Seminar Modelio – SysML und Systemmodellierung

Beschreibung

Das Seminar verbindet SysML-Anforderungen, Blockstrukturen, interne Schnittstellen, Verhalten, Parametrik und Verifikation in einem durchgängigen Systemmodell. Der Schwerpunkt liegt auf konsistenter Nachverfolgbarkeit und überprüfbaren Systementscheidungen.

Formatbegründung: Drei Tage sind notwendig, weil Struktur, Verhalten und Anforderungen jeweils eigenständig aufgebaut und anschließend über Parametrik, Verifikation und Review zu einem konsistenten Systemmodell integriert werden.

Zielgruppe

Systems Engineers, Systemarchitekten, technische Produktentwicklung, Embedded- und Mechatronikteams sowie Verifikationsverantwortliche.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Systementwicklung oder UML sind hilfreich. Die erforderlichen SysML-Funktionen müssen in Edition und Modulausstattung verfügbar sein.

Inhaltsübersicht

1. SysML-Grundlagen und Modellstruktur
2. SysML-Anforderungen und Ableitungen
3. Blockdefinitions- und interne Blockdiagramme
4. Verhalten, Interaktionen und Zustände
5. Parametrik, Constraints und technische Analysen
6. Verifikation, Varianten und Systemreviews
7. Audit ausführen und Befunde bewerten

Seminarinhalte

1. SysML-Grundlagen und Modellstruktur

Systemmodellierung verbindet Anforderungen, Struktur, Verhalten und technische Randbedingungen in einem gemeinsamen Modell.

1. Systemgrenze, Stakeholder, Nutzungskontext und Betrachtungsebenen bestimmen.
2. SysML-Diagrammarten und ihre Fragestellungen einordnen.
3. Modellstruktur für Anforderungen, Analyse, Architektur und Verifikation anlegen.
4. Ein erstes durchgängiges Beispiel vom Bedarf bis zur Systemkomponente modellieren.

2. SysML-Anforderungen und Ableitungen

Systemanforderungen werden mit Herkunft, Ableitung, Verfeinerung und Verifikationsbezug modelliert.

1. Stakeholderbedürfnisse und Systemanforderungen getrennt erfassen.
2. Ableitung, Verfeinerung, Kopie, Erfüllung und Verifikation korrekt einsetzen.
3. Anforderungen mit Blöcken, Aktivitäten und Prüffällen verknüpfen.
4. Traceability-Matrix auf Lücken und unklare Beziehungstypen prüfen.

3. Blockdefinitions- und interne Blockdiagramme

Systemstruktur wird über Blöcke, Eigenschaften, Ports, Schnittstellen und Verbindungen beschrieben.

1. Systemblöcke, Werttypen, Eigenschaften und Generalisierungen modellieren.
2. Komposition und Multiplizitäten für die Systemzerlegung festlegen.
3. Interne Struktur mit Parts, Ports, Flüssen und Konnektoren ausarbeiten.
4. Schnittstellen und Systemgrenzen gegen Nutzungsszenarien validieren.

4. Verhalten, Interaktionen und Zustände

Systemfunktionen werden als Aktivitäten, Interaktionen und Zustandsmodelle konsistent beschrieben.

1. Funktionen und Ein-/Ausgaben in einem Aktivitätsmodell strukturieren.
2. Kritisches Szenario als Sequenzdiagramm zwischen Systemteilen modellieren.
3. Lebenszyklus eines reaktiven Blocks als Zustandsautomat ausarbeiten.
4. Verhaltensmodelle gegen Anforderungen und strukturelle Schnittstellen prüfen.

5. Parametrik, Constraints und technische Analysen

Technische Zusammenhänge werden mit Werttypen, Constraints und Parametric Diagrams nachvollziehbar gemacht.

1. Relevante Größen, Einheiten, Wertebereiche und Randbedingungen definieren.
2. Constraint-Blöcke für Berechnungs- oder Abhängigkeitsregeln anlegen.
3. Parameter mit Systemeigenschaften verbinden und ein Analyseszenario aufbauen.
4. Einheiten, Wertebelegung und Interpretation der Ergebnisse prüfen.

6. Verifikation, Varianten und Systemreviews

Systemmodelle werden auf Anforderungsabdeckung, Variantenkonsistenz und Prüfbarkeit bewertet.

1. Verifikationsfälle und Akzeptanzkriterien aus Anforderungen ableiten.
2. Prüffälle mit Anforderungen, Blöcken und Verhalten verknüpfen.
3. Variantenentscheidungen und gemeinsame Systembausteine nachvollziehbar markieren.
4. Systemreview mit Traceability-, Schnittstellen- und Konsistenzcheck durchführen.

7. Audit ausführen und Befunde bewerten

Die integrierte Modellprüfung wird als wiederholbarer Qualitätsprozess eingesetzt.

1. Auditumfang, Regelmenge und betroffene Modellbereiche festlegen.
2. Audit ausführen und Befunde nach Schweregrad, Ursache und Verantwortlichkeit klassifizieren.
3. Repräsentative Fehler direkt am Modellelement nachvollziehen und kontrolliert korrigieren.
4. Audit erneut ausführen und Restbefunde mit Begründung dokumentieren.

Praxisübungen

• Aufbau eines Systemkontexts und einer SysML-Modellstruktur.
• Verknüpfung von Anforderungen mit Blöcken und Verhalten.
• Modellierung interner Schnittstellen und eines kritischen Szenarios.
• Parametrische Analyse sowie Verifikations- und Traceability-Review.

Qualitätskriterien

• Modellelemente werden im Modellbaum eindeutig strukturiert und in Diagrammen wiederverwendet statt dupliziert.
• Beziehungen, Status, Benennung und Verantwortlichkeiten sind nachvollziehbar und entsprechen dem vereinbarten Modellierungsrahmen.
• Audit- und Reviewbefunde werden priorisiert, korrigiert und in einer erneuten Prüfung verifiziert.
• Übungsergebnisse lassen sich nach Schließen und erneutem Öffnen des Projekts reproduzierbar nachvollziehen.
• Die fachlichen Abnahmepunkte des Bereichs Systems Engineering werden anhand des Übungsprojekts vollständig geprüft.