3.6.8;4.6.8 Das Sequenzdiagramm;66
4.3.6.9;4.6.9 Das Aktivitätsdiagramm;67
4.3.6.9.1;4.6.9.1 Das Tokenkonzept der Aktivitätsdiagramme;69
4.3.6.9.2;4.6.9.2 Der Kontrolloperator;71
4.3.6.10;4.6.10 Das Zustandsdiagramm;72
4.3.7;4.7 Weitere SysML-Konstrukte;73
4.3.7.1;4.7.1 Die Allokation;73
4.3.7.2;4.7.2 Viewpoints und Views;74
4.3.7.3;4.7.3 Profile;75
4.3.7.4;4.7.4 Elemente, die nur auf Diagrammen und nicht im Modell vorkommen;75
4.3.8;4.8 Was SysML nicht ist ...;76
5;Teil II: Praktische Anwendung;78
5.1;5 Werkzeugauswahl und -einsatz;80
5.1.1;5.1 Kriterien für die Werkzeugauswahl;81
5.1.2;5.2 Werkzeuginfrastruktur;84
5.1.3;5.3 Werkzeugtest und -freigabe;84
5.1.4;5.4 Enterprise Architect;85
5.1.4.1;5.4.1 Bearbeitung der Modelle;87
5.1.4.2;5.4.2 Erweiterte Funktionen;88
5.1.4.2.1;5.4.2.1 Erstellung von Profilen;88
5.1.4.2.2;5.4.2.2 Erstellung von Add-ins;92
5.1.4.3;5.4.3 Die Rolle von Add-ins und Werkzeugen im Entwicklungskontext;95
5.2;6 Definition des Entwicklungskontexts;96
5.2.1;6.1 Prozesse sind zwingend notwendig;96
5.2.2;6.2 Das allgemeine V-Modell;98
5.2.3;6.3 Prozessmodelle und Entwicklungsnormen;99
5.2.3.1;6.3.1 CMMI, SPICE und Automotive SPICE;100
5.2.3.2;6.3.2 Systems-Engineering-Handbuch des INCOSE;103
5.2.3.3;6.3.3 ISO 61508 und ISO 26262;104
5.2.4;6.4 Funktionale und technische Entwicklung;105
5.2.4.1;6.4.1 Funktionale Entwicklung;106
5.2.4.2;6.4.2 Technische Entwicklung;107
5.2.4.2.1;6.4.2.1 Technisch-physikalische Architektur;108
5.2.4.2.2;6.4.2.2 Technische Wirkkettenarchitektur;109
5.2.5;6.5 Architekturbaukasten;114
5.2.6;6.6 Abstraktionsebenen;115
5.2.7;6.7 Validierung und Verifikation;119
5.2.8;6.8 Nachverfolgbarkeit;120
5.3;7 Beispielhafte Anwendung;122
5.3.1;7.1 Ein neuer Entwicklungsauftrag;122
5.3.2;7.2 Eine erste Kontextabgrenzung;123
5.3.3;7.3 Technisches Wirkkettenmodell;125
5.3.3.1;7.3.1 Kapselung von Komponenten;127
5.3.3.2;7.3.2 Dekompositionssicht;129
5.3.3.3;7.3.3 Architekturbasierte Anforderungsfindung;130
5.3.3.4;7.3.4 Integration des Tests;132
5.3.4;7.4 Physikalisches Modell;134
5.3.5;7.5 Allokation;136
5.3.6;7.6 Erweiterung der Kundenwünsche;138
5.3.6.1;7.6.1 Technisches Wirkkettenmodell;138
5.3.6.2;7.6.2 Physikalisches Modell;139
5.3.7;7.7 Verhaltensmodellierung;140
5.3.8;7.8 Fazit;145
5.4;8 Unterstützende Prozesse und Konzepte;146
5.4.1;8.1 Versionierung und Baselining;147
5.4.1.1;8.1.1 Versionierung und Baselining von Modellen;148
5.4.1.2;8.1.2 Versionierung von Hilfswerkzeugen;149
5.4.2;8.2 Wiederverwendungskonzepte;149
5.4.3;8.3 Variantenmanagement;152
5.4.3.1;8.3.1 Featuremodellierung;153
5.4.3.2;8.3.1 Variantengenerierung;154
5.4.4;8.4 Werkzeugintegration;157
5.4.4.1;8.4.1 Integration von Anforderungen;158
5.4.4.2;8.4.2 Einbindung der FMEA;158
5.4.4.3;8.4.3 Einbindung funktionsorientierter Entwicklung;161
5.4.5;8.5 Dokumentengenerierung;162
5.4.6;8.6 Modellüberprüfung und Metriken;163
5.4.6.1;8.6.1 Formale Modellierungsregeln;163
5.4.6.2;8.6.2 Metriken;164
5.5;9 Modelldetails;166
5.5.1;9.1 Modellstruktur;166
5.5.2;9.2 Auftrennung des Systems in Bausteine;170
5.6;10 Einführung von modellbasierter Systementwicklung;174
5.6.1;10.1 Paradigmenwechsel erforderlich;174
5.6.2;10.2 Managementunterstützung;175
5.6.3;10.3 Besetzung der Rollen mit den richtigen Mitarbeitern;176
5.6.4;10.4 Schulungen;176
5.6.5;10.5 Durchgängige Werkzeugkette;177
5.6.6;10.6 Praxiserfahrung ist wichtig;178
5.7;11 Ausblick;180
5.7.1;11.1 Metamodellierung;180
5.7.2;11.2 Modelltransformation;184
5.7.2.1;11.2.1 QVT;185
5.7.2.2;11.2.2 Modell-zu-Text-Transformation;189
5.7.3;11.3 Object Constraint Language;191
5.7.4;11.4 Modellsimulation;192
5.7.5;11.5 Modellbasiertes Testen;192
5.7.6;11.6 Modellvisualisierung als Stadtplan;193
5.7.7;11.7 Starke Verknüpfung von Anforderungen und Architektur;194
5.7.8;11.8 Nutzung neuer Benutzerschnittstellen;195
5.7.9;11.9 Schlussbemerkung;196
6;A Modellierungsregeln;198
6.1;A.1 Namenskonventionen für Modellelemente;199
6.2;A.2 Architekturkomponenten;199
6.3;A.3 Architekturschnittstellen (Flow Ports);200
6.4;A.4 Verknüpfungen;200
6.5;A.5 Modellstruktur;201
7;B Einordnung in SPICE;202
8;C Schnellreferenz Systemmodellierung;206
9;Stichwortverzeichnis;216
10;Literatur;212