本发明专利技术公开了一种基于SysML的多层级模型关联建模与仿真方法，包括步骤：步骤一：构建基于SysML的多层级模型关联方法，实现多模型间的关联建模；步骤二：基于SysML模型构建面向多层级的分布式协同建模方法；步骤三：基于模型库构建面向多层级模型的活动图仿真库；步骤四：基于fUML构建面向多层级模型的仿真方法；步骤五：实现仿真资源与模型参数的耦合模板；步骤六：通过模型实例化方式实现不同参数方案的验证。本发明专利技术解决复杂装备模型建模中存在的多层级模型间关联一致性弱、多领域人员协同建模困难、以及系统模型与异构仿真资源耦合差等问题，实现基于SysMLv2的复杂装备下多层级多领域人员的协同建模与仿真，从而提升复杂装备系统建模的集成性能和协同性能。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉复杂装备研制系统建模领域，具体涉及一种基于sysml的多层级模型关联建模与仿真方法。
技术介绍
0、
技术介绍
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1、随着复杂装备向体系化、智能化和实战化的发展，复杂装备的复杂度和不确定大幅增加、跨单位跨学科之间的集成和协同要求明显提高、按时交付的要求更加严格、多品种变批量高质量与缩周期降成本的矛盾更加突出，以模型驱动的系统工程(model-basedsystems engineering,mbse)成为提升复杂装备研制效率和质量的重要手段之一。
2、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、参数仿真等技术手段，有效支撑基于模型的系统工程的研制过程。
3、复杂装备由“全系统-分系统-部组件”等多层级构成装备，其研制过程涉及多层级系统、多领域人员、多仿真资源的建模与仿真活动，具有层级耦合、行为关联等特点。而现有的系统建模工具在建模和仿真方面侧重于单个的模型建模和系统仿真，并缺乏标准化的模型交换口，在协同方面侧重于多人间单模型的建模协同，难以满足复杂装备多层级模型建模与仿真的需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于sysml的多层级模型关联建模与仿真方法，以解决上述
技术介绍
中多层级协同建模、多模型行为关联和多领域仿真推演等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：</p>3、步骤一：构建基于sysml的多层级模型关联方法，实现多模型间的关联建模；
4、步骤二：基于sysml模型构建面向多层级的分布式协同建模方法；
5、步骤三：基于模型库构建面向多层级模型的活动图仿真库；
6、步骤四：基于fuml构建面向多层级模型的仿真方法；
7、步骤五：实现仿真资源与模型参数的耦合模板；
8、步骤六：通过模型实例化方式实现不同参数方案的验证。
9、进一步的：步骤1构建基于sysml的多层级模型关联方法，将多层级模型分解为不同类度的多个模型以及层次化模型信息，其中单个模型包含模型建模信息以及模型关联信息。前者基于索引的方式存储模型元素信息，并通过元模型import实现模型间模型元素的导入以及元素关联搜索；后者通过sysmlv2基础元素及通用模型库扩展的方式实现多层级模型间的关联信息的表达，包括模型分类、层级关联、追溯关系等基本要素信息。模型以压缩文件的形式持久化单个模型中的模型信息、视图信息以及配置信息等，并以文件夹和文件的形式层次化展示多层级模型。
10、进一步的：步骤2面向多层级的分布式协同是基于模型id、提交id以及模型关联信息共同构成的模型服务管理机制，由版本管理工具、访问控制以及模型比较、系统建模等工具共同构成。版本管理工具提供基于用户角色和模型的访问控制，并实现层次化模型文件的存储；模型比较算法以层级文本方式实现模型比较，比较的内容包括模型版本信息、模型引用信息以及关联元素。当用户进行模型合并时，单个模型元素的合并，会进行模型关联分析，确保模型版本和模型引用的一致性。
11、进一步的：步骤3实现多层级模型活动节点元素类型的扩展，构建基于sysmlv2中metadata和action相关的仿真库，通过actiondefinition定义活动过程和仿真节点来表现操作流程以及具体操作步骤，通过metadatadefinition实现仿真工具以及仿真资源的关联，包含仿真工具名称、仿真地址、仿真参数等信息，通过上述元素定义，用户可以在系统建模工具中快速定义系统行为仿真模板。在模型实例化过程中，通过actionusage实现活动节点的实例化，通过metadatausage实现仿真仿真节点信息的实例化，实例化数据分别存储在对应的属性中，通过模型筛选机制实现系统参数及系统行为的快速过滤，例如实验方式、仿真工具等信息的统计。
12、进一步的：步骤4构建基于fuml的多层级活动图仿真方法，该方法实现sysmlv2到fuml标准规范的映射，映射信息包括标准化xml的fuml信息以及扩展的模型映射信息，前者实现模型元素到fuml主要活动节点以及控制流程的映射，后者存储仿真数据信息，通过模型id和元素id建立与fuml活动节点的联系。建立仿真执行节点的抽象基类，并通过派生实现不同类型节点的执行逻辑，包括参数计算、数据展示以及仿真计算等。
13、进一步的：步骤5基于sysml活动图仿真库构建仿真资源关联以及调用引擎，该方法为用户提供仿真资源的配置工具，实现仿真资源相关的工具名称、调用方式以及输入参数与输出参数的配置。活动图节点向该仿真资源调用引擎提供仿真节点的仿真资源元数据配置信息，然后根据注册表信息实现仿真资源的参数输入、计算以及参数输出等。
14、进一步的：步骤6通过上述工具构建基于模板化和参数化的多试验方案仿真验证方法。首先用户实验类型及实验过程搭建模型化的活动图实验模板以及活动图验证模板，然后，用户将模型实例化为多个实验模型，并在各个实验模型中建立多层级模型参数与活动图模板之间的参数，调用多层级活动图仿真执行上述操作，并将实验结果回填到实验模型。最终，支撑多用户多领域下多层级模型间的协同建模与技术指标验证。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、1)基于sysmlv2的多层级协同建模机制，能够有效保障多层级模型间关联信息以及模型管理；
17、2)基于fuml实现的多模型仿真方法，满足多层级模型耦合仿真，实现多层级模型间系统行为的关联；
18、3)通过模型库定义及使用实现仿真工具与仿真资源的关联，实现系统模型与仿真资源的耦合，提升了多层级模型建模与仿真的表达能力。
19、附图内容
20、图1为本专利技术的一个基于sysml的多层级模型建模与仿真的流程示意图
21、图2为本大明的一个基于sysml的多层级模型建模与仿真框架
22、图3为本专利技术的一种基于多层级模型层次结构以及文本化描述
23、图4为本专利技术的一个面向多层级模型的分布式协同建模环境
24、图5为本专利技术的一个基于sysmlv2的活动图仿真框架
25、图6为本专利技术的一种面向多层级多方案的实验仿真验证方法
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【技术保护点】
1.一种基于SysML的多层级模型关联建模与仿真方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：基于SysML v2构建面向复杂装备的多层级模型关联方法，将系统建模技术扩展到多层级模型建模中，通过模型一致性技术确保多层级模型间的系统分解与传递、模型版本管理、模型多人协同以及模型间参数关联等技术活动模型表达的一致性。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：基于SysML v2构建面向复杂装备的多模型系统行为仿真，实现多模型间系统行为耦合仿真，提升了复杂系统各层级各领域模型间系统行为建模的逻辑合理性。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：基于SysML v2特性以及模型库扩展构建的系统参数与仿真资源耦合方法，将模型验证过程、多设计方案、多试验方案以及快照等系统工程因素融入系统模型中，从而从时间和空间上确保复杂装备系统建模与仿真表达的完备性以及技术指标验证的科学性。
【技术特征摘要】
1.一种基于sysml的多层级模型关联建模与仿真方法，其特征在于：具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：基于sysml v2构建面向复杂装备的多层级模型关联方法，将系统建模技术扩展到多层级模型建模中，通过模型一致性技术确保多层级模型间的系统分解与传递、模型版本管理、模型多人协同以及模型间参数关联等技术活动模型表达的一致性。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：基于sys...
【专利技术属性】
技术研发人员：余冰，赵士操，安保冉，曾司凤，欧阳昊，周深，刘子龙，吴淮，陈刚，
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：
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