1 關(guān)于系統(tǒng)建模的語(yǔ)言

對(duì)于語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，最早的系統(tǒng)建模語(yǔ)言是UML語(yǔ)言。UML語(yǔ)言創(chuàng)建于1997年，又稱統(tǒng)一建模語(yǔ)言（Unified Modeling Language），是一種為面向?qū)ο笙到y(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行說(shuō)明、可視化和編制文檔的一種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。UML使用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的的建模工具，獨(dú)立于任何具體程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，UML為軟件系統(tǒng)建立可視化模型，為軟件系統(tǒng)建立構(gòu)件以及文檔。

圖1 MBSE語(yǔ)言、方法、工具支柱示例

為了滿足系統(tǒng)工程的實(shí)際需要，國(guó)際系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)（INCOSE）和對(duì)象管理組織（OMG）決定在對(duì)UML的子集進(jìn)行重用和擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，提出一種新的SysML系統(tǒng)建模語(yǔ)言（Systems Modeling Language），作為系統(tǒng)工程的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言。和UML用來(lái)統(tǒng)一軟件工程中使用的建模語(yǔ)言一樣，SysML的目的是統(tǒng)一系統(tǒng)工程的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言。SysML語(yǔ)言2006年被采納，2012年發(fā)布規(guī)范。SysML 是用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模的標(biāo)準(zhǔn)和通用的建模語(yǔ)言。SysML 提供了非常豐富和先進(jìn)的表達(dá)方式，從高級(jí)架構(gòu)建模到仿真前沿的詳細(xì)設(shè)計(jì)，涵蓋了非常廣泛的應(yīng)用范圍。

但無(wú)論如何，UML為“軟件（代碼）”系統(tǒng)建立可視化模型，為“軟件（代碼）”系統(tǒng)建立構(gòu)件，為“軟件”系統(tǒng)建立文檔。而SysML 1.0以UML建模語(yǔ)言為基礎(chǔ)，但是SysML 1.0也有一些局限，尤其是在UML語(yǔ)言以“軟件（代碼）”為主的應(yīng)用范圍和架構(gòu)方面。即使更新的SysML 1.6也有同樣類似的問題。因此，SysML 2.0版本于2019年11月結(jié)束了征求建議階段，開發(fā)工作已經(jīng)正式提上日程，根據(jù)OMG的計(jì)劃，大約在2022年正式發(fā)布。SysML 2.0比較全面地解決了系統(tǒng)工程的軟、硬兩個(gè)方面的問題，最重要的是有效利用企業(yè)原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，新的語(yǔ)言與歷史語(yǔ)言會(huì)實(shí)現(xiàn)并存。

2 關(guān)于系統(tǒng)建模語(yǔ)言的支持

一般來(lái)說(shuō)，只要是系統(tǒng)建模工具，幾乎都是SysML語(yǔ)言寫出來(lái)的，都支持SysML語(yǔ)言，這些系統(tǒng)建模工具的菜單中，都可以另存為SysML語(yǔ)言模型，或者導(dǎo)出為SysML語(yǔ)言模型，所以幾乎所有系統(tǒng)建模工具在語(yǔ)言基礎(chǔ)上是互通的。當(dāng)然，在不同的工具導(dǎo)入、導(dǎo)出過程中，可能會(huì)丟失一些信息，這個(gè)道理就像CAD工具一樣，不同的CAD工具例如NX、CATIA、ProE是不可能互相打開其他工具的模型的，但是只要將CAD模型存成國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)格式，例如JT，異構(gòu)的CAD工具就可以打開異構(gòu)的CAD模型，同樣，也會(huì)丟失一些信息。所以，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，SysML語(yǔ)言（格式）就是不同異構(gòu)系統(tǒng)建模工具進(jìn)行互通的標(biāo)準(zhǔn)格式和基礎(chǔ)。

總結(jié)一下來(lái)說(shuō)，目前所有主流的系統(tǒng)建模工具都支持系統(tǒng)建模語(yǔ)言，或者可以理解成這些主流工具都是用SysML語(yǔ)言寫出來(lái)的。因此，我們?cè)谶x擇系統(tǒng)建模（MBSE）工具的時(shí)候，就無(wú)需糾結(jié)哪些工具是否支持SysML語(yǔ)言了，我們要做的只是應(yīng)該基于本企業(yè)的歷史和現(xiàn)狀，來(lái)選擇適合本企業(yè)的工具就足夠了。

3 關(guān)于系統(tǒng)建模業(yè)務(wù)的重要性

目前很多用戶認(rèn)為，如果我們使用系統(tǒng)建模工具就必須要學(xué)會(huì)UML語(yǔ)言和SysML語(yǔ)言，這是對(duì)系統(tǒng)建模語(yǔ)言的非常深的誤解。大家知道，如果我們使用需求管理工具、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）工具、產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）工具，我們無(wú)需了解其建模語(yǔ)言是JAVA還是C++，我們只需要會(huì)使用這些工具，知道怎樣操作需求的建立和追溯、操作對(duì)BOM管理和更改就可以了，那么為什么進(jìn)行系統(tǒng)建模卻必須學(xué)會(huì)和使用SysML語(yǔ)言呢？

圖2 系統(tǒng)建模業(yè)務(wù)流程示例

這個(gè)問題的出現(xiàn)主要是我們把基于業(yè)務(wù)的工具使用、IT開發(fā)這兩個(gè)領(lǐng)域混淆在了一起。語(yǔ)言的使用原則上是工具開發(fā)人員的職責(zé)范疇，尤其是業(yè)務(wù)人員如果真的去學(xué)習(xí)系統(tǒng)建模語(yǔ)言，對(duì)于業(yè)務(wù)人員來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)成本非常高，一定會(huì)占用其業(yè)務(wù)方面的精力。當(dāng)然，如果業(yè)務(wù)人員去擴(kuò)展其他領(lǐng)域（例如建模語(yǔ)言）的知識(shí)，對(duì)業(yè)務(wù)人員也是有幫助作用的，但是一味地去強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言，而忽視業(yè)務(wù)方面知識(shí)的了解和提升是我們進(jìn)行MBSE過程的一個(gè)誤區(qū)。無(wú)論那種工具，如果不了解業(yè)務(wù)方法，只聚焦語(yǔ)言和工具，那么所有語(yǔ)言和工具也就失去了意義。

4 關(guān)于Arcadia/Capella的特點(diǎn)

對(duì)于Arcadia/Capella 解決方案來(lái)說(shuō)，Arcadia是方法，Capella是工具，使用Capella根本不用學(xué)習(xí)SysML語(yǔ)言，而且Capella把業(yè)務(wù)流程直接放在工具里面了就是Arcadia方法，一步步非常清楚，例如畫任何一個(gè)模型，右面工具菜單只有四五個(gè)，非常簡(jiǎn)單，這對(duì)學(xué)習(xí)這個(gè)工具要求非常低。

圖3 基于向?qū)较到y(tǒng)建模工具操作示例

圖4 基于Arcadia方法的系統(tǒng)建模內(nèi)容

Arcadia/Capella是泰雷斯公司根據(jù)業(yè)務(wù)要求開發(fā)出來(lái)的，泰雷斯公司做機(jī)載娛樂系統(tǒng)、APU、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架等等很多產(chǎn)品的系統(tǒng)工程研發(fā)，也就是說(shuō)，基于業(yè)務(wù)做出來(lái)的工具，更符合業(yè)務(wù)人員的使用和操作習(xí)慣。

另外，Arcadia/Capella 解決方案專注于系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)。由于目標(biāo)是為了更容易的學(xué)習(xí)曲線以及所涉及的精確范圍，Arcadia/Capella與 SysML 相比，表達(dá)方式有時(shí)會(huì)減少一部分。Arcadia/Capella 的最終目標(biāo)是讓系統(tǒng)工程師接受 MBSE 的文化變革，而不是讓建?！皩＜摇贝硐到y(tǒng)工程師擁有模型。因此，Arcadia/Capella 受到系統(tǒng)工程從業(yè)者當(dāng)前實(shí)踐和關(guān)注的強(qiáng)烈推動(dòng)。也就是說(shuō)，Arcadia/Capella更符合業(yè)務(wù)的要求，而無(wú)需學(xué)習(xí)SysML語(yǔ)言。

Capella是開源的，但同時(shí)又是西門子PDM（PLM）平臺(tái)的一個(gè)模塊叫SMW（系統(tǒng)建模工作臺(tái)）。因?yàn)橐胱龊?/span>MBSE數(shù)據(jù)追溯非常重要，所以工具必須進(jìn)入PLM數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，否則數(shù)據(jù)就會(huì)很亂。另外MBSE的本質(zhì)是功能建模、架構(gòu)建模，Capella只聚焦對(duì)這兩個(gè)模型進(jìn)行建模。