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SysML の現在 (1) 2007 年 v1.0 2010 年 v1.2 現在 v1.3 が策定中対応モデリングツール ( 代表的なもの ) 無償 Papyrus (http://www.papyrusuml.org/) 製品 EnterpriseArchitect (SparxSystems) Rhapsody (IBM) MagicDraw (NoMagic) PatternWeaver ( テクノロジックアート ) ARTiSAN Studio (atego) 順調にバージョンも上がり対応ツールも増え普及が進んでいる Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 3

SysML の現在 (2) 適用事例 Road scanning system using unmanned aerial vehicle (UAVs) UAV-based missile interceptor system trade study Space systems (tutorials): orbit planning; mass/cost roll-ups Space systems (studies/pilots): FireSat (INCOSE SSWG),... Space systems (actuals): science merit function,... Environmentally-conscious energy systems / smart grid Manufacturing green-ness / sustainability assessments Regional water management systems (e.g. South Florida)... Mechanical part design and analysis (FEA)... Wind turbine supply chain management Insurance claims processing and website capacity model Financial model for small businesses Banking service levels model 参考 : Model-Based Systems Engineering (MBSE) Challenge : Modeling & Simulation Interoperability (MSI) Team Status Update INCOSE IW10, 2010 Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 4

MBSE とは (1) MBSE = Model-Based Systems Engineering モデルを活用したシステムズエンジニアリング様々な分野をモデルで橋渡しモデルによる効率的な記述代表的なモデリング言語が SysML 電子工学ソフトウエア工学機械工学モデル化学解析物理学 5

MBSE とは (2) MBSE が登場してきた背景新たなエンジニアリング領域への対応機能安全 ( ディペンダビリティ ) システムの信頼性安全性に関する領域安全規格 :IEC61508 ISO26262 等々昔からある領域だが規格対応が求められるように環境工学システムと環境との関係を扱う領域製造運用廃棄に伴なう環境負荷の考慮 QCDSE = QCD+Safety+Ecology Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 6

MBSE とは (3) MBSE が登場してきた背景 ( 続き ) システムの大規模複雑化の加速多機能化機能間連携の複雑化複合システム (System-of-Systems) 自動改札クレジットカード決済電子マネー決済 System-of-Systems 単独でも成立するシステムが組み合わさってさらに高度なサービスを提供するもの Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 7

MBSE とは (4) MBSE が登場してきた背景 ( 続き ) エンジニアリング領域の拡大と大規模複雑化から次のような問題が顕在化開発関係者の多様化ハードウエアソフトウエア安全法規等々持っている経歴の異なる専門家間でのコミュニケーションの難しさドキュメントの増加文章による記述は書くのも読むのも限界効率的な記述言語とコミュニケーション方法が必要モデルの導入へ Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 8

MBSE とは (5) ちなみにシステムズエンジニアリングは扱う対象が多様なので SysML ではブロックやフローの対象は何でもよいとなっている <<block>> 水源 <<block>> ポンプ汲み上げ () 容量 <<block>> プール水電気 <<block>> 電源供給開始 () 供給停止 () 9

代表的な MBSE 手法既に様々な手法が発表されているドメインを問わないもの RUP for SE Rational Unified Process をシステムズエンジニアリング向けにしたもの Harmony for SE I-Logixの組込み向けソフトウエア開発プロセスのHarmonyをシステムズエンジニアリング向けにしたものドメインや目的を明確にしたもの EASIS 自動車向け ASSERT 高信頼性システム GENESYS クロスドメイン 10

EASIS(1) Electronic Architecture and System Engineering for Integrated Safty Systems 車載向けの ISS(Integrated Safety System : 統合安全システム ) の開発 / 実現を目指すプロジェクト自動車メーカ部品メーカ大学が参加し 2004 年 ~2007 年に実施 AUTOSAR のベースになったプロジェクト目的安全システムのためのモジュール式でスケーラブルなE/Eアーキテクチャの確立安全システムのための共通サービスの定義組込みシステムの安全性解析高い可用性 / 安全性を確保するための準備既存の自動車アーキテクチャへの新しいコンセプト導入のための準備特徴汎用的なプロセスフレームワークである EEPF(EASIS Engineering Process Framework) とそれを車載向けに具体化した EEP(EASIS Engineering Process) というプロセスがある EEP は EAST-ADL の使用を前提としている 11

EASIS(2) EEP の概要最上位のプロセスモデルを使用する部分 12

MBSE のメリット異なる領域の専門家間でのコミュニケーションの円滑化例 ) ハードウエア開発者とソフトウエア開発者これまでは共通に使える表記は存在しなかった適用事例ではモデルを使用することでこれまで検討されなかった課題を早期に検討することができたという効果が得られている具体例 ) ハードウエアとソフトウエアの接続について接続方法や交換される情報についての具体的な議論ができるようになったシステム開発における早い段階からの検証の導入システム分割の論理的な正しさの検証物理的な強度やボトルネックのシミュレーション 13

現在の MBSE の動向汎用的なものから特化したものへドメインに特化 : 自動車鉄道航空宇宙交通目的に特化 : 高信頼性アーキテクチャの共通化スケッチからモデルへコミュニケーションを支援するための絵から内容の精査が可能なモデルへ SysML で作成したモデルを利用したシミュレーション理論から実践へ実践結果のプロセスへのフィードバック 14

プロセス (1) SysML の導入にはプロセスが必要プロセスは最終的には独自定義問題領域によりシステムズエンジニアリングの段階で重点的に検討することが異なるためシステム間連係物理的な強度重量等に関するシミュレーションハードソフトの最適分割 MBSE を参考にするなら汎用的なもの概要の習得問題領域特化プロセス策定時のリファレンスモデル Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 16

プロセス (2) プロセス例製品企画書このプロセスのポイント SysML のダイアグラムのうち必要なものだけを利用 UML を併用要求定義要求分析要件定義システム設計 ( 論理 ) システム設計 ( 物理 ) 要求定義書分析モデルシステム仕様書設計モデル ( 論理 ) 設計モデル ( 物理 ) 要求図 (SysML) ユースケース図 (UML) ユースケース記述 (UML) クラス図 (UML) ステートマシン図 (UML) シーケンス図 (UML) ステートマシン図 (UML) ブロック定義図 (SysML) 内部ブロック図 (SysML) ステートマシン図 (SysML) ブロック定義図 (SysML) シーケンス図 (SysML) 内部ブロック図 (SysML) ステートマシン図 (SysML) シーケンス図 (SysML) Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 17

プロセス (3) プロセス定義のポイント SysML をどの程度活用するのかスケッチ ( コミュニケーションを助ける絵 ) or モデル ( 内容の検証が可能なレベル ) モデルとして使うならダイアグラム間の整合まで考慮 SysML だけにこだわらない UML や MATLAB/Simulink の方が表現しやすい検討しやすい観点があるならそちらを使う例 ) 概念モデリングでは SysML ではなく UML を使用 Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 18

検証 (1) SysML でモデルを作り人間のコミュニケーションを支援するのは第一段階第二段階は作ったモデルを活用した内容の検証活用方法 SysML のモデルそのものを検証モデリングツール上での動作シミュレーションモデルアニメーション EnterpriseArchitect Rhapsody MagicDraw( 要外部ツール ) 他のツールで読み込んで検証 SysML のモデルを他のモデリング言語に変換して検証 SysML4Modelica SysML のモデル情報を CAD ツールに渡して検証メカ系 CAD (Siemens NX SysML(MagicDraw)) 電気系 CAD (AP210 モデル SysML) AP210(ISO10303-210) : 電気系 CAD 等で使われている製品データ交換用の標準フォーマット Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 19

検証 (2) モデリングツール上でのシミュレーション EnterpriseArchitect を使用したステートマシン図のシミュレーション EnterpriseArchitect を使用したパラメトリック図のシミュレーション (http://www.sparxsystems.jp/products/mdg/mdgsysml.htm から ) Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 20

検証 (3) SysML のモデルを他のモデリング言語に変換して検証 SysML4Modelica SysML 用拡張プロファイルこのプロファイルを使って作られた SysML モデルは Modelica 形式に変換可能 SysML で作られたモデルを Modelica 上で分析可能にする Modelica システム記述のためのモデリング言語形式的な表現とビジュアルな表現の双方での記述が可能記述されたモデルを使ったシミュレーションが可能 Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 21

検証 (4) 車のサスペンションをモデル化 Modelica でシミュレーション fixed1 spring1 シミュレーション結果を反映 mass1 m=1 サスペンションを詳細化図の出典 : Model-Based Systems Engineering (MBSE) Challenge : Modeling & Simulation Interoperability (MSI) Team Status Update INCOSE IW10, 2010 Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 22

まとめ SysML はシステムを視える化するための道具の段階からシステム設計検討のための道具になり始めている SysML のシステムズエンジニアリングプロセス ( システム設計プロセス ) への組込み Model-Based Systems Engineering SysML モデルを使った検証 SysML モデルに基づくシミュレーション Modelica 等の他のモデリング言語との連係 CAD ツールとの連係 SysML は今後ますます発展していくと考えられるので未見の方は是非! Copyright 2012 Mamezou Co.,Ltd. All rights reserved 23