基于模型的需求开发方法与流程

1.本发明属于系统工程领域，涉及一种针对一致性模型的功能需求和接口需求的开发方法。


背景技术：

2.需求是系统定义的基础，且是构成架构、设计、综合和验证的基础。每个需求承载一份成本。因此，在项目生命周期的早期根据定义明确的系统需求建立一个最小的需求集合是十分必要的。在开发周期的后期，需求变更会对项目成本造成巨大影响，也可导致项目的取消。
3.需求在描述时应遵循需求的基本规则，包括单一性、简明性、一致性、完整性、无歧义性、必需和非多余性、唯一标识性、需求标识性、可行性、可验证性。
4.目前需求开发过程中，是基于工程设计人员的设计经验对需求的一致性和完整性进行保证，人工对需求进行检查验证，可能到了实物阶段才会发现需求不完整以及存在冲突等，不能保证需求一致性和完整性，使得每条需求不包含自相矛盾的描述、在逻辑上为完整的，这些特性并不能保证。


技术实现要素：

5.在需求开发中，要求需求具有良好的性质，对单个需求要求具有唯一性、正确性，对需求集合，要求具有一致性、完整性。特别是需求集合的一致性与完整性，是需求质量的至关重要的因素。本发明的发明目的在于提供一种基于模型的需求开发方法，利用sysml模型的一致性保证需求一致性，避免需求之间的冲突与不一致，并利用模型与需求的完整追溯关系，保证需求集合的完整性以及每条需求的唯一性。
6.本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
7.一种基于模型的需求开发方法，将需要或者源需求作为输入，利用建立一致性模型的方式开展需求分析工作，该一致性模型作为需求的承载，可以保证需求不包含自相矛盾或与其他需求相矛盾，最终输出完整的、一致的功能需求和接口需求。
8.依据上述特征，一致性模型建立过程包含：
9.1)结构特性一致性过程：
10.a)为有关联关系的交互对象建立模块；
11.b)建立交互对象的关联关系；
12.c)明确交互对象的交互用端口；
13.d)明确交互对象的交互内容；
14.e)明确交互信号；
15.2)结构特性与行为特性之间一致性过程：
16.a)在对象的行为属性中定义行为元素，并保证全部行为属性应当在行为中应用；
17.b)定义接口，通过接口以定义信号协议，相应端口中指定信号的交互方向，接口之
间保持共轭。
18.依据上述特征，一致性模型建立后，从每个模块的操作中提取相应功能需求，从端口以及接口提取接口需求。
附图说明
19.图1为模块定义图中关联关系示意图。
20.图2为内部模块图中实例关联关系示意图1。
21.图3为内部模块图中实例关联关系示意图2。
22.图4为序列图中实例交互内容示意图。
23.图5为定义交互信号示意图。
24.图6为定义行为属性示意图。
25.图7为定义接口示意图。
26.图8为定义信号交互方向示意图。
27.图9为一致性模型示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
29.本实施例所示的一种基于模型的需求开发方法，将需要(需要是模糊的非正式的)或者源需求作为输入，利用建立一致性模型的方式开展需求分析工作，该一致性模型作为需求的承载，可以保证需求不包含自相矛盾或与其他需求相矛盾，最终输出完整的、一致的功能需求和接口需求。
30.(1)在一致性模型的建立过程中，错误或不完整的过程与步骤会使得一致性模型存在不一致，本实施例作为举例说明，提供了一套一致性模型的建立过程作为参考，采用sysml模型，模型由模块组成，模块的特性有两种：结构特性(也叫做属性)与行为特性。因此，为建立一致性模型，需保证其结构一致性、结构与行为之间的一致性。
31.1)结构特性一致性过程：
32.a)在模块定义图中为有关联关系的交互对象建立模块：两个交互对象，系统a和系统b，其对应的模块(block)类型之间一定是关联关系，如图1所示；
33.b)在内部模块图(ibd)中建立交互对象的关联关系：在内部模块图(ibd)中，两个对象实例(a、b)之间，一定有连接器(connector)将两者连通，如图2所示；
34.c)在内部模块图(ibd)中明确交互对象的交互用端口：定义两个对象实例(a、b)交互时所应用的端口，如图3所示；
35.d)在序列图中明确交互对象的交互内容：定义两个对象实例(a、b)之间的交互内容，如图4所示；
36.e)明确交互信号：定义交互对象之间的交互信号，如图5所示。
37.2)结构特性与行为特性之间一致性过程
‑‑
行为属性与行为双向一致
38.a)行为视图中的行为元素都应当在对象的行为属性中定义，并保证全部行为属性应当在行为中应用，如图6所示；
39.b)通过端口将接收(reception)的信号暴露出来，交互对象间的信号通过之前指
定的端口完成交互：
40.定义接口(interface)，通过接口以定义信号协议，如图7所示：
41.相应端口中指定信号的交互方向，接口之间保持共轭，如图8所示：
42.形成的一致性模型如图9所示。
43.(2)需求推导
44.基于(1)中建立的一致性模型，推导出具有唯一性、正确性的需求。从每个模块(block)的操作(operation)中提取相应功能需求，从端口(port)以及接口(interface)提取接口需求，以保证从模块(block)的行为属性中提取全部需求。
45.上述一致性模型需求如下：
46.a)系统b应当具备完成“处理”操作的能力；
47.b)系统b应当具备从系统a接收“通知”信号的能力；
48.c)系统a应当具备从系统b接收“通知已知晓”信号的能力；
49.d)系统a应当具备发送“通知”信号的能力；
50.e)系统b应当具备发送“通知已知晓”信号的能力。
51.从操作(operation)、端口(port)以及接口(interface)提取的全部需求，以保证需求的单一性、一致性、完整性。
52.本发明基于sysml模型的建立，利用模型的一致性原则，保证需求的一致性，使每条需求不包含自相矛盾或与其他需求相矛盾的描述。依据模型与需求的映射关系，保证需求集合的完整性、单条需求的唯一性。


技术特征：
1.一种基于模型的需求开发方法，其特征在于将需要或者源需求作为输入，利用建立一致性模型的方式开展需求分析工作，该一致性模型作为需求的承载，保证需求不包含自相矛盾或与其他需求相矛盾，最终输出完整的、一致的功能需求和接口需求。2.根据权利要求1所述的一种基于模型的需求开发方法，其特征在于一致性模型建立过程包含：1)结构特性一致性过程：a)为有关联关系的交互对象建立模块；b)建立交互对象的关联关系；c)明确交互对象的交互用端口；d)明确交互对象的交互内容；e)明确交互信号；2)结构特性与行为特性之间一致性过程：a)在对象的行为属性中定义行为元素，并保证全部行为属性应当在行为中应用；b)定义接口，通过接口以定义信号协议，相应端口中指定信号的交互方向，接口之间保持共轭。3.根据权利要求2所述的一种基于模型的需求开发方法，其特征在于一致性模型建立后，从每个模块的操作中提取相应功能需求，从端口以及接口提取接口需求。

技术总结
本发明公开了一种基于模型的需求开发方法，将需要或者源需求作为输入，利用建立一致性模型的方式开展需求分析工作，该一致性模型作为需求的承载，保证需求不包含自相矛盾或与其他需求相矛盾，最终输出完整的、一致的功能需求和接口需求。本发明避免需求之间的冲突与不一致，并利用模型与需求的完整追溯关系，保证需求集合的完整性以及每条需求的唯一性。证需求集合的完整性以及每条需求的唯一性。证需求集合的完整性以及每条需求的唯一性。


技术研发人员：董磊 王凡 王云逸 胡盛华 贺志斌 沈亨满 李卫 谭菲 原玉玺 金友强 邹智鑫
受保护的技术使用者：中国航空无线电电子研究所
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2022/2/6