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SysMLの概説と動向

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SysMLセミナアジェンダ

  SysMLの概要  各ダイアグラムおよび要素の紹介

 要件図 – Requirement Diagram  ブロック定義図 – Block Definition Diagram  内部ブロック図 – Internal Block Diagram  パラメトリック図 – Parametric Diagram •  アクティビティ図 – Activity Diagram •  パッケージ図 – Package Diagram •  ユースケース図 – Use Case Diagram •  シーケンス図 – Sequence Diagram •  ステートマシン図 – State Machine Diagram

  SysMLモデリングの流れ   SysMLモデリングのデモンストレーション  質疑応答

SysMLの概要


SysMLとは？

  System Modeling Language:システムモデリング言語  システム全体を記述するためのモデリング言語

 システム、ハードウェア、ソフトウェア、データ、人、手続き、設備・・・  ビジュアルモデリング言語で以下を提供する

 セマンティクス（意味）  表記法 ※方法論やツールではない。

  OMGが仕様を管理  最新版：Version1.1 (2008年11月) ※仕様の策定にはINCOSE (International Council on System

Engineering)も協力

 チュートリアル及び資料は下記OMGのSysML関係Webサイトで入手可能  http://www.omgsysml.org/

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開発工程での位置づけ

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SysMLとUML

  SysMLとUML   SysMLはUML (Unified Modeling Language) 2.x がベース

UML2 SysML

SysMLでは使用しないUML2部分

SysMLで新規に追加された部分

SysMLで再利用するUML2部分(UML4SysML)

ダイアグラムの種類

構造を記述構造図パッケージ図

ブロック定義図

内部ブロック図

要件を記述要件図

制約を記述パラメトリック図

振舞を記述振舞図ユースケース図

ステートマシン図

シーケンス図

アクティビティ図


SysMLとUMLのダイアグラムの違い

  UMLとSysMLのダイアグラムの違い

  パッケージ図

  ×   ブロック定義図   ×   内部ブロック図   ×

  パッケージ図

  コンポーネント図

  クラス図   オブジェクト図   コンポジット構造図   配置図

  シーケンス図   コミュニケーション図   タイミング図   相互作用概要図   ステートマシン図   アクティビティ図

  シーケンス図   ×   ×   ×   ステートマシン図   アクティビティ図

構造

振る舞い

  要件図   ユースケース図

SysMLで追加．対象の要件を表現

ブロック定義図にて記述可能なため

Allocationにより記述可能なため

表現力の強化、表現対象の拡大

シーケンス図にて記述可能なため

シーケンス図にて記述可能なため

必要な要求と合致しないため

  パラメトリック図制約 SysMLで追加．各ブロックの制約を表現

  ユースケース図

要件

SysMLダイアグラムおよび要素の紹介


SysMLダイアグラムの表記

  SysMLダイアグラムの枠のヘッダでは、下記の略称が用いられる

ダイアグラムの分類略称

アクティビティ図 act

ブロック定義図 bdd

内部ブロック図 ibd

パッケージ図 pkg

パラメトリック図 par

要件図 req

シーケンス図 sd

ステートマシン図 stm

ユースケース図 uc

ダイアグラムの分類とモデルの名前


要件図 – Requirement Diagram

 非機能要件も含めたシステムの要件を整理して表現

導出

検証

充足



 要件（要求）

 システムが有すべき機能や充足すべき条件を記述する  要件はステレオタイプ《requirement》をつけ、IDとテキストプロパティを記述する

 ID  要件の管理に役立つ

 テキストプロパティ  要件の内容を記述  記述言語に制約は特にない



 要件間につけられる関係

導出

検証

充足トレース

複写詳細化

包含(Containment)



 要件一覧表  要件を一覧形式で表現したもの


ブロック定義図 – Block Definition Diagram

 システムの静的な構造を表現

 ブロックを用いて表現できる対象システム、ハードウェア、ソフトウェア、データ、設備･･･

ブロック


 システム構成要素である「ブロック」の内部構造を表現

 ブロック内部の詳細構造を明確化

内部ブロック図 – Internal Block Diagram

アイテムフロー

コネクタ

プロパティ


内部ブロック図 – Internal Block Diagram

  ブロック定義図で定義されたブロックの内部構造を部品間の接続関係で定義する   コネクタ：部品同士を接続する   ポート：コネクタの端子   アイテムフロー：コネクタを流れる「もの」

アイテムフロー

コネクタ

ポート

格納ブロック（内部構造を定義したブロック名）


ブロック定義図と内部ブロック図の相関

 ブロック定義図と内部ブロックの関係  ブロック定義図と内部ブロック図は下記のように対応付けられる


Allocation

 異なる型、異なる抽象度の要素間の関係を表現する仕組み

  ｢構造｣から｢構造｣への割り当て   ｢ソフトウェア要素｣を配置する｢ハードウェア要素｣の明確化

  ｢論理モデル｣と｢物理モデル｣の対応関係の明確化

  ｢振る舞い｣の｢構造｣への割り当て   ｢機能｣を実現する｢要素｣へ割り当て   「機能」と「構造」の分離

  ｢流れ｣の割り当て   ｢機能モデル｣中の流れを｢構造モデル｣へ割り当て


ブロック定義図 – Block Definition Diagram

 ブロックの構成要素《block》

ブロック1

constraints

｛ X= Y ｝

operations

method１( p1 ： Type1 ) ： Type2

parts

part1 ： Block2

references

ref1 ： Block3

values

val1: Integer = 99

allocatedFrom

《activity》 Act1

satisfies

《requirement》 Req1

ブロック名は「ブロック１」

制約の宣言操作

部品のプロパティ参照プロパティ

値プロパティこのブロックに割り当て

られる要素

このブロックが充足する要件


 要素間、属性間の制約、関係式を表現

 条件、関係式を制約ブロック(Constraint Block)として記述し、式中の各パラメータを割り当てる方式

 制約自体の記述方法については、仕様上は規定されていない

パラメトリック図 – Parametric Diagram

制約プロパティ

バインディングコネクタ


ブロック定義図とパラメトリック図の相関

 ブロック定義図とパラメトリック図の関係  ブロック定義図とパラメトリック図は下記のように対応付けられる


パラメトリック図 – Parametric Diagram

 パラメトリック図   DCモータの動特性

ブロック線図

ブロック定義図

モータのトルクτm(単位：Nm)とモータ電流i(単位：A)の関係は、トルク定数MT(単位：Nm/A)を用いると、　τm ＝ MT ・ i ① また、モータ電圧v(単位：V)とモータ電流iの関係は　　i ＝ (v ‐ Me・ω) ／ R ② 更に、モータトルクτmと角加速度α(単位：rad/(s^2))の関係は、モータの軸周りのイナーシャＪ(単位：kgm^2)を用い　　τm ＝ J α ③ モータの回転角度θ(単位：rad)は、角加速度αを２回積分することで算出。


アクティビティ図 – Activity Diagram

 ある機能を表現するための処理の流れを表現

アクション

コントロールフローオブジェクトフロー


アクティビティ図 – Activity Diagram

 アクティビティ図の表記

  アクティビティのブロックをブロック定義図で定義することができる   アクティビティを定義するブロック定義図とアクティビティ図には、下図の青矢印のような名前や型の対応がある


パッケージ図 – Package Diagram

 モデル要素を分類し、整理して表現

 再利用可能な一番大きな単位

パッケージ


 モデリング対象が外部に提供している機能、サービスを表現

 ユースケースについては、要件図内で利用することで、要件と機能の関係を明確化することも可能

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ユースケース図 – Use Case Diagram

ユースケース

アクター


シーケンス図 – Sequence Diagram

 ある機能を表現するための相互作用を表現ライフライン

メッセージ


 ある要素が生成されてから破棄されるまでの状態遷移を表現

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ステートマシン図 – State Machine Diagram

遷移状態

コンポジット状態

SysMLモデリングの流れ


SysML モデリングの流れ

 システムエンジニアリング工程での設計の流れ

ハードウェア設計工程へ

①要件定義

（コンテキスト図）要件図ユースケース図

②システム設計

構造設計振る舞い設計

パッケージ図ブロック定義図内部ブロック図パラメトリック図

シーケンス図ステートマシン図アクティビティ図

ソフトウェア設計工程へ



 ①要件定義

  （コンテキスト図：対象システムと周辺環境の関係）  要件図：対象システム開発時の要件  ユースケース図：対象システムの機能

※コンテキスト図（内部ブロック図の利用例）

モデリング対象のシステムと周囲の環境との関係を表現

内部ブロック図の利用例として Annex B:SampleProblem(informative) で紹介開発の初期段階に開発対象の概要を把握、整理するために利用



 ②システム設計（構造設計）

 パッケージ図：モデル要素を分類し整理して表現  ブロック定義図：対象システムの静的な構造を表現  内部ブロック図：ブロック内部の構造を表現  パラメトリック図：要素間、属性間の制約、関係式を表現



 ②システム設計（振る舞い設計）

 アクティビティ図：ある機能を実現するための処理の流れを表現  シーケンス図：ある機能を実現するための相互作用を表現  ステートマシン図：ある要素が生成されてから破棄されるまでの

　状態遷移を表現


SysMLのダイアグラム間の関係

  SysMLのダイアグラム   4分類、9種類のダイアグラム。互いに関連を持ち、検証に必要な情報を補い合っている。

構造

要件制約（パラメトリック）

振る舞い

allocate

value binding

verify

satisfy


パターンウィーバー（SysML版）   サンプル画像

 要件図

 ブロック定義図

 パラメトリック図

 内部ブロック図


パターンウィーバー（SysML版）

Pattern Weaver SysML版   製品情報

  金額：￥98,000　　　　　　　　　　　　　   リリース時期：2010年1月27日   プレビュー版ダウンロード

http://pw.tech-arts.co.jp/

  販売元   （株）テクノロジックアート

  お問合せ先   テクノロジックアート営業部

Tel : 03-5803-2788 Fax : 03-5803-2989 E-mail : [email protected]

  特徴   SysML1.1に対応   Eclipse上で動作   組み込み分野のモデリングに対応

  オフショア開発に対応

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