Die Modellierungssprache SysML

UML Diagramme mit Erweiterungen

Wir können z. B. definieren, dass ein bestimmter Stoff (Luft, Flüssigkeit, spezielle Kraftstoffe, Elektrizität, etc.) hinein oder hinaus fließen.

Die Flussrichtung wird dabei mit sogenannten FlowProperties definiert. Ein Property ist dabei eine Eigenschaft, welche in einem Block enthalten sein kann. Der Typ des Properties definiert, um was es sich dabei handelt. Dabei kann der Typ ein anderer Block sein oder ein DataType Element, welcher wiederum genauer spezifiziert sein kann.

Mit dem BDD beschreiben wir z. B. den strukturellen Aufbau eines Systems, dabei gibt das SysML BDD nicht vor welche Sicht eingenommen werden soll, diese wird durch die eine spezielle Methode definiert, z. B. ob ein BDD eine logische Sicht auf das System, eine physische Sicht oder eine Software-Sicht bzw. eine Kombination davon beschreibt. Ja, mit SysML können auch (Software)-Systeme beschrieben werden, genauso wie die UML auch für die allgemeine Beschreibung von Systemen verwendet werde kann, mit den Einschränkungen die durch die SysML ergänzt wurden.

Der PowerControlUnit Block mit angezeigten Ports, manche sind durch Blöcke mit FlowProperties typisiert, daher zeigen sie Pfeile für dir Fließrichtung. Diese Ports können im IBD ebenfalls an Properites vom Typ PowerControlUnit angezeigt und mit anderen Ports oder Properties verknüpft werden.

Hat ein Block Ports (kleine Rechtecke am Rahmen), können diese auch an den Properties angezeigt werden, um damit auf die Interaktionspunkte der Blöcke zuzugreifen, wenn diese in einem anderen Block verwendet werden (als Property typisiert mit einem Block mit Port). Z. B. hat die PowerControlUnit einige Ports, welche im IBD ebenfalls angezeigt werden können.

Wurde der Port mit einem Block typisiert, der wiederum FlowProperties enthält, zeigt der Port eine Richtung [<] [>] oder [<>]. Letzteres bedeutet, dass die durch das FlowProperty definierte „Gut“ hinein und hinaus fließt oder das unterschiedliche Dinge hinein oder hinaus fließen.

Aktivitäts-Diagramm

Das SysML Aktivitätsdiagramm ist im Kern nicht angepasst und funktioniert genauso wie das UML Aktivitätsdiagramm. Es gibt lediglich einige Erweiterungen durch einigen Stereotypen, um eine bessere Kontrolle von Flüssen im Aktivitätsdiagramm zu errechen. Wir können in SysML Aktivitätsdiagrammen z. B. Wahrscheinlichkeiten bei den Flüssen (ObjectFlow) angeben, optionale Flüsse definieren und Kontinuierliche Flüsse genauer beschreiben.

Neue Diagramme in der SysML 1.x

Die SysML bietet einige spezielle Beziehungen, die zwischen Requirements-Elementen verwendet werden.  Dabei müssen nicht alle verwendet werden. Die wichtigsten Beziehungen zwischen Anforderungen ist die «derivReqt» Beziehung, die aussagt, dass eine Anforderung aufgrund einer anderen Anforderung vorhanden ist. Wird das Ziel der «derivReqt» Beziehung geändert, hat dies eine Auswirkung auf alle davon abgeleiteten Anforderungen.

SysML Anforderungen können auch mit dem restlichen Modell verknüpft werden, und erlauben dadurch eine vollständige Traceability von der Stakeholder-Anforderung bis zu dem gewünschten System-Level, welches im Modell abgebildet werden soll.

Weitere wichtige Beziehungen sind dabei die «refine» Beziehung, mit der wir eine Anforderung durch ein anderes Modell-Element genauer beschreiben können. Damit können wir eine Brücke zwischen Textbaustein und Model Based Requirements schlagen.

Die «verify» Beziehung erlaubt es Test-Fälle («testCase») Element mit Anforderungen zu verbinden. Der Test-Fall beschreibt wie die Anforderung mit der er verknüpft ist getestet werden soll.

Die «satisfy» Beziehung beschreibt die Umsetzung einer Anforderung durch ein anderes Modell-Element. So kann z.B. eine Anforderung durch einen oder mehrere Blöcke umgesetzt werden.

Parametrisches-Diagramm

 Das Parametrische (Parametric) Diagramm ist ein gänzlich neues Modell und eine Spezialisierung von SysML Blöcken. Der SysML Block heißt hier ConstraintBlock (Block mit Stereotyp «constraint») und definiert eine Art Gleichung- der auch als Funktion gesehen werden – mit Eingabe und Ausgabe Variablen (Values). Die Variablen werden in einer Gleichung verwendet.

«constraint» Blöcke können nun im Parametirc Diagramm instanziiert werden und werden Constraint Properties genannt. Mehrere Constraint Properties können nun zu einem Funktionsgraphen zusammengebaut werden.

Durch Simulationsmöglichkeiten können Parametric Diagramme ausgewertet werden. Dabei können unterschiedliche Sets an Variablen Konfigurationen (der Eingabedaten) definiert werden. Die Simulation berechnet anschließend die Ausgabedaten.

Zum Berechnen können auch mathematische Solver wie Matlab-Simulink oder Modellica verwendet werden.

Einfaches Parametic Diagramm mit einem Constraint Property

Durch die Kombination mehrere Constraint Properties in einem Parametric Diagramm, können wir komplexere Systeme beschreiben. Die einzelnen Constraint Blöcke dienen hierbei als Bibliothek und die Verwendung als Constraint Property in einem Parametric Diagramm als einfache Beschreibung eines komplexen Systemverhaltens.