Le guide définitif de la notation textuelle SysML v2

Le langage de modélisation des systèmes version 2 (SysML v2) marque un changement majeur dans l’ingénierie des systèmes. En s’éloignant des contraintes graphiques rigides basées sur UML de SysML v1, SysML v2 introduit unsyntaxe textuelle pilotée par le langage. Cette syntaxe traite la structure, le comportement, les exigences et l’analyse comme des éléments textuels profondément intégrés.

Ce guide complet décompose les piliers fondamentaux, les concepts et la syntaxe de SysML v2 à l’aide d’un exemple concret deAutonomousDrone exemple de conception.

1. Le paradigme fondamental : Définitions vs. Utilisations

Le concept architectural le plus important dans SysML v2 est la séparation stricte entreDéfinitions (plans) etUtilisations (instances contextuelles).

• Ledef mot-clé : Indique une définition réutilisable, un type ou un plan d’élément. Il n’existe pas sous forme d’objet physique jusqu’à ce qu’il soit utilisé.

• Pas dedef mot-clé : Indique une utilisation. Il représente une occurrence réelle ou une instance de composant au sein d’un système parent spécifique.

// DÉFINITION : Un plan réutilisable pour toute batterie
part def Battery;

// UTILISATION : Une instance spécifique d'une batterie à l'intérieur de notre système de drone
part powerSource : Battery;

Cette distinction permet aux ingénieurs de définir un composant une fois et de le réutiliser dans plusieurs sous-systèmes avec des noms, des configurations et des connexions internes différentes.

2. Architecture structurelle : Pièces, Éléments et Ports

SysML v2 divise les architectures physiques ou logiques en composants, les éléments qui y circulent, et les interfaces qui les relient.

Pièces et Éléments

• part def (Boîte / Composant) : Définit un composant système structurel, physique ou logique.

• item def (Élément de flux) : Définit des éléments non fixes, tels que des flux de données, des fluides, des forces ou de l’électricité, qui circulent entre les composants.

Ports et interfaces

• port def (Spécification d’interface) : Définit une frontière d’interface, indiquant explicitement quelles données ou éléments peuvent entrer (entrée) ou sortir (sortie).

Voici comment ces composants sont déclarés et imbriqués à l’intérieur d’un espace de noms système :

package DroneSystemExample {
    private import ScalarValues::*;
    private import SI::*;

    // Plans de base (définitions)
    item def Power; 

    port def PowerOutPort {
        out item powerElec : Power;
    }
    
    port def PowerInPort {
        in item powerElec : Power;
    }

    part def FlightController;
    part def PropulsionSystem;
    part def Battery;

    // Contexte système intégré
    part def AutonomousDrone {
        // Attributs / propriétés de valeur
        attribute enduranceActual : Real;

        // Utilisations de sous-composants (instanciation des définitions)
        part flightController : FlightController;
        part propulsionSystem : PropulsionSystem;
        part powerSource : Battery;

        // Utilisations de ports (instanciation des interfaces)
        port pBatteryOut : PowerOutPort;
        port pPropulsionIn : PowerInPort; 
    }
}

3. Le pilier des exigences (espace du problème)

Dans SysML v1, les exigences étaient souvent des blocs de texte isolés des mathématiques ingénierie. Dans SysML v2, les exigences sontdes définitions de texte de première classe contenant des métadonnées, du texte descriptif et des attributs fortement typés pour une vérification automatisée.

requirement def RangeRequirement {
    doc /* Le drone doit maintenir une endurance de vol continue d'au moins 45 minutes. */
    attribute enduranceTarget : Real = 45.0; 
}

Traçabilité avec satisfaire

Pour fermer la boucle entre l’espace du problème (exigences) et l’espace de la solution (structure), SysML v2 utilise des mots-clés de relation explicites tels quesatisfaire directement à l’intérieur du contexte de composant :

part def AutonomousDrone {
    // Instancie une utilisation d'exigence pour satisfaire la correspondance de définition de manière claire
    satisfaire exigence : RangeRequirement;
}

4. Le pilier du comportement (espace d’exécution)

SysML v1 imposait une séparation claire entre la structure (diagrammes de bloc internes) et le comportement (diagrammes d’activité). SysML v2 supprime complètement cette barrière en rendant lesactions et flux de contrôle des éléments structurels natifs, intégrés au contexte.

Actions séquentielles et flux de contrôle

En utilisant le actionmot-clé, vous pouvez déclarer des fonctions qui acceptent des entrées (en) et transmettre des sorties (sortie). Les flux de contrôle sont écrits de manière linéaire en utilisant le alorsmot-clé, éliminant la nécessité de diagrammes de flux de contrôle complexes.

action executeMission {
    en ciblesCoordonnées;
    sortie statutMission;
    
    action sDécollage;
    alors action sNavigation;
    alors action sAtterrissage;
}

5. Affectation fonctionnelle : connecter le comportement à la structure

Affectationrépond à la question fondamentale du génie système :Quel composant exécute quelle fonction ?

SysML v2 gère cela proprement en utilisant le exécutermot-clé dans un bloc d’utilisation de composant. En utilisant Notation par points (.), vous pouvez accéder profondément aux boucles d’action imbriquées pour mapper directement les opérations à des composants matériels.

part def DroneAutonome {

    // Les sous-composants affectent le comportement en exécutant explicitement leurs étapes attribuées
    part contrôleurVol : ContrôleurVol {
        exécuter executeMission.sNavigation;
    }
    
    part systèmePropulsion : SystèmePropulsion {
        exécuter executeMission.sDécollage;
    }

    // Définition du comportement intégré
    action executeMission {
        action sDécollage;
        alors action sNavigation;
        alors action sAtterrissage;
    }
}

Résumé des mots-clés principaux

Exemple complet de SysML V2 : Les trois piliers