基于SysMLv1和SysMLv2的双向模型转换方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，基于SysMLv2标准规范构建类型识别与元素类型扩展，从而在SysMLv2内核上构建SysML v1的元素类型识别系统，以满足SysMLv1模型的编辑与分析功能，并通过UML类型、Stereotype类型及属性实现不同模型间的双向转换。本发明专利技术提供一种基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，可在SysML v2系统建模语言中表达SysML v1模型元素信息，并有效实现SysML v1与SysML v2之间的模型双向转换，面向对象为复杂装备系统建模领域，旨在解决SysML模型建模中的版本兼容性问题，从而更好的满足复杂装备研制中各类建模与设计人员的建模、交互、互操作和可视化等需求。互操作和可视化等需求。互操作和可视化等需求。

【技术实现步骤摘要】
基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法


[0001]本专利技术涉及复杂装备系统建模领域。更具体地说，本专利技术涉及一种基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法。

技术介绍

[0002]标准系统建模语言(Systems Modeling Language,SysML)能够有效表达系统的结构、行为、需求和约束等要素信息，并通过图形化建模、系统动态行为仿真、指标验证、架构驱动以及集成扩展等功能，支撑基于模型的系统工程实施，可应用于复杂装备系统建模。但SysML v1标准规范仅定义图形化建模规范，各厂商在模型交互、仿真、分析/管理、交换/集成、协作等方面实现方式差异性较大，难以满足面向多机构、多层级、多学科的复杂产品模型建模与集成仿真需求。
[0003]SysML v2致力于保持语言概念的一致性、模型交互的互操作性、模型表达的完备性以及可视化操作，突出了SysML作为MBSE的基础共性建模语言的地位，满足复杂系统互联建模的需求。但缺乏有效的模型转换工具实现SysML v1模型与SysML v2模型之间的双向转换，以支撑现有系统模型与SyML v2系统模型之间的平稳切换。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，其特征在于，基于SysMLv2标准规范构建类型识别与元素类型扩展，从而在SysMLv2内核上构建SysML v1的元素类型识别系统，以满足SysMLv1模型的编辑与分析功能，并通过UML类型、Stereotype类型及属性实现不同模型间的双向转换。
[0006]优选的是，所述SysMLv2标准规范是指SysMLv2元模型对象，所述类型识别与元素类型扩展包括：
[0007]构建面向SysML v1及UML类型的模型元素建模与交互机制，并通过相应的功能模块构建双向模型转换框架；
[0008]所述功能模块包括：EMF建模框架、UML标准规范和SysMLv2标准规范实现的SysMLv1模型管理、SysMLv2模型管理、元素类型识别器、模型元素转换器以及模型元素映射规则。
[0009]优选的是，所述元素类型识别系统构建的方式包括：
[0010]在SysML v2中基于MetaDataDefinition和MetaDataUsage构建面向SysML v1的UML、Stereotype类型识别系统，并通过相关特性实现UML剖面扩展机制，并将系统模型文本化；
[0011]其中，所述相关特性包括：元数据属性定义、使用、属性。
[0012]优选的是，所述元素类型识别系统构建步骤包括：
[0013]S10、在文本化模型库中通过MetaDataDefinition定义UML2的元对象类型及继承关系；
[0014]S11、将UML中的Profile类型和Stereotype类型转换为MetaDataDefinition，并通过MetaDataUsage及FeatureTyping与UML2元对象类型建立关联关系，识别方式为MetaDataUsage的名称为base_+UML2元对象类型，并通过FeatureTyping建立与UML2元对象类型；
[0015]S12、建立基于String与Element之间双向映射关系，添加元素标记时，通过元素id查找元素内存对象，并添加到Element的元数据标签中；
[0016]S13、当类型识别时，遍历Element的元数据标签，判断该元素的数据类型进而完成识别。
[0017]优选的是，满足SysMLv1模型的编辑与分析功能还包括：
[0018]构建基于元素类型和元素属性的模型转换映射器；
[0019]构建基于UML、Profile/Stereotype和SysML v2之间的模型映射规则；
[0020]实现SysML Profile及依赖模型到SysML v2的模型库转换以及检索机制。
[0021]优选的是，所述模型转换映射器包括分别定义的元素转换规则、属性转换规则；
[0022]其中，所述元素转换规则是通过特定字段Ⅰ构成，用于识别SysML v1与SysML v2之间特殊类型的转换；
[0023]所述属性转换规则是通过特定字段Ⅱ字段实现SysML v1与SysML v2之间特殊类型属性的转换，而用于识别元素类型或者继承构造型类型的元素，则直接通过Stereotype类型、Stereotype属性名称与MataData类型、MataData属性实现通用转换；
[0024]所述特定字段Ⅰ包括：UML2元对象类型、Stereotype类型、元素类型识别符、SysML v2元素类型、SysML v2关系类型、SysML v2继承类型；
[0025]所述特定字段Ⅱ包括：UML2元对象类型、Stereotype类型、元素类型识别符、SysML v1属性名称、SysML v2属性名称、SysML v2元数据定义类型。
[0026]优选的是，所述模型映射规则是基于UML2和SysMLv2的元对象类型构建基于UML、Profile/Stereotype和SysML v2之间的模型映射规则，通过Json配置文件完成之间的映射规则，对于复杂映射规则，通过ocl语言或者java编码的方式实现其映射逻辑；
[0027]其中，在SysML v1到SysMLv2模型映射时，遍历UML element中的构造型类型，如果在元素类型识别器中，则按照映射规则映射；如果不在元素类型识别器中，则按照UML元素类型和构造型类型一一映射，通过SysML v2模型管理器创建元素，并添加响应的元数据类型识别符。
[0028]在SysMLv2到SysML v1模型映射时，遍历SysML v2的各个元素，通过元素类型识别器识别出该元素的类型，则根据元素类型转换规则将其转换为UML类型，并添加相关Stereotype标记；如果该元素在元素类型识别器中，则按照映射规则映射；如果不在元素类型识别器中，其元素属性以及元数据属性值将自动映射到UML类型以及Stereotype属性值上。
[0029]优选的是，所述模型库转换以及检索机制的构建方式为：
[0030]S20、加载SysML v2文本化模型库，同时基于元素名称全称Qs和元素id持久化模型元素信息，确保模型元素id的唯一性；
[0031]S21、通过模型映射规则的模型转换技术将SysML v1相关Profile转换为SysML v1内存模型库模型；
[0032]S22、建立元素名称全程与元素内存对象、元素id与元素内存对象、剖面构造型名称与元素内存对象的键
‑
值映射关系，实现模型库内元素的快速检索。
[0033]优选的是，所述模型转换框架的转换流程包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，其特征在于，基于SysMLv2标准规范构建类型识别与元素类型扩展，从而在SysMLv2内核上构建SysML v1的元素类型识别系统，以满足SysMLv1模型的编辑与分析功能，并通过UML类型、Stereotype类型及属性实现不同模型间的双向转换。2.如权利要求1所述的基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，其特征在于，所述SysMLv2标准规范是指SysMLv2元模型对象，所述类型识别与元素类型扩展包括：构建面向SysML v1及UML类型的模型元素建模与交互机制，并通过相应的功能模块构建双向模型转换框架；所述功能模块包括：EMF建模框架、UML标准规范和SysMLv2标准规范实现的SysMLv1模型管理、SysMLv2模型管理、元素类型识别器、模型元素转换器以及模型元素映射规则。3.如权利要求1所述的基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，其特征在于，所述元素类型识别系统构建的方式包括：在SysML v2中基于MetaDataDefinition和MetaDataUsage构建面向SysML v1的UML、Stereotype类型识别系统，并通过相关特性实现UML剖面扩展机制，并将系统模型文本化；其中，所述相关特性包括：元数据属性定义、使用、属性。4.如权利要求3所述的基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，其特征在于，所述元素类型识别系统构建步骤包括：S10、在文本化模型库中通过MetaDataDefinition定义UML2的元对象类型及继承关系；S11、将UML中的Profile类型和Stereotype类型转换为MetaDataDefinition，并通过MetaDataUsage及FeatureTyping与UML2元对象类型建立关联关系，识别方式为MetaDataUsage的名称为base_+UML2元对象类型，并通过FeatureTyping建立与UML2元对象类型；S12、建立基于String与Element之间双向映射关系，添加元素标记时，通过元素id查找元素内存对象，并添加到Element的元数据标签中；S13、当类型识别时，遍历Element的元数据标签，判断该元素的数据类型进而完成识别。5.如权利要求1所述的基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，其特征在于，满足SysMLv1模型的编辑与分析功能还包括：构建基于元素类型和元素属性的模型转换映射器；构建基于UML、Profile/Stereotype和SysML v2之间的模型映射规则；实现SysML Profile及依赖模型到SysML v2的模型库转换以及检索机制。6.如权利要求5所述的基于SysML v1和SysML v2的双向模型转换方法，其特征在于，所述模型转换映射器包括分别定义的元素转换规则、属性转换规则；其中，所述元素转换规则是通过特定字段Ⅰ构成，用于识别SysML v1与SysML v2之间特殊类型的转换；所述属性转换规则是通过特定字段Ⅱ字段实现SysML ...

【专利技术属性】
技术研发人员：余冰，周琛，刘子龙，安保冉，赵士超，曾司凤，吴淮，任强，卢记，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院计算机应用研究所，
类型：发明
国别省市：