作者：【美】Jose L. Fernandez
页数：194
出版社：中国宇航出版社
出版日期：2024
ISBN：9787515923987
电子书格式：pdf/epub/txt
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内容简介
本书的主要目标是为系统工程师和从业者提供集成系统工程和面向对象架构方法中的流程 (ISE & PPOOA)方法的分析、设计和建模工具.该方法将基于模型的系统和软件工程方法集成在一起,用于进行复杂产品的开发.其次,利用基于模型的系统工程 (MBSE)方法和 SysML 标准符号的优势进行交流,并创建一个高质量的设计,避免全面开展 MBSE 的复杂性.因此,我们使用了一套SysML概念,最终目的是为读者提供足够的案例和练习,使他们能够将ISE & PPOOA和SysML示意图应用于自己的系统工程活动中。
作者简介
Jose L. Fernandez，拥有马德里理工大学计算机科学博士学位和航空工程师职称。作为系统工程师、项目负责人、研究员、部门经理和顾问,他拥有30多年的行业经验,参与了大型系统的软件开发和维护项目,特别是空中交通管制、电厂监控和数据采集(SCADA)、航空电子设备和手机实时应用系统。
Carlos Hernandez，是代尔夫特理工大学的助理教授,在高级机器人应用的设计和集成方面拥有丰富的经验。2016年,他领导开发了代尔夫特团队的机器人系统,赢得了亚马逊拣货挑战大赛。
王春民，就职于中国航天推进技术研究院，毕业于西安交通大学，任职西安交通大学-西安航天动力研究所“空天往返先进推创新中心”，从事先进动力、载人登月动力技术等研究工作，主持千万级重大任务8项，获得中国青年五四奖章、国防科技进步奖3项。
目录
1.1本书目标和受众群体1
1.2本书内容2
1.3关于本书的阅读方式建议4
参考文献5
第2章系统工程6
2.1系统的定义与特性6
2.2系统的生命周期8
2.3系统工程9
2.3.1对系统工程的需求10
2.3.2系统工程的主要任务10
2.4系统开发的各种方法12
2.4.1顺序法13
2.4.2增量法13
2.4.3进化法14
2.5总结15
2.6问题与练习15
参考文献16
第3章基于模型的系统工程17
3.1为什么我们需要基于模型的系统工程17
3.2什么是MBSE中的建模?18
3.2.1为什么使用模型18
3.2.2模型和视图20
3.3MBSE的建模语言、方法和工具20
3.3.1建模语言20
3.3.2MBSE方法23
3.3.3MBSE工具25
3.4总结26
3.5问题与练习26
参考文献27
第4章ISE & PPOOA方法29
4.1集成系统工程和软件架构29
4.2ISE & PPOOA的挑战30
4.2.1实现非功能性需求30
4.2.2处理功能和物理接口30
4.3ISE & PPOOA系统工程概念模型31
4.4ISE & PPOOA的维度和主要步骤33
4.4.1系统工程子过程34
4.4.2软件架构子流程38
4.5能效问题流程的扩展43
4.6总结45
4.7问题与练习45
参考文献46
第5章功能架构47
5.1功能架构的重要性47
5.1.1系统工程中的功能架构47
5.1.2软件密集型系统的功能架构48
5.2功能是一种变换48
5.2.1功能架构模型的主要概念48
5.2.2功能架构模型49
5.3功能层级的建模54
5.3.1功能层级自上而下的方法55
5.3.2功能层级自下向上的方法55
5.4功能建模55
5.5对功能和功能接口的描述56
5.6功能需求57
5.7总结57
5.8问题与练习58
参考文献59
第6章系统工程中应用的启发式方法61
6.1启发式框架61
6.2启发式系统架构64
6.2.1第4章步骤3的启发式：ISE流程的功能架构64
6.2.2第4章步骤4的启发式：ISE过程的物理架构64
6.3基于启发式的可靠性和可维护性66
6.3.1第4章步骤4 可靠性和可维护性启发式：ISE过程的物理架构66
6.3.2软件架构可维护性的启发式方法：PPOOA过程66
6.3.3限制职责可见性的启发式方法67
6.3.4防止非预期影响的启发式方法67
6.4效率的启发式方法68
6.4.1管理需求的启发式方法69
6.4.2仲裁需求的启发式方法70
6.4.3管理多个资源的启发式方法70
6.5安全性启发式方法71
6.5.1避免危害的启发式方法72
6.5.2降低危害的启发式方法72
6.5.3控制危害的启发式方法72
6.5.4减轻影响的启发式方法73
6.6恢复启发式方法73
6.6.1威胁中幸存的启发式方法74
6.6.2适应威胁的启发式方法74
6.6.3平稳退化的启发式方法75
6.6.4面对威胁时采取整体行动的启发式方法75
6.7使用PPOOA框架的软件架构启发式方法75
6.8总结77
6.9问题和练习77
参考文献78
第7章物理架构80
7.1系统工程中的物理架构80
7.1.1物理架构模型的主要概念80
7.1.2ISE & PPOOA中的功能树、物理树和质量树81
7.1.3其他架构模型81
7.2分配和模块化82
7.2.1模块化架构的表示83
7.2.2分配84
7.3改进架构的涉及启发式方法84
7.3.1控制监控模式85
7.3.2三重模块化冗余模式85
7.4使用PPOOA框架进行软件架构设计85
7.4.1域模型86
7.4.2软件组件和PPOOA词汇表87
7.4.3协调机制88
7.4.4软件行为和活动的因果流程90
7.5总结91
7.6问题与练习91
参考文献92
第8章应用示例:无人机电气子系统94
8.1示例概述、需求和能力94
8.1.1操作场景和用例96
8.1.2系统能力97
8.2功能架构和系统需求98
8.2.1功能架构98
8.2.2系统需求107
8.3物理架构和启发式应用109
8.3.1启发式的应用109
8.3.2物理架构110
8.4总结115
参考文献116
第9章应用示例:协作机器人117
9.1示例概述、需求和能力117
9.1.1确定操作场景118
9.1.2能力和高级功能需求119
9.1.3质量属性和系统NFR121
9.2功能架构和系统需求122
9.2.1功能架构122
9.2.2系统需求130
9.3物理架构和启发式应用132
9.3.1模块化架构132
9.3.2应用启发式细化物理架构135
9.3.3精细化物理架构的表现形式136
9.4软件架构140
9.4.1软件组件142
9.4.2简便的活动流143
9.4.3安全启发式方法143
9.5总结146
参考文献147
第10章应用示例:燃煤发电厂蒸汽产生过程的能效分析148
10.1引言148
10.2蒸汽产生过程的功能架构150
10.3蒸汽发生子系统的物理架构152
10.4物质和能量平衡的方程和相关性153
10.5成果156
10.6总结157
10.7问题和练习157
参考文献158
第11章权衡分析159
11.1权衡与架构的决策过程159
11.2权衡评估的标准和效用功能160
11.3用于ISE & PPOOA过程的权衡方法162
11.4总结163
参考文献164
第12章其他感兴趣的主题与后续步骤165
12.1敏捷开发165
12.1.1敏捷方法的原则及对其的误解165
12.1.2敏捷方法的可扩展性166
12.1.3ISE & PPOOA流程和敏捷性168
12.2架构评估和模型检查169
12.2.1架构评估169
12.2.2架构评估的不同实践示例170
12.2.3模型评估172
12.3推荐给读者的后续步骤173
12.4总结173
参考文献175
附录ASysML符号177
附录B需求框架185
作者介绍196
