基于擴(kuò)展概念圖的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)模型驗(yàn)證.pdf

1、ADissertationSubmittedtoZhejiangUnivers?！甪ortheDegVers1tYuegreeOI“MasterofEngineeringAuthor：n’3UDervlsor：Subject：College：SubmittedDate：⑧浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要隨著機(jī)電產(chǎn)品功能要求的日益復(fù)雜，機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也變得越來(lái)越有挑戰(zhàn)性。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，模型已經(jīng)取代文檔成為了系統(tǒng)工程問(wèn)題求解的媒介，模型驗(yàn)證

2、成為了設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要一步。模型驗(yàn)證可以幫助發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，降低開(kāi)發(fā)成本，提高開(kāi)發(fā)效率，并且提高系統(tǒng)可靠性。模型驗(yàn)證貫穿在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，和設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。先設(shè)計(jì)再驗(yàn)證的方法忽視了早期設(shè)計(jì)階段的驗(yàn)證，直到設(shè)計(jì)后期才能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷。和這種方式相比，驗(yàn)證與設(shè)計(jì)同步可以及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并提高并發(fā)度。機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程通常包括需求分析，概念設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)，其中概念設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中最為關(guān)鍵的一步，它基本上決定了設(shè)計(jì)的主要架構(gòu)。概念設(shè)

3、計(jì)從用戶(hù)需求開(kāi)始，經(jīng)過(guò)功能分解，原理解搜索，機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)等過(guò)程，得到概念設(shè)計(jì)模型，是一個(gè)極富創(chuàng)造力的過(guò)程。概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的缺陷在后續(xù)過(guò)程中很難得到糾正，因此概念設(shè)計(jì)的正確與否至關(guān)重要。近年來(lái)，模型驗(yàn)證受到的重視度不斷增加，針對(duì)不同領(lǐng)域的模型驗(yàn)證，新的標(biāo)準(zhǔn)和方法不斷地被提出。但就系統(tǒng)工程中機(jī)電系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)模型而言，現(xiàn)有方法對(duì)其形式化驗(yàn)證的支持尚少。本文結(jié)合SysML，基于擴(kuò)展概念圖提出了一套針對(duì)概念設(shè)計(jì)模型驗(yàn)證的思路。主要工作如下

4、：(1)本文分析了ISO／IEC24707標(biāo)準(zhǔn)中的概念圖，給出了基于SysML的擴(kuò)展概念圖表示。概念圖是ISO／IEC24707標(biāo)準(zhǔn)中通用邏輯(CommonLogic)推薦的三種語(yǔ)言之一，具有較強(qiáng)的表達(dá)能力。概念圖有較多擴(kuò)展表達(dá)形式，不同的形式適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。本文針對(duì)SysML的特點(diǎn)給出了一種擴(kuò)展概念圖的定義，并定義了基于該擴(kuò)展形式的概念圖投影，以支持概念設(shè)計(jì)驗(yàn)證。(2)針對(duì)需求中的靜態(tài)屬性，本文提出了基于關(guān)系的形式化需求表示語(yǔ)言