本文關(guān)鍵詞：基于擴(kuò)展概念圖的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計模型驗(yàn)證，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著機(jī)電產(chǎn)品功能要求的日益復(fù)雜,機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計也變得越來越有挑戰(zhàn)性。在整個設(shè)計過程中,模型已經(jīng)取代文檔成為了系統(tǒng)工程問題求解的媒介,模型驗(yàn)證成為了設(shè)計過程中的重要一步。模型驗(yàn)證可以幫助發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤,降低開發(fā)成本,提高開發(fā)效率,并且提高系統(tǒng)可靠性。模型驗(yàn)證貫穿在整個設(shè)計過程中,和設(shè)計同步進(jìn)行。先設(shè)計再驗(yàn)證的方法忽視了早期設(shè)計階段的驗(yàn)證,直到設(shè)計后期才能發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷。和這種方式相比,驗(yàn)證與設(shè)計同步可以及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤,并提高并發(fā)度。機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計過程通常包括需求分析,概念設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計以及詳細(xì)設(shè)計,其中概念設(shè)計是整個設(shè)計過程中最為關(guān)鍵的一步,它基本上決定了設(shè)計的主要架構(gòu)。概念設(shè)計從用戶需求開始,經(jīng)過功能分解,原理解搜索,機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計等過程,得到概念設(shè)計模型,是一個極富創(chuàng)造力的過程。概念設(shè)計階段產(chǎn)生的缺陷在后續(xù)過程中很難得到糾正,因此概念設(shè)計的正確與否至關(guān)重要。近年來,模型驗(yàn)證受到的重視度不斷增加,針對不同領(lǐng)域的模型驗(yàn)證,新的標(biāo)準(zhǔn)和方法不斷地被提出。但就系統(tǒng)工程中機(jī)電系統(tǒng)的概念設(shè)計模型而言,現(xiàn)有方法對其形式化驗(yàn)證的支持尚少。本文結(jié)合SysML,基于擴(kuò)展概念圖提出了一套針對概念設(shè)計模型驗(yàn)證的思路。主要工作如下：(1)本文分析了ISO/IEC 24707標(biāo)準(zhǔn)中的概念圖,給出了基于SysML的擴(kuò)展概念圖表示。概念圖是ISO/IEC 24707標(biāo)準(zhǔn)中通用邏輯(Common Logic)推薦的三種語言之一,具有較強(qiáng)的表達(dá)能力。概念圖有較多擴(kuò)展表達(dá)形式,不同的形式適用于不同的應(yīng)用場景。本文針對SysML的特點(diǎn)給出了一種擴(kuò)展概念圖的定義,并定義了基于該擴(kuò)展形式的概念圖投影,以支持概念設(shè)計驗(yàn)證。(2)針對需求中的靜態(tài)屬性,本文提出了基于關(guān)系的形式化需求表示語言ROSP。需求是一種半結(jié)構(gòu)化的信息,為了能讓計算機(jī)能夠處理這種信息,需要將需求分解成屬性�，F(xiàn)有屬性建模語言,如LTL,CTL和PSL等對靜態(tài)屬性的建模過于復(fù)雜,建模者需要一定的專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。因此本文針對需求中的靜態(tài)屬性給出了一種輕量級的形式化表示方式。(3)在上述工作的基礎(chǔ)上,本文給出了基于擴(kuò)展概念圖投影的完整驗(yàn)證流程。定義了驗(yàn)證過程中需要的本體信息,對模型轉(zhuǎn)換和概念圖投影提供支持。給出了從ROSP模型到擴(kuò)展概念圖的轉(zhuǎn)換方法及從SysML設(shè)計模型到擴(kuò)展概念圖的轉(zhuǎn)換方法,并對模型轉(zhuǎn)換中的類型確定問題給出了一種解決方案。定義了能夠表示驗(yàn)證結(jié)果的擴(kuò)展概念圖投影輸出形式以及其生成方式。根據(jù)投影結(jié)果,可以判斷原始需求中靜態(tài)屬性是否通過驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：SysML ISO/IEC 24707 系統(tǒng)工程 擴(kuò)展概念圖投影 模型驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 系統(tǒng)工程和系統(tǒng)建模語言14-16
• 1.3 模型驗(yàn)證概述16-19
• 1.4 概念設(shè)計概述19-20
• 1.5 概念圖概述20-23
• 1.5.1 簡單概念圖定義21-22
• 1.5.2 簡單概念圖投影22-23
• 1.6 本文研究目標(biāo)和主要內(nèi)容23-25
• 第2章 擴(kuò)展的概念圖25-33
• 2.1 引言25
• 2.2 擴(kuò)展概念圖定義25-26
• 2.3 擴(kuò)展概念圖依賴的知識26-27
• 2.4 擴(kuò)展概念圖投影定義27-30
• 2.5 擴(kuò)展概念圖中的本體30-31
• 2.5.1 概念類型集合30
• 2.5.2 關(guān)系類型集合30-31
• 2.5.3 擴(kuò)展概念圖映射集合31
• 2.6 擴(kuò)展概念圖投影的等價表示31-32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 第3章 面向關(guān)系的靜態(tài)需求表示語言33-48
• 3.1 引言33
• 3.2 ROSP概述33-35
• 3.3 ROSP語法規(guī)則和組件35-37
• 3.4 知識庫37-40
• 3.4.1 類型關(guān)系知識38
• 3.4.2 類型-類型映射38-40
• 3.5 ROSP重寫40-42
• 3.6 ROSP解析42-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 面向概念設(shè)計的模型驗(yàn)證48-57
• 4.1 引言48
• 4.2 驗(yàn)證流程48
• 4.3 概念化過程48-50
• 4.4 建模過程50
• 4.5 驗(yàn)證過程50-56
• 4.5.1 概念設(shè)計模型轉(zhuǎn)換50-54
• 4.5.2 ROSP模型轉(zhuǎn)換54
• 4.5.3 ROSP概念圖到設(shè)計模型概念圖的投影54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)例57-68
• 5.1 引言57
• 5.2 MagicDraw插件機(jī)制57-58
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)58-61
• 5.4 交通燈系統(tǒng)概念設(shè)計驗(yàn)證61-67
• 5.4.1 交通燈系統(tǒng)介紹63-65
• 5.4.2 交通燈系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換結(jié)果65-66
• 5.4.3 交通燈系統(tǒng)擴(kuò)展概念圖投影結(jié)果66-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 本文工作總結(jié)68-69
• 6.2 未來工作展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果74-75
• 致謝75

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本文編號：271079