Module A: Stuctuur, Functies, Eisen en soorten gedrag

• Baso natuurwetenschappen
• Beroepsopleiding

System Modelling Language

Module A: Structuur, Functies, Eisen en soorten gedrag

Ken jij de Systems Modelling Language (SysML)?

Nee

Gezien

Gelezen

Gemaakt

Beoordeeld

Wat is jouw rol?

Civiele Engineer

Systeemarchitect

(Lead) Engineer

Ontwerper

Automatiseerder

Na deze training:

• Ken jij de (essentiële) taalelementen van SysML 1.x
• Kan jij een systeem correct modelleren in SysML 1.x

Doelgroepen

Civiele Ingenieurs

Systeemarchitecten

(Lead) Engineers

Automatiseerders

Brainstorm

Hoe kunnen we een project (jouw werk of andermans werk) dusdanig (liefst subtiel)  frustreren dat 

• het communiceren van ontwerpen / ideeën effectief onmogelijk wordt?
• het bouwen van een oplossing onmogelijk wordt?
• jij of nog beter: je collega's, worden ontslagen?

Verzin 8 ideeën in 8 minuten

(Zelf)sabotage

Waarom SysML

• Verbeteren van communicatie tussen engineers
• Verhoogde precisie en consistentie
• Verlagen van faalkosten
• Hergebruik van ontwerp-ideeën
• Faciliteren van herleidbaarheid, impactanalyse

SysML opbouw

• req
• act
• sd
• stm
• uc
• bdd
• ibd
• pkg
• par

Wat is een model eigenlijk?

Visualisatie (Views)

Tools

Technologie

Tools:

Enterprise Architect
Catia Modeller
Raphosdy
PTC

Structuur

Na deze module:

• Begrijp je het verschil tussen typen en instanties in SysML
• Kan jij een systeemdecompositie modelleren in SysML
• Kan jij een eenvoudig systeemontwerp modelleren in SysML
• Kan jij een raakvlak met flow items modelleren in SysML
• Kan jij een functiehiërarchie modelleren in SysML
• Kan jij eisen modelleren in SysML
• Kan jij tenminste 5 soorten relaties tussen Block, Activity & Requirement benoemen en toepassen

Wat is een Object?

Relatics Meta-model

Relatics Metamodel

>>

Metamodel (objecten-functies-relaties) uit Relatics ZuidasDok)

Een aantal relaties zijn redundant, welke?

>>

Oefening: verbindt de elementen.

Klassikaal.

>>

Een model heeft:

- 'dingen'

- 'relaties tussen dingen'

dingen en relaties hebben een betekenis

en: zijn een abstractie van de werkelijkheid!

Magritte: een beeltenis van een pijp is geen pijp. Maar de beeltenis betekent wel wat - iets wat je interpreteert.

Een Model

• Heeft Elementen
• Heeft Relaties tussen Elementen
• Is een abstractie van de werkelijkheid

EN:

• Elementen en Relaties hebben informatie
• Elementen en Relaties hebben een betekenis
• Er zijn regels om Elementen en Relaties te gebruiken

Het doel van een model

Waarom

Hoe

Wat

>>

Wat: elementen en relaties

Hoe: leren we in deze training

Wat: Wat is het doel van een model? (Denk terug aan de zelf-sabotage oefening)

Types en Instanties

Welke dingen* zie je?

Welke types zie je?

dingen = instanties

<<Blocks>> en relaties

Block Definition Diagram (bdd)

Structurele elementen & relaties:

• Block
• Associatie 

Whole-Part Relaties

• Compositie (black diamond)
• Aggregatie (white diamond)

Instanties:

• Part (properties)
  
• Reference (properties)
  

Informatie

• Rol
  
• Multipliciteit
  
• Compartimenten

Part properties en relaties

Internal Block Diagram (ibd)

Instanties:

• Part (properties)
  
• Reference (properties)
  
• Connectors

Casus

Tips:
Welke dingen zie je?
Wat zijn de relaties tussen dingen?
Welke types van dingen zie je?
Wat zijn de relaties tussen types?
Wat is het systeem?

Waaruit bestaat het systeem?

Houdt 't simpel!

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Casus

Tips:

• Welke dingen zie je?
• Wat zijn de relaties tussen dingen?
• Welke types van dingen zie je?
• Wat zijn de relaties tussen types?
• Wat is het systeem?
• Waaruit bestaat het systeem?
•  Houdt 't simpel!

Aannames:

• Er is een systeem voor bediening en besturing
• De val wordt aangedreven door een bewegingswerk
• De brug heeft een basculekelder en een oplegkelder

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Blocks, Parts, bdd, ibd

• Een part property moet een type hebben
  
• Een associatie mag een type hebben
• Een block beschrijft instanties met dezelfde eigenschappen
• Een bdd kan een hiërarchie specificeren, maar hoeft niet!
• Een ibd geeft de interne structuur van een instantie weer
• Connectors op een ibd hebben geen multipliciteit

A

B

1. A: Goed, B: Goed
2. A: Goed, B: Fout
3. A: Fout, B: Fout
4. A: Fout, B: Goed

Goed of Fout?

Een block beschrijft instanties met dezelfde eigenschappen!

>>

Ontwerpen in types: m.a.w. welke blocks je gaat definiëren hangt af van de eigenschappen die je er aan toedicht.

Als voorwielen altijd verbonden zijn, en achterwielen altijd verbonden zijn met bijv. een starre as, hoe ziet het plaatje er dan uit?

Antw:

Functies (a.k.a. Activities)

Wat is een Functie?

Functiehiërarchie

Een activity is een gedragsbeschrijving

• Transformatie van inputs naar outputs
• Vindt plaats via verwerkingsstappen (Acties)

Functies kunnen parameters hebben

(niet getoond, komt later aan bod)

Activities kunnen gebruikt worden om
functioneel te specificeren!

Let op: dit is een uitzondering in SysML

Functie 1 instantieert functie 1.1 ... 1.3,

en kan extra acties toevoegen!

Activity diagram

Activity Diagram

Actions (instanties van activities)

• call behavior

Control Flows

Start, End Node

Komt later aan bod!

Bonus

Voorbeeld
Activity = Transformatie = Gedrag

Parameters

Action pins

Object Flows

Komt later aan bod!

Is "Dragen Mechanische Belasting" een functie naar jouw mening?

1. Ja
2. Nee

Casus

Maak een functiehiërarchie en een
activity diagram voor:

"Zetten Koffie"

Tips:

beperk tot alleen de subfuncties

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Casus

Maak een functiehiërarchie en een
activity diagram voor:

"Passeren Scheepvaartverkeer"

Tips:
beperk tot alleen de subfuncties

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Activities

• Is een transformatie van Materiaal, Energie of Informatie
• Een activity als functie heeft in- en outputs
• Decompositie via 'Call behavior'
• Control flows bepalen de volgorde van uitvoering
• Object flows wisselen Materiaal, Energie of informatie uit
• Een activity diagram laat de stappen (actions) zien, en kan nog veel meer bevatten -> later
• "A function is a characteristic task, action, or activity that must be performed to achieve a desired outcome" [SEBoK]
• "In SysML, an activity is a formalism for describing behavior that specifies the transformation of inputs to outputs through a controlled sequence of actions" [Friendenthal]

• Een block definition diagram mag gebruikt worden om de decompositie van functies te laten zien (functieboom)

Raakvlakken

A

B

Energie,

Materiaal,

Informatie

>>

Hak een systeem in tweeën en de zo ontstane helften moeten samen weer het systeem vormen. Dat kunnen ze niet zonder dat er "Iets" wordt uitgewisseld.

Voor civiele techniek zijn er andere "interacties", zoals chemische beïnvloeding, kracht of restricties voor ruimte. Die zijn geen standaard onderdeel van SysML 1.x

'Flow Items' (1)

Richting

• in
  
• out
  
• inout
  

Dingen die stromen (van het type)

• Block
  
• Signal
  
• ValueType (waarde + quantity kind + unit c.f. ISO-80000)
  

Flow Items 'hangen' niet in een hiërarchie!

Associaties zijn de types van de 'geleiders'

waarover dingen kunnen stromen

>>

voorbeeld:

Ohm, Weerstand

'Item Flows' (2)

Flow Items^*

Rollen

Multipliciteit

^*Aanmaken van flow items in EA gaat via een omweg, niet rechtstreeks

Casus

Voeg flow items toe aan jouw IBD

Tips:

denk na over het type van een
flow item!

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Casus

Voeg flow items toe aan jouw IBD

Tips:
denk na over het type van een flow item!

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Activity - Block: Functional Allocation

Allocation by type

<<allocate>>

<<allocate>> is een dependency

Mag tussen 2 willekeurige model-elementen

Alternatieven: Compartment | Callout notatie

>>

Ziet iemand iets vreemds is dit plaatje?

antw: Subsysteem B en Functie 1.2

b is de functievervuller voor 1.2, echter b kan meer dan 1x voorkomen. Past dat bij de functie, en ook de interfaces van a & b?

-> ligt eraan wat 1.2 specificeert!

Eisen

Eisen

Brug tussen tekstgebaseerde eisen 

en modellen

Geen restricties opgelegd aan text

Tagged Values:

Voor alle modelelementen!

www.omg.org

>>

SysML 1.4 is geadopteerd als een ISO standaard:  ISO 19514:2017

....en hij is gratis :-)

Zoek nu zelf de mogelijke relaties tussen eisen!

Tip: pagina 157 en verder, hoofdstuk 16

Casus

Zoek mogelijke relaties tussen eisen, blocks en activities

zelf op in ISO 19514:2017

Maak een requirements diagram

met tenminste:

1  topeis

3 functionele eisen

2 systeemeisen

Kies de juiste relaties om de 

eisen te relateren aan je model

tot nu toe.

Tip:

Schrijf alleen de eistitel op,

je hoeft geen eisen te engineeren

https://www.omg.org/spec/SysML/ISO/19514/PDF

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Casus

Zoek mogelijke relaties tussen eisen, blocks en activities

zelf op in ISO 19514:2017

Maak een requirements diagram

met tenminste:

1 topeis

3 functionele eisen

2 systeemeisen

Kies de juiste relaties om de 

eisen te relateren aan je model

tot nu toe.

Tip:

Schrijf alleen de eistitel op,

je hoeft geen eisen te engineeren

https://www.omg.org/spec/SysML/ISO/19514/PDF

>>

Vereenvoudigd, boiler overloop en oververhitting niet getekend.

Maak een bdd en een idd in groepjes, en presenteer,

Modelleren in SysML

Een diagram is een "view" op een model, niet alles hoeft op 1 diagram

• Types (bdd)
• Samenhang van instanties (ibd)
• Eisen (req)
• Procesgang (act)
• Raakvlak (flow items)
• Relaties (aggregatie, compositie, associatie, allocatie, verfijning, afleiding + wat je nog meer had gevonden)
• decompositie van systemen (objectenboom)
• decompositie van functies (Functieboom)
• traceability & flowdown van eisen ("Eisenboom")

Het model is de inhoud van de database

1/4

Vooruitblik

Meer SysML:

• Verfijning van structuur (overerving, eigenschappen, ports)
  
• Gedrag (flow-based; message-based; event-based)
  
• Use Cases
  
• Samenhang van gedrag
  

Praktische toepassing:

Operationele omgeving en Scenarios

Ontwikkelmethodiek 

Scripting

Wat vond je van deze module?

😒🙁😐🙂😃