SPECIFICATION INTEGRATION FACILITY WOZU BRAUCHT MAN SPECIF NEBEN SYSML? - TDSE 2020, 20.11.2020
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Working Group
Working PLM4MBSE
Group PLM4MBSE
Specification Integration Facility
Wozu braucht man SpecIF neben SysML?
Oskar von Dungern, Dr.-Ing., adesso SE
TdSE 2020, 20.11.2020
Oliver Alt, Dr.-Ing., MDD4ALL.de
2 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Systems Engineering im Produktlebenszyklus
Varianten-Management Issue-Management
Requirements
Daten- Engineering
integration?
Modell-basierte
Entwicklung (MBSE)
ERP-Systeme
Gleiches Produkt
Stücklisten Testen - viele Werkzeuge
E-CAD
M-CAD
3 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Grundlegende Annahmen
• Es wird immer spezielle Werkzeuge für bestimmte Aufgaben geben,
weil die eierlegende Wollmilchsau ein Fabelwesen ist.
• Dennoch gibt es ein Interesse
• Teilergebnisse verschiedener Teams zusammen zu führen
• übergreifend zu navigieren, zu suchen und zu prüfen
• Modellinformationen zwischen Organisationen und Werkzeugen auszutauschen
Hier setzt SpecIF an …
4 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE Was ist SpecIF? „Specification Integration Facility“, eine Initiative der GfSE • SpecIF ist ein Vokabular für standardisierte Begriffe im MBSE und PLM sowie eine Aussagenlogik „Subjekt Prädikat Objekt“ … ABER AUCH • eine Weiterentwicklung des Requirement Interchange Format (ReqIF), also ein Datenformat … ABER AUCH • ein standardisiertes Web-API … ABER AUCH • eine semantische Integrationsebene
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Das Ziel bestimmt Methode und Metamodell
Domänen-Modell (SysML, Arcadia, BPMN, …) Integrations-Modell (SpecIF)
Metamodell für die Integration von Teilmodellen
Metamodell passend zur Domäne
unterschiedlicher Herkunft (‚Mockup‘)
Bietet konkrete Mittel (Sprachelemente), Bietet generische Mittel für semantische Netze;
um Inhalte der Domäne zu fassen ist nicht auf konkrete Inhalte ausgerichtet
Integration durch abstrakte Ebene mit
fundamentalen* Modellelement-Typen
Neue Elemente dem Metamodell hinzufügen Metamodell dynamisch ändern
Sehr detailliert So einfach wie möglich, jedoch nicht einfacher ;-)
Per Design gewappnet für viele Eventualitäten Zuzuschneiden für den Einsatzfall
* nach Siegfried Wendt „Fundamental Modelling Concepts“
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Grundsätze bei der Entwicklung von SpecIF
Nicht das Rad neu erfinden, sondern auf bestehenden Standards aufbauen
• Implementierungen erleichtern
Nur so komplex wie nötig
Open Source
• https://github.com/GfSE
• https://github.com/oalt
7 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Systems Engineering im Produktlebenszyklus
Varianten-Management Issue-Management
Requirements
Engineering
Modell-basierte
Entwicklung (MBSE)
ERP-Systeme
Stücklisten Testen
E-CAD
M-CAD
8 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE SpecIF – das Datenformat Weiterentwicklung von ReqIF • ReqIF- wie SpecIF-Daten sind Graph-Daten • JSON mit JSON-Schema • Versionierung der Einzelelemente • Mehrsprachigkeit • Vererbung • Weitere genutzte Standards: XHTML, SVG
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SpecIF – das Vokabular
• Übernahme von Begriffen aus existierenden Standards wie Dublin Core und OSLC
• vermittelt Bedeutung durch
1. Vokabular für Objekte, „Requirement“, „Actor“, „State“, „Event“ …
Beziehungen und Attribute „satisfies“, „reads“, „contains“, „triggers“, …
2. Logische Aussagen „A Component satisfies a Requirement“
(„Prädikatenlogik 1.Ordnung“) „An Event triggers an Activity“
SpecIF trägt sowohl das „Sichtbare“ wie die „Bedeutung“10 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Das Auge sieht zwar das gleiche … doch auf den Unterbau kommt es an
BPMN SysML Persistenz (Datenbank, Dateien, Web-Services)
Das „Sichtbare“ erstellen Partial-Modellierung Modell-Integration
• Texte editieren und • Werkzeugunterstützung für • Werkzeugunterstützung für
Diagramme zeichnen Teilmodelle Teilmodelle
• Erfordert Hirn und Disziplin, • Teilmodelle sind leichter • Elemente aller Sichten sind
um Konsistenz zu erhalten in sich konsistent zu halten semantisch vernetzt11 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
SpecIF – die semantische Integration
SpecIF folgt dem Ansatz der Funda-
mental Modeling Concepts (FMC) SpecIF Integrations-Modell
▣ Diagramm ■ Akteur ALM
● Zustand
• Initiiert durch Prof. Siegfried Wendt in ↯ Requirement 3 Modellelement-Typen
-
PLM
den 1970er Jahren ✶ Feature ♦ Ereignis
• Drei „fundamentale“ Modell-Elemente:
■ Akteur, ● Zustand, ♦ Ereignis
168 Modellelement-Typen
• SpecIF bildet alle spezifischen Modell-
Allein 61 Ereignis-Typen
plus alle anderen 22 Datentypen
Elemente (SysML, BPMN, UML, CAD etc.)
SysML System-Modell
auf diese fundamentalen Elemente ab BPMN Prozess-Modell
Anderes Modell
• So lassen sich verschiedene Domänen in
einen gemeinsamen Kontext bringen12 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Teilmodelle schrittweise zusammen führen …
Abgeleitete Daten
Requirements
User Stories UML/SysML/FMC
System-Modelle
BPMN Prozesse
Prozesse
Bebauungspläne
Datenobjekte
1. Sichten und Modell trennen.
2. Modellelemente abstrahieren,
3. … konsolidieren und http://specif.de
4. … logisch vernetzen.13 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
… und übergreifend navigieren, suchen und prüfen
Beispiel: Small Autonomous Vehicle (FH Esslingen)
Alle Beziehungen
Alle Modell-Diagramme
Alle Modell-Elemente14 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
SpecIF – das Web-API
• Swagger bzw. OpenAPI Spezifikation
• https://github.com/GfSE/SpecIF-OpenAPI
• CRUD-Operationen für alle SpecIF-Elemente
• Einheitliche Schnittstelle für Werkzeuge
• Prototypische Umsetzung als Open Source
• https://github.com/oalt/SpecIF-Backend15 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Semantische Integration durch Microservices
SpecIF und sein Web-API sind aufeinander abgestimmt
Integration
SpecIF
Service
SpecIF API
SpecIF
User
Frontend
Jira SAP EA MongoDB
SpecIF SpecIF SpecIF SpecIF
Service Service Service Service
Tool-API
Jira SAP Enterpris Mongo
e
Architect DB16 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Referenz: Hersteller von Regionalzügen und Straßenbahnen
Applikations-
Landkarte
Semantische
Vernetzung
Geschäfts-
prozesse17 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE Referenz: TU Hamburg-Harburg Datenintegration in der Modellierung von Luftfahrtsystemen
18 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
SpecIF wird bereits heute genutzt
verfügbar verfügbar in Arbeit verfügbar in Arbeit
ReqIF FMC Excel SysML Inter- BPMN Archi- Arca-
Notation action mate dia
Room
(ARCWAY) (Cameo, (Camunda, (Archi; (Capella)
EA, Signavio, …)
…) …)
Specification Integration Facility
ReqIF SpecIF OSLC linked- WIKI Docu- ePub RE
native data ment
Presentation
resp. (XML) (JSON) (RDF) (Turtle, (Confluence) (DOCX) (XHTML) (Jira)
RDF,
Persistence JSON-LD)
verfügbar
verfügbar (mit Schema) verfügbar verfügbar verfügbar verfügbar19 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Aktivitäten
prostep ivip BMBF Forschung Plan
SysML Workflow (beantragt)
SpecIF
Forum Program Management
GfSE AG ReqIF
PLM4MBSE Agile Product-
Archi- SpecIF Development
SpecIF
mate
Development
Development
GfSE PG Word Team Development
SysML
FMC SpecIF SpecIF
SpecIF Team Development
Team
Industrialization SpecIF
Editor SpecIF Integrity Team
SysML
Conflu-
BPMN SpecIF SpecIF
SpecIF ence
Viewer CIM Da-
SpecIF
Entwicklung von Arcadia SpecIF tabase GitHub
Prototypen und Open Source Repository
Referenzlösungen SpecIF Simulink
Excel
SpecIF
Server
SpecIF
SpecIF
Collaboration
Platform
MDD4All.de20 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Aktivitäten
prostep ivip BMBF Forschung Plan
SysML Workflow (beantragt)
SpecIF
Forum Program Management
GfSE AG ReqIF
PLM4MBSE Agile Product-
Archi- SpecIF Development
SpecIF
mate
Development
Development
Team Development
Möchten SpecIF
Sie die Ziele
GfSE PG Word
SysML
FMC SpecIF SpecIF Team Development
Team
Editor Team
durch
SysMLArbeitsleistung
Industrialization SpecIF SpecIF Integrity
oderSpecIF
BPMN Projektsponsoring
SpecIF
Conflu-
ence
SpecIF
Entwicklung von
SpecIF unterstützen
Arcadia
Viewer ? CIM
SpecIF
Da-
tabase GitHub
Prototypen und Open Source Repository
Referenzlösungen SpecIF Simulink
Excel
SpecIF
Server
SpecIF
SpecIF
Collaboration
Platform
MDD4All.de21 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Vielen Dank!
Einladung zur virtuellen
SpecIF-Demo
Weitere Infos: am 15.12.2020
• https://specif.de um 18:00 Uhr
• https://github.com/GfSE
• https://github.com/oalt Anmeldung:
specifdemo@mdd4all.de22 20.11.2020 SysML und SpecIF Working Group PLM4MBSE
Literatur
[1] Wendt, S.: Ein grundlegender Begriffsrahmen für das Wissensmanagement im Software-Engineering. In Proceedings „Knowtech“ Dresden 2001.
[2] Knöpfel, A.; Gröne, B.; Tabeling, P.: Fundamental Modelling Concepts – Effective Communication of IT Systems. ISBN-13: 978-0-470-02710-3.
John Wiley&Sons, Chichester, 2005.
[3] Kaufmann, U., Pfenning, M.: 10 Theses about MBSE and PLM.
[4] Object Management Group: Systems Modeling Language (OMG SysML™), Version 1.3, June 2012.
[5] Object Management Group: Requirements Interchange Format (ReqIF).
[6] Open Services for Lifecycle Collaboration (OSLC).
[7] Specification Integration Facility (SpecIF).
[8] Dungern, O.v.: Semantic Model-Integration for System Specification – Meaningful, Consistent and Viable, 7.Grazer Symposium Virtuelles
Fahrzeug, Graz, Mai 2014.
[9] Dungern, O.v.: Integration von Systemmodellen mit fünf fundamentalen Elementtypen. TdSE Tag des Systems Engineering der GfSE, Ulm,
November 2015.
[10] Dungern, O.v.: Von Anforderungslisten zu vernetzten Produktmodellen – am Beispiel der Gebäudeautomation. REConf, Unterschleißheim,
März 2016.
[11] Dungern, O.v.: Semantic Model Integration for System Specification. TdSE Tag des Systems Engineering der GfSE, Herzogenaurach, October 2016.
[12] Uphoff, F.: Konzept und prototypische Implementierung der Modellintegration der Interaction-Room-Methode in die Specification Integration
Facility, Kamp-Lintfort, März 2017.
[13] Mochine, P.; Sünnetcioglu, A.; Dungern, O.v.; Stark, R.: SysML-Modelle maschinell verstehen und verknüpfen. TdSE Tag des Systems Engineering
der GfSE, Paderborn, Oktober 2017.
[14] Alt, O.: SpecIF - Die kommende vielschichtige Datenquelle für Spezifikationsdaten. Fachgruppentreffen GI-RE, Nürnberg, November 2018.
[15] Dungern, O.v.: Model-Integration with SpecIF. ProSTEP ivip e.V. SysML-Workflow-Forum November 2019.Sie können auch lesen
