基于SysML的约束模块自动生成方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及数字化设计技术领域，提供一种基于SysML的约束模块自动生成方法和系统。所述基于SysML的约束模块自动生成方法，包括：对需求描述文本进行语言处理，以得到性能需求模型的特征词组；其中，所述需求描述文本创建于性能需求模型，所述特征词组表征约束条件；根据所述特征词组生成与所述性能需求模型相对应的约束模块。该基于SysML的约束模块自动生成方法能够自动将性能需求转换为约束模块，无需手动创建约束模块减小了设计人员工作量及人工操作引入错误的可能性，有利于提升基于SysML的系统设计的效率。SysML的系统设计的效率。SysML的系统设计的效率。

【技术实现步骤摘要】
基于SysML的约束模块自动生成方法和系统


[0001]本专利技术涉及数字化设计
，尤其涉及一种基于SysML的 约束模块自动生成方法和系统。

技术介绍

[0002]在一些复杂系统比如热力系统的设计过程中，驱动系统设计和实 现的动力是需求，即需求决定了系统的研制方向。如果需求开发不充 分，可能会导致需求理解产生偏差，从而导致后期需要付出大量代价 以修复错误甚至导致整个系统设计失败。软件工程的相关研究发现， 需求阶段检查和修复一个错误所需的费用只有编码阶段的1/5到1/10， 而在维护阶段做同样的工作需要付出的代价高达编码阶段的20倍。
[0003]由于需求的重要性，目前在产品研制过程中，通常会进行需求分 析和需求管理，并从系统工程派生出需求工程。根据通用化的抽象表 述，需求工程是指应用已证实有效的原理、方法、通过合适的工具和 记号，系统地描述待开发系统及其行为特征和相关约束。具体而言， 在基于模型的系统工程(Model Based Systems Engineering，简称 MBSE)领域，人们通过基于系统建模语言(Systems ModelingLanguage，简称SysML)和MagicDraw、Rhapsody和EnterpriseArchitecture等建模工具进行需求分析和需求建模，从而驱动系统概 念设计工作的开展。
[0004]当前需求分析的MBSE实践过程中，对热力系统的需求进行描 述时，可从功能需求、性能需求、可靠性需求、环保需求、成本需求、 标准需求等进行考虑，其中性能需求规定了热力系统相应功能应达到 的程度，如发电功率、发电效率等。
[0005]在MBSE思想中，系统需求应当是可验证的。对于性能需求， 需要根据性能需求建立相应的约束模块，然后验证给出的设计方案是 否满足各约束条件。当某方案满足各项约束条件时，其也就满足了初 始的性能需求。目前在系统建模语言的建模工具需要通过手动创建约 束模块，然后将约束模块与性能需求进行关联，这加大了设计人员的 工作量，且容易因设计人员的误操作引入错误，从而影响系统设计的 顺利进行。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于SysML的约束模块自动生成方法和系统， 用以解决现有技术中的建模工具需要手动创建约束模块，加大了设计 人员工作量且容易引入错误的问题。
[0007]本专利技术提供一种基于SysML的约束模块自动生成方法，包括：
[0008]对需求描述文本进行语言处理，以得到性能需求模型的特征词组； 其中，所述需求描述文本创建于性能需求模型，所述特征词组表征约 束条件；
[0009]根据所述特征词组生成与所述性能需求模型相对应的约束模块。
[0010]根据本专利技术提供的一种基于SysML的约束模块自动生成方法， 所述基于所述约束条件生成与所述性能需求模型相对应的约束模块 后，还包括：建立所述性能需求模型和所述约束模块的细化需求关系， 以使性能需求模型和约束模块追溯连接。
[0011]根据本专利技术提供的一种基于SysML的约束模块自动生成方法， 所述对需求描述文本进行语言处理，以得到性能需求模型的特征词组， 包括：
[0012]基于性能需求描述词库，并应用自然语言处理技术并对所述需求 描述文本进行语言处理，识别和提取所述性能需求模型中的特征词组； 其中，性能需求描述词库包括数量关系比较词库、物理量名词库以及 物理量单位词库。
[0013]根据本专利技术提供的一种基于SysML的约束模块自动生成方法， 所述特征词组包含有对象名、物理量名、数量关系比较词、数值和物 理量单位；所述根据所述特征词组生成约束条件，基于所述约束条件 生成与所述性能需求模型相对应的约束模块，包括：
[0014]根据所述对象名和物理量名确定所述约束模块的模块名称，根据 所述物理量名确定所述约束模块的参数名，根据所述物理量单位确定 所述约束模块的参数类型，根据所述物理量名、所述数量关系比较词、 所述数值和所述物理量单位构建所述约束模块的约束表达式。
[0015]根据本专利技术提供的一种基于SysML的约束模块自动生成方法， 还包括：将所述参数类型的单位转换为国际标准单位制单位，并对所 述参数类型对应的所述数值进行转换。
[0016]本专利技术还提供一种基于SysML的约束模块自动生成系统，还包 括：约束自动生成模块，所述约束自动生成模块用于对需求描述文本 进行语言处理，以得到性能需求模型的特征词组；根据所述特征词组 生成与所述性能需求模型相对应的约束模块；其中，所述需求描述文 本创建于性能需求模型，所述特征词组表征约束条件。
[0017]根据本专利技术提供的一种基于SysML的约束模块自动生成系统， 还包括：性能需求识别模块，用于识别性能需求模型的需求描述文本， 并输出约束模块生成操作选项；所述约束模块生成操作选项用于启动 所述约束自动生成模块生成所述约束模块，或者用于启动所述约束自 动生成模块生成所述约束模块并建立所述性能需求模型和所述约束 模块的细化需求关系。
[0018]根据本专利技术提供的一种基于SysML的约束模块自动生成系统， 所述性能需求识别模块还用于基于所述约束模块生成操作选项输出 与所述性能需求模型对应的约束模块生成状态；所述约束模块生成状 态包括约束模块已生成、约束模块重新生成、约束模块未生成和约束 模块已删除。
[0019]根据本专利技术提供的一种基于SysML的约束模块自动生成系统， 还包括：检查模块和/或操作日志模块；
[0020]所述检查模块用于检查所述需求描述文本与已生成的所述约束 模块的约束条件的一致性，并输出相应提示信息；
[0021]所述操作日志模块用于记录和输出所述约束自动生成模块的运 行信息。
[0022]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算 机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种基于SysML 的约束模块自动生成方法。
[0023]本专利技术提供的基于SysML的约束模块自动生成方法和系统，通 过对性能需求模型中的需求描述进行语言处理得到性能需求模型的 特征词组，然后根据特征词组自动生成约束模块并建立性能需求模型 和约束模块的关联关系。相比于现有技术中从性能需求到约束模块只 能通过手动操作完成转换，即在创建性能需求模块后需要手动创建约 束模块，本专利技术实施例能够自动将性能需求转换为约束模块，无需手 动创建约束模块减小了设
计人员工作量及人工操作引入错误的可能性，有利于提升基于SysML的系统设计的效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术提供的基于SysML的约束模块自动生成方法的流程示意图；
[0026]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SysML的约束模块自动生成方法，其特征在于，包括：对需求描述文本进行语言处理，以得到性能需求模型的特征词组；其中，所述需求描述文本创建于性能需求模型，所述特征词组表征约束条件；根据所述特征词组生成与所述性能需求模型相对应的约束模块。2.根据权利要求1所述的基于SysML的约束模块自动生成方法，其特征在于，所述基于所述约束条件生成与所述性能需求模型相对应的约束模块后，还包括：建立所述性能需求模型和所述约束模块的细化需求关系，以使性能需求模型和约束模块追溯连接。3.根据权利要求1所述的基于SysML的约束模块自动生成方法，其特征在于，所述对需求描述文本进行语言处理，以得到性能需求模型的特征词组，包括：基于性能需求描述词库，并应用自然语言处理技术并对所述需求描述文本进行语言处理，识别和提取所述性能需求模型中的特征词组；其中，性能需求描述词库包括数量关系比较词库、物理量名词库以及物理量单位词库。4.根据权利要求1所述的基于SysML的约束模块自动生成方法，其特征在于，所述特征词组包含有对象名、物理量名、数量关系比较词、数值和物理量单位；所述根据所述特征词组生成约束条件，基于所述约束条件生成与所述性能需求模型相对应的约束模块，包括：根据所述对象名和物理量名确定所述约束模块的模块名称，根据所述物理量名确定所述约束模块的参数名，根据所述物理量单位确定所述约束模块的参数类型，根据所述物理量名、所述数量关系比较词、所述数值和所述物理量单位构建所述约束模块的约束表达式。5.根据权利要求4所述的基于SysML的约束模块自动生成方法，其特征在于，还包括：将所述参数类型的单位转换为国际标准单...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞杰，柯志武，李勇，肖颀，王俊荣，吴君，魏志国，邹振海，王瑞奇，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：