CN115906491A - 一种从SysML模型到结构模型的转换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从SysML模型到结构模型的转换方法及系统，其方法包括：步骤S1：基于MBSE方法，采用SysML语言对系统采用需求‑功能‑逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求、行为、架构SysML模型；将SysML模型中描述系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构；步骤S2：通过定义物理架构与BOM结构的映射关系，并将物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件；步骤S3：在三维建模软件中导入BOM结构文件，基于BOM结构及其包含的属性进行对应的物理模型设计；步骤S4：重复步骤S1～S3，将SysML模型中子系统和组件转换为对应的BOM结构文件，并进行物理模型设计。本发明提供的方法保证了产品全设计语义的一致性，提高产品研发效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及MBSE的模型传递领域，具体涉及一种从SysML模型到结构模型的转换方法及系统。
背景技术
随着装备自动化、智能化的不断提升，装备系统不再是由某一个或者两个专业就能够实现，是一个涉及机械、控制、电子、液压和软件等多种领域的复杂巨系统。MBSE支持复杂定制产品设计初期的需求、功能、结构等过程的建模与仿真，通过数字化设计手段用确定的、无歧义的方法来描述系统特征。MBSE的传统定义指出其贯穿于产品研制全生命周期，但目前国内外相关研究和现状表明MBSE的应用范围仍局限在产品的方案设计阶段。MBD是借助三维产品数字化设计软件，从零件设计MBD模型中提取加工特征、尺寸公差及其他技术要求，进而在可视化环境下开展零件工艺方案的制定及详细工艺设计，MBD解决了上游设计意图难以理解、工艺变更难以传递、工艺信息多源异构等问题。但是在复杂定制产品方案设计方面，如何采用规范化、标准化的MBSE贯穿方案设计全过程，最终构建设计MBD模型打通方案设计与工艺设计的数据链路是亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种从SysML模型到结构模型的转换方法及系统。
本发明技术解决方案为：一种从SysML模型到结构模型的转换方法，包括：
步骤S1：基于MBSE方法，采用SysML语言对系统采用需求-功能-逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求-功能-逻辑的SysML模型；将所述SysML系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构；
步骤S2：通过映射关系将所述物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件，其中，所述映射关系包括：所述物理架构的层级结构、结构属性及行为属性与BOM结构的属性之间的映射关系；
步骤S3：在三维建模软件中导入所述BOM结构文件；基于所述BOM结构及其包含的属性及约束条件进行对应的物理模型设计；
步骤S4：重复步骤S1～S3，将所述SysML模型中子系统和组件转换为对应的BOM结构文件，并进行物理模型设计。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明公开了一种从SysML模型到结构模型的转换方法，解决了现有基于MBSE方法中系统模型向结构建模传递不连续的问题，实现将SysML模型的物理架构信息转换为三维建模软件可识别的BOM结构，可实现将同一数据源在不同模型软件之间进行传递，保证了设计过程数据传递的准确性和一致性，从而提高设计研发效率和质量，节约研发成本。
附图说明
图1为本发明实施例中一种从SysML模型到结构模型的转换方法的流程图；
图2为本发明实施例中SysML模型中逻辑结构和物理结构的分配示意图；
图3为本发明实施例中物理架构中一个Block包含的属性示意图；
图4为本发明实施例中SysML模型中物理架构示意图；
图5为本发明实施例中子系统的物理架构转换为BOM结构的示意图；
图6为本发明实施例中一种从SysML模型到结构模型的转换系统的结构框图。
具体实施方式
本发明提供了一种从SysML模型到结构模型的转换方法，保证了产品全设计语义的一致性，提高产品研发效率和质量。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下通过具体实施，并结合附图，对本发明进一步详细说明。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供的一种从SysML模型到结构模型的转换方法，包括下述步骤：
步骤S1：基于MBSE方法，采用SysML语言对系统采用需求-功能-逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求-功能-逻辑的SysML模型；将SysML系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构；
步骤S2：通过映射关系将物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件，其中，映射关系包括：物理架构的层级结构、结构属性及行为属性与BOM结构的属性之间的映射关系；
步骤S3：在三维建模软件中导入BOM结构文件；基于BOM结构及其包含的属性及约束条件进行对应的物理模型设计；
步骤S4：重复步骤S1～S3，将SysML模型中子系统和组件转换为对应的BOM结构文件，并进行物理模型设计。
在一个实施例中，上述步骤S1：基于MBSE方法，采用SysML语言对系统采用需求-功能-逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求-功能-逻辑的SysML模型；将SysML系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构，具体包括：
步骤S11：采用支持SysML标准的建模工具，基于MBSE方法对系统顶层采用需求-功能-逻辑的流程建模及仿真验证，得到SysML模型，SysML模型包括：需求、行为、结构和参数四个领域的描述，其中，结构包括：系统结构、子系统间接口连接关系、系统与外部系统的接口关系、子系统间数据流和子系统行为的定义；
步骤S12：采用SysML中Allocate方式(即分配方式)，将SysML模型的逻辑架构或描述逻辑的元素分配给物理架构中相应的元素；物理架构包含结构属性、行为属性和架构的层级结构。
图2为SysML模型中逻辑结构和物理结构的分配示意图。图中SysML模型中的逻辑架构由逻辑组件1、2和3构成，物理架构由物理组件1和2组成，利用Allocate方式将逻辑组件1、2分配到物理组件2，逻辑组件3分配到物理组件1。
在一个实施例中，上述S2：通过映射关系将物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件，其中，映射关系包括：物理架构的层级结构、结构属性及行为属性与BOM结构的属性之间的映射关系，具体包括：
将SysML模型中物理架构的行为属性、结构属性及层级结构的元素，按照预定义的映射规则映射到三维建模软件的BOM结构中对应的层级结构和属性，生成BOM结构文件；
首先，根据SysML中的物理架构，选择其中需要转换的对象，该对象包括物理架构中对机电设计领域所有的元素的顶层节点，该节点可以是SysML模型中的Package或者Block。
其次，定义映射规则，SysML物理架构中描述系统架构的层级结构及Block的相关结构、操作属性与BOM中属性进行映射。SysML模型物理机构的层级结构描述包含但不限于以下两种方式：Block的组成部分属性和直接关联或者包含关系。SysML模型中Block的操作属性和结构属性可对应的映射至BOM结构中的元素属性。
举例来说，映射规则如表1所示。
表1SysML模型到BOM结构的映射规则
最后，根据所选的物理架构和映射关系生成对应机电设计领域的csv或者xml格式BOM结构文件，如图3为SysML模型中物理架构中一个Block包含的属性示意图。图4为SysML模型中物理架构示意图。
生成的csv格式的BOM结构文件如表2所示，表2中各属性值为示意值，可根据不同的设计及转换需求将SysML中的相关属性值转换至BOM表格中。
表2BOM结构文件
在一个实施例中，上述步骤S3：在三维建模软件中导入BOM结构文件；基于BOM结构及其包含的属性及约束条件进行对应的物理模型设计。
在一个实施例中，上述步骤S4：重复步骤S1～S3，将SysML模型中子系统和组件转换为对应的BOM结构文件，并进行物理模型设计。如图5所示，将子系统的物理架构信息转换为BOM结构文件，然后进行相应的物理模型设计。
本发明公开了一种从SysML模型到结构模型的转换方法，解决了现有基于MBSE方法中系统模型向结构建模传递不连续的问题，实现将SysML模型的物理架构信息转换为三维建模软件可识别的BOM结构，可实现将同一数据源在不同模型软件之间进行传递，保证了设计过程数据传递的准确性和一致性，从而提高设计研发效率和质量，节约研发成本。
实施例二
如图6所示，本发明实施例提供了一种从SysML模型到结构模型的转换系统，包括下述模块：
SysML模型生成模块51，用于基于MBSE方法，采用SysML语言对系统采用需求-功能-逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求-功能-逻辑的SysML模型；将SysML系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构；
系统转换模块52，用于通过映射关系将物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件，其中，映射关系包括：物理架构的层级结构、结构属性及行为属性与BOM结构的属性之间的映射关系；
三维建模模块53，用于在三维建模软件中导入BOM结构文件；基于BOM结构及其包含的属性及约束条件进行对应的物理模型设计；
子系统和组件转换模块54，用于将SysML模型中子系统和组件转换为对应的BOM结构文件，并进行物理模型设计。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。
Claims (4)
1.一种从SysML模型到结构模型的转换方法，其特征在于，包括：
步骤S1：基于MBSE方法，采用SysML语言对系统采用需求-功能-逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求-功能-逻辑的SysML模型；将所述SysML系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构；
步骤S2：通过映射关系将所述物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件，其中，所述映射关系包括：所述物理架构的层级结构、结构属性及行为属性与BOM结构的属性之间的映射关系；
步骤S3：在三维建模软件中导入所述BOM结构文件；基于所述BOM结构及其包含的属性及约束条件进行对应的物理模型设计；
步骤S4：重复步骤S1～S3，将所述SysML模型中子系统和组件转换为对应的BOM结构文件，并进行物理模型设计。
2.根据权利要求1所述的从SysML模型到结构模型的转换方法，其特征在于，所述步骤S1：基于MBSE方法，采用SysML语言对系统顶层采用需求-功能-逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求-功能-逻辑的SysML模型；将所述SysML系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构，具体包括：
步骤S11：采用支持SysML标准的建模工具，基于MBSE方法对系统顶层采用需求-功能-逻辑的流程建模及仿真验证，得到SysML模型，所述SysML模型包括：需求、行为、结构和参数四个领域的描述，其中，所述结构包括：系统结构、子系统间接口连接关系、系统与外部系统的接口关系、子系统间数据流和子系统行为的定义；
步骤S12：采用SysML中Allocate方式将所述SysML模型的逻辑架构或描述逻辑的元素分配给物理架构中相应的元素；所述物理架构包含结构属性、行为属性和架构的层级结构。
3.根据权利要求1所述的从SysML模型到结构模型的转换方法，其特征在于，所述步骤S2：通过映射关系将所述物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件，其中，所述映射关系包括：所述物理架构的层级结构、结构属性及行为属性与BOM结构的属性之间的映射关系，具体包括：
将所述SysML模型中物理架构的行为属性、结构属性及层级结构的元素，按照预定义的映射规则映射到三维建模软件的BOM结构中对应的层级结构和属性，生成BOM结构文件。
4.一种从SysML模型到结构模型的转换系统，其特征在于，包括下述模块：
SysML模型生成模块，用于基于MBSE方法，采用SysML语言对系统顶层采用需求-功能-逻辑的流程进行建模及仿真验证，得到描述系统需求-功能-逻辑的SysML模型；将所述SysML系统的逻辑架构以Allocate方式分配给物理架构；
系统转换模块，用于通过映射关系将所述物理架构转换为BOM结构，生成BOM结构文件，其中，所述映射关系包括：所述物理架构的层级结构、结构属性及行为属性与BOM结构的属性之间的映射关系；
三维建模模块，用于在三维建模软件中导入所述BOM结构文件；基于所述BOM结构及其包含的属性及约束条件进行对应的物理模型设计；
子系统和组件转换模块，用于将所述SysML模型中子系统和组件转换为对应的BOM结构文件，并进行物理模型设计。
Priority Applications (1)
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| CN202211502289.8A CN115906491A (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种从SysML模型到结构模型的转换方法及系统 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN115906491A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116415430A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-11 | 中国科学院国家空间科学中心 | 面向空间科学任务论证的定制化SysML模型转换方法 |
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2022
- 2022-11-28 CN CN202211502289.8A patent/CN115906491A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116415430A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-11 | 中国科学院国家空间科学中心 | 面向空间科学任务论证的定制化SysML模型转换方法 |
| CN116415430B (zh) * | 2023-03-27 | 2023-11-14 | 中国科学院国家空间科学中心 | 面向空间科学任务论证的定制化SysML模型转换方法 |
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