1.       概述

Vitech公司通過一系列的講座提供了一套基于模型的系統(tǒng)工程（Model Based Systems Engineering，MBSE）方法論，這些不同的講座在國際系統(tǒng)工程協(xié)會的各類研討會上展開。雖然Vitech的MBSE方法論被認為是“獨立于工具的（tool-independent）”,但是其涉及的內(nèi)容與所選用的工具集CORE還是有非常強的聯(lián)系。

2.       Vitech MBSE工作流程

如下圖所示，Vitech的MBSE方法論基于4個主要的并行的系統(tǒng)工程活動，這些活動相互聯(lián)系，并通過一個通用的系統(tǒng)設(shè)計庫（System Design Repository）進行維護。

Vitech MBSE Process

這些主要的系統(tǒng)工程活動與相關(guān)的“域”相關(guān)聯(lián)。如下圖所示，系統(tǒng)工程活動被認為是某些特定過程域（Process Domain）的要素。

Vitech MBSE的主要系統(tǒng)工程域

在Vitech MBSE方法中，強調(diào)采用MBSE的系統(tǒng)定義語言（System Definition Language, SDL）來管理模型產(chǎn)品。者意味著在描述系統(tǒng)的圖表、實體中，需要統(tǒng)一的信息模型來管理模型產(chǎn)品的語法（結(jié)構(gòu)）和語義（含義）。系統(tǒng)定義語言具有很多用處，如為需求分析者、系統(tǒng)設(shè)計者和開發(fā)者在技術(shù)交流時提供一個結(jié)構(gòu)化的、通用的、清晰的、適用于各種場景的語言，并且可以生成圖形、報表，進行一致性檢查。

運用Vitech MBSE方法需要注意以下幾個核心原則：

為了支持上述第4個原則，Vitech MBSE 采用了一個遞增式的系統(tǒng)工程過程，稱為“洋蔥模型（Onion Model）”。該模型允許在系統(tǒng)詳細設(shè)計過程中，在不斷增加的層次中存在完全臨時性的方案。

下圖顯示了洋蔥模型的概念示意圖。

Vitech MBSE Onion Model

在洋蔥模型中，每一個層次都進行基本的系統(tǒng)工程并行活動。當系統(tǒng)工程人員成功地完成了某個層次的系統(tǒng)設(shè)計后，相當于“剝離了一層洋蔥”并開始下一個層次的工作。在系統(tǒng)工程人員達到理想的設(shè)計層次后，整個設(shè)計過程就結(jié)束了。相比傳統(tǒng)的瀑布模型，洋蔥模型最主要的優(yōu)點在于它能夠在每一個層次都提供一個可供前期評審和驗證的完整的解決方案，從而降低了設(shè)計的風(fēng)險。

完整性和收斂性是洋蔥模型的核心原則。這要求系統(tǒng)工程人員在進行下一層次的工作前必須完成上一層次的所有工作，并且要求向后的迭代不能超過一層。如果未經(jīng)驗證，這些方案在任何一個層次都可以看到，當系統(tǒng)狀態(tài)超過約束時，工作團隊對其進行檢查，并需要協(xié)調(diào)相應(yīng)的修改例如上一個層次中設(shè)計方案的修改。在整個過程中應(yīng)該盡早地發(fā)現(xiàn)這種約束，因為在迭代過程的后續(xù)層次進行系統(tǒng)的重新設(shè)計將會對費用和進度造成很大影響。

下表提供了每個層次確定完整性的一些指南。

洋蔥模型中每個層次完成標準

如下圖所示，洋蔥模型中每一個層次主要包含了兩類系統(tǒng)工程活動過程，一個是自頂向下的過程，一個是逆向工程。

Vitech MBSE 活動過程

在上圖所示的活動過程中，進度（schedule）從左至右表示時間的遞進，活動框圖代表系統(tǒng)工程團隊工作重心的移動。由于在整個過程中允許并行工程，因此可能出現(xiàn)反復(fù)迭代的情況。

有研究人員認為，完整地描述一個系統(tǒng)需要三種模型：（1）控制（功能行為）模型，（2）接口（I/O）模型，（3）物理體系結(jié)構(gòu)（組件）模型。性能需求/資源可以通過上述三種模型的部分或者組合來描述。

通過這三種模型，可以清楚一個系統(tǒng)的系統(tǒng)工程過程在什么時候完成，也就是說，完成所有系統(tǒng)組件的設(shè)計詳細說明，并且系統(tǒng)的V&V計劃被完全定義和追蹤。

下表描述了Vitech MBSE 頂層系統(tǒng)工程活動中源需求分析和體系結(jié)構(gòu)/綜合集成的目標和子活動。

Vitech MBSE用于支撐頂層活動功能/行為分析的方法是基于可執(zhí)行圖形化語言Enhanced Function Flow Block Diagrams(EFFBDs)中一組可視化的行為模型和構(gòu)件。其它支撐的可視化建模語言包括標準FFBDs, N2 Charts以及行為圖。

Vitech MBSE中支撐頂層活動的設(shè)計檢驗與驗證（V&V）的方法包括測試計劃制定，并強調(diào)在實踐中從初始需求抽取和分析階段進行測試和檢驗，包括系統(tǒng)測試和軟件測試。

下表總結(jié)了MBSE中主要測系統(tǒng)測試方法。