基于SysML的船厂钢板堆场作业系统建模研究

论文摘要

系统工程建模语言SysML (Systems Modeling Language)是一种支持描述、设计、分析和验证系统的标准建模语言,这些系统可能包括硬件、软件、数据、人员、过程和设备等。SysML是统一建模语言UML向系统工程领域应用扩展的成果,它既继承了UML面向对象建模的特点又具备面向过程的结构化分析的功能,是一种更先进的优秀建模语言。本文针对船厂钢板堆场作业系统目前存在的问题,对堆场作业模式提出改进方案,对新作业模式下的钢板堆场作业系统的运作性能进行评价时,采用系统工程建模语言SysML建立钢板堆场作业系统的系统模型。首先对系统工程建模语言SysML的建模特点进行分析,并通过比较SysML与UML在建模功能上的区别,具体说明SysML的强大描述和分析表达能力以体现基于SysML系统建模的先进性。由于SysML只提供了系统建模的语言,而缺乏系统建模的方法,本文又提出了基于SysML系统建模的原则以及建模的过程。然后依据本文提出的基于SysML的系统建模方法,从系统需求、系统结构、系统行为和系统约束四个方面建立了钢板堆场作业系统的需求模型、结构模型、行为模型以及参数模型,从多角度实现钢板堆场作业系统的可视化描述和分析。最后针对基于SysML开发的系统模型无法实现运行的问题,本文提出对SysML模型进行仿真实现,并设计了从SysML模型到ARENA模型的模型转换方法包括转换的规则和流程。然后依照该方法对钢板堆场作业系统的SysML模型进行了仿真实现,根据仿真实验得出的数据对新作业模式下的钢板堆场作业系统的性能进行了分析和评价。综上,针对船厂钢板堆场作业系统的作业模式改进问题,利用SysML建模语言可比UML更为清晰地从系统需求、结构、行为、约束方面对系统进行建模分析,对SysML在物流作业系统的建模研究具有重要意义,通过仿真系统实现SysML模型的运行为解决SysML模型的可执行化问题提供了一种有效的解决方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 问题的提出
• 1.4 问题的研究综述
• 1.4.1 物流作业系统建模方法研究
• 1.4.2 SysML建模研究
• 1.4.3 SysML模型实现方法研究
• 1.5 本文的研究内容和组织结构
• 2 钢板堆场作业系统概述及SysML简介
• 2.1 钢板堆场作业系统简介
• 2.1.1 系统组成
• 2.1.2 系统作业流程
• 2.2 系统问题描述
• 2.3 SysML简介
• 2.3.1 从UML到SysML
• 2.3.2 SysML基本内容
• 2.3.3 支持SysML建模的软件
• 2.4 本章小结
• 3 基于SysML的系统建模方法
• 3.1 基于SysML系统建模的特点
• 3.2 SysML与UML建模功能比较
• 3.3 基于SysML的系统建模方法
• 3.3.1 基于SysML的系统建模原则
• 3.3.2 基于SysML的系统建模过程
• 3.4 本章小结
• 4 钢板堆场作业系统的SysML系统建模
• 4.1 系统的需求模型
• 4.2 系统的结构模型
• 4.2.1 系统边界定义
• 4.2.2 钢板堆场作业系统的结构模型
• 4.3 系统的行为模型
• 4.3.1 系统活动图
• 4.3.2 序列图
• 4.4 系统的参数模型
• 4.5 本章小结
• 5 SysML系统模型的仿真实现方法
• 5.1 SysML模型到ARENA模型的转换方法
• 5.1.1 模型转换规则
• 5.1.2 模型转换流程
• 5.2 钢板堆场作业系统的ARENA仿真建模
• 5.2.1 系统仿真目标
• 5.2.2 仿真模型数据模块
• 5.2.3 仿真模型逻辑结构
• 5.2.4 仿真运行及结果分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢