工程师负责寻找问题和机会的解决方案,并使用模型来可视化正在考虑的系统和系统需要运行的世界上下文的简化。在Enterprise Architect中创建的系统工程模型提供了一个有价值的工具用于分析、设计、架构、测试和可视化。这包括能够预测系统在给定时间的行为方式,以上下文利益相关者协商和权衡分析的形式平衡竞争需求和设计考虑因素。参数图是一种高级工具,可以帮助工程师在模型中解决这些问题,并预先表示系统可能的行为方式。
在之前的主题中,我们学习了如何使用模块定义图来建模方程,其中“部件关联”关系用于表示方程中的变量(参数)。这为重复使用提供了重要机制。为了回顾如何使用约束模块来建模方程,请参考此图:该图使用一个约束模块(即一种构造型模块)来仿真车辆的燃油情况。燃油流量基于以燃油压力(压力)和燃油需求为变量(参数)的方程式。
任何方程或方程组都可以通过约束条件进行建模。
这一约束条件可能在多种不同情境中被重复使用。我们可以在参数图中看到它的应用方式。
12.1 参数图介绍
参数图提供了一种在特定语境下以约束性质形式可视化方程及其参数的方法。这些属性代表了约束模块的使用方式,通常定义在模块定义图中。
参数图的框架代表所属的约束模块,因此它会被命名为该模块,图中出现的元素是约束属性,即所包含的约束模块的实例,从而显示约束的组成。
创建参数图
参数图可以在用户界面的多个位置创建,使用以下任意选项:
我们将使用“设计”功能区选项创建参数图。首先,在浏览器窗口中选择希望图所在的包。
与大多数其他 SysML 图不同,参数图通常放在所属的约束模块下。在浏览器窗口中选定位置后,选择:
设计>图>添加图
选择此选项将打开“新建图”对话框,可以在其中命名图;该名称最初默认为拥有该图的约束模块的名称。选择 SysML视角和 SysML 版本后,将显示一个图列表,可以在其中选择参数图。点击确定按钮,在浏览器窗口中选定的位置创建一个新的参数图。图视图将打开,可以在其中开始添加描述方程式和参数的元素和连接器。Enterprise Architect会显示图工具箱的“参数”页面,其中包含 SysML 规范定义的适用于构建此图类型的元素和关系。除了默认显示的“通用”元素和“通用关系”页面外,还可以根据需要打开任意数量的其他工具箱页面,这些页面允许添加图注记、图例和其他常用元素。
参数图中使用的最重要的元素和连接器是:
元素
元素扩展
连接器
可以通过将元素从工具箱栏页面拖放到图表画布上来添加元素。
12.2 使用部分关联的方程组
工程问题和系统通常需要详细分析以确定特定提议的解决方案将如何执行。分析可能涉及多个相互关联的方程,以求得某个具体数值。 Enterprise Architect允许工程师使用模块定义图构建方程组,然后在多个参数图中使用这些方程来描述建议的解决方案。
此模块定义图描述了车辆的直线动力学参数 - HSUV - 并包括在图上表示为约束的许多方程,它们是一种类型的块。
下图是一个参数图,显示了 ConstraintBlocks 如何在特定上下文使用,在图上表示为 ConstraintProperties。我们可以直观看到总功率参数是如何计算的,功率方程和加速度方程上的等效参数之间存在联系。可以看到位置方程和速度方程之间的联系,最终连接回加速度方程。
12.3 使用参数的有效性度量
有效性度量 (MOE) 是一种重要的工程机制,用于量化任务目标或预期成果的实现情况。它们可以使用参数图进行建模,而有效性元素的度量可从工具箱的“参数”页面获得,可将其拖曳到图中,并与以约束属性表示的方程参数关联。
有效性度量可用于评估多种设计方案,并使这些方案能够进行系统性的比较和评估。该图展示了基于多种有效性指标(MOEs)的混合型SUV(HSUV)在“方案一”(alt1)中的总体成本效益,所采用的指标包括:
这些中的每一个都有自己的参数模型,能够确定有效值并对整个方程做出贡献,该方程由一系列加权求和构成 {CE = Σ(Wi × Pi)}。 Enterprise Architect允许定义任意数量的备选方案,并且工程师可以重用 MOE 元素和用于定义相关方程的 ConstraintBlocks。
Enterprise Architect有一个有用的搜索特征,它允许在浏览器窗口中定位属性所基于的类型。此函数对于查找在参数和内部模块图中找到的模块或 ConstraintProperty 的所属模块或约束特别有用。
可以使用 Focus 窗口的“模型视图”选项卡设置幻灯片放映。