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申请/专利权人：西北工业大学;北京宇航系统工程研究所

摘要：本公开实施例是关于一种基于场景元模型的系统方案设计方法。本公开实施例将公理化理论和基于场景的需求捕获方法相结合，针对公理化理论中着重于功能域到物理域之间的映射，且引入基于场景的需求捕获方法，完成用户域到功能域之间的映射，从而形成较为完备的需求分析方法。以公理化理论指导需求开发过程，形成了“需求—功能—架构—需求”的迭代回路，全面捕获并追踪用户需求。该方法使得混乱无序的需求开发向井然有序转变，保证需求的质量，为后续系统方案设计打下良好的基础。

主权项：1.一种基于场景元模型的系统方案设计方法，其特征在于，该方法包括：基于待设计系统的系统需求，构建场景元模型集；其中，待设计系统包括若干个层级系统，场景元模型集包括若干个场景元模型，每一个层级系统对应一个场景元模型；具体包括：基于所有系统需求、代理、状态、动作和资源与结构对象，构建场景元模型集；其中，系统需求指场景未来所需的状态；代理指与待设计系统相关的人或物体；状态指描述场景的属性，包括有前置状态和终止状态；动作指描述场景的过程；资源与结构对象是指为场景提供上下文的系统组件或者系统环境；针对顶层系统的层级系统，获取自然语言中的利益相关者需求，并将利益相关者需求转换为基于场景元模型的顶层用户需求；具体包括：以CSV文件为场景元模型的载体，收集基于自然语言中的非形式化的利益相关者需求；将CSV文件导入至工具中，该工具根据CSV文件中的每一行数据创建一个模型元素，进而得到顶层用户需求；基于场景元模型集，利用SysML对顶层用户需求进行场景分析，以得到顶层系统的顶层场景目标；其中，顶层场景目标包括顶层功能需求和顶层性能需求；具体包括：利用SysML对场景元模型的元素及其关系进行表示；其中，将场景表达为用例，并将场景名称赋予到用例元素上；将代理表达为执行者元素，并与用例相连表示代理与场景的交互；将动作作为活动的子节点，用圆角矩阵并在图形中添加动作描述进行表示；设定SysML中状态的基本标识法为圆角矩阵，在图形中央描述状态名称，前置状态和终止状态使用特殊的图形来表示；资源与结构对象用模块进行表示；场景目标用SysML中的需求模型进行表示；基于顶层用户需求，以SysML的视图为场景分析工具，在各个场景下获取顶层系统的顶层场景目标；其中，所述SysML的视图至少包括用例图、活动图、状态机图、块定义图和需求图；根据顶层功能需求分析顶层系统的功能行为，以形成顶层设计矩阵，且将顶层性能需求分配给相应的顶层系统的结构中的设计参数形成数值关系，以对顶层设计矩阵进行约束；根据顶层功能需求分析顶层系统的功能行为，以形成顶层设计矩阵的步骤中，包括：根据顶层功能需求分析顶层系统的功能行为，并以SysML的活动图进行表达；根据顶层系统的功能行为和设计知识分析顶层系统具有的物理结构，并以SysML的块定义图描述待设计系统的物理结构；将顶层功能需求进行细化，分解出若干个子功能点，将子功能点分配给相应的顶层系统的物理结构中，构建物理结构和顶层功能需求之间的关系，并以SysML的活动图表达各个物理结构中所具有的功能行为；根据物理结构和顶层功能需求之间的关系形成设计矩阵；对约束后的顶层设计矩阵进行功能耦合性分析，若顶层设计矩阵为无耦合设计，则进行下一层级系统的设计；遍历所有层级系统，以完成待设计系统的设计方案。

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