Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
Abendvortrag mit
Tim Weilkiens
Wer bin ich? – Tim Weilkiens
Geschäftsführer von oose
OMG Repräsentant, INCOSE- und GfSE-Mitglied
Mitglied in diversen Arb...
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Var...
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Var...
Produktvarianten
Tendenz steigend
Globalisierung
Kostenreduktion (Plattformentwicklung)
Kundengetriebener Markt
= Produkt ...
OMG Systems Modeling Language (OMG SysML™)
SysML is designed to provide simple but powerful constructs
for modeling a wide...
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Var...
Common Variability Language
Zukünftiger Standard der OMG
Erfordert M2M-Transformation
Basis Modell
(MOF basiert)
Variabili...
pure::variants
Werkzeug zum Variantenmanagement von Pure Systems
Schnittstellen zum Enterprise Architect, DOORS, Rhapsody,...
Feature Tree
Quelle: http://www.pure-systems.com
pure::variants und Modellierung
Quelle: http://www.pure-systems.com/downloads/flash/pv-ea-intro/flash.html
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Var...
System model structure Component model
structure
Best Practice: Strukturierung des Modells
Quelle: INCOSE MBSE Challenge T...
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Var...
Konzepte
Der Systemkern enthält die Elemente, die in allen Varianten unverändert
bleiben.
Ein Variationspunkt ist ein Syst...
Fallbeispiel: Fruchtsalat
Foto: Luc Viatour
Kernstruktur des Fruchtsalats
Apfel-Variationen
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Produktvariante konfigurieren
Juicy Fruit Salad
Quelle: http://allrecipes.com/Recipe/Juicy-Fruit-Salad/Detail.aspx?evt19=1
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Definition der Systemelemente
(Typen)
Anwendung der Systemelemente
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Definition der Systemelemente
(Typen)
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Anwendung der Systemelemente
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Definition der Systemelemente
(Typen)
Anwendung der Systemelemente
Konkrete Objekte
Konkrete Objekte
Definition der Systemelemente
(Typen)
Anwendung der Systemelemente
Konkrete Objekte
PAUSE
ca. 20 Minuten für den
Austausch von Flüssigkeiten
und Networking
Produktvariante konfigurieren
Juicy Fruit Salad
Quelle: http://allrecipes.com/Recipe/Juicy-Fruit-Salad/Detail.aspx?evt19=1
Produktvariante ist ein spezielle Anwendung von Typen
Produktvariante definieren
Produktvariante definieren
Variantenkonfiguration
Neuen Kontext
definieren
Produktvariante definieren
Objekt erzeugen
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Var...
Problem: Variante wirkt auf allen Ebenen
Problem: Variante wirkt auf allen Ebenen
Komplexität
Schon sehr einfache Variationen führen zu einem komplexen Konfigurationsraum.
3 Variationen spannen einen 3-
d...
Model2Model-Transformation
M2M
View- vs. Copy-Strategie:
View Die Transformation erzeugt eine View im Modell.
Copy Die Tra...
Beispiel: Filter-Strategie
Beispiel: Refactoring-Strategie
SysML 1.4: Einschränkende Referenzen
SysML 1.4: Einschränkende Referenzen
SysML 1.4: Einschränkende Referenzen
Varianten von Verhalten
Pakete mischen
Eine Paketzusammenführung (package merge) ist eine Beziehung
zwischen zwei Paketen, wobei der Inhalt des Zi...
Weitere Beispiele
R (Merge Ergebnis)
y : Integer
x : Integer[1..10]
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R
A
«merge»
A
B
P
R (Merge Ergebnis)
A
B
Package Merge
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
▪ Grundlagen
▪ Alternative Ansätze
▪ Best Practice: Modellstruktur
▪ SYSMOD-Var...
Zusammenfassung und Ausblick
Variantenmodellierung ist inhärent komplex
Produktvarianten können mit SysML modelliert werde...
Buch: Variant Modeling with SysML
und Tools?
Produktvarianten mit
SysML/UML modellieren
Abendvortrag mit
Tim.Weilkiens@oose.de
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Produktvarianten mit SysML/UML modellieren

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Die Zeit der Einheitsprodukte und Massenproduktion ist vorbei. Der Markt hat sich gedreht, der Kunde wird führend und fordert individualisierte Produkte. Für die Hersteller bedeutet es, dass sie zunehmend Varianten ihrer Produkte entwickeln und anbieten müssen.

Es ist schon eine Herausforderung, ein einzelnes komplexes System zu beschreiben. Variationen machen aus der Beschreibung eine multidimensionale Herausforderung, deren Komplexität schnell Grenzen erreicht und die Möglichkeiten der Entwicklung einschränkt.

Modellierung ist ein wirksames Werkzeug, um Komplexität beherrschen zu können. Ich zeige Ihnen, welche Möglichkeiten es heute gibt, Produktvarianten mit der SysML bzw. UML zu beschreiben. Sie erfahren etwas über die Konzepte der Variantenmodellierung und ihre Umsetzung mit SysML. Wir schauen auch gemeinsam auf die Grenzen der Modellierung und auf zukünftige Lösungsansätze.

Veröffentlicht in: Ingenieurwesen
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Produktvarianten mit SysML/UML modellieren

  1. 1. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren Abendvortrag mit Tim Weilkiens
  2. 2. Wer bin ich? – Tim Weilkiens Geschäftsführer von oose OMG Repräsentant, INCOSE- und GfSE-Mitglied Mitglied in diversen Arbeitsgruppen der OMG Mitglied im Deutschen Fachjournalisten-Verband Privates: verheiratet, 2 Kinder, Marathon, Segeln Themenschwerpunkte: Modellierung, Prozesse, Systems Engineering Buch-Publikationen: Blog: www.model-based-systems-engineering.com
  3. 3. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren ▪ Grundlagen ▪ Alternative Ansätze ▪ Best Practice: Modellstruktur ▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung ▪ Herausforderungen ▪ Ausblick
  4. 4. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren ▪ Grundlagen ▪ Alternative Ansätze ▪ Best Practice: Modellstruktur ▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung ▪ Herausforderungen ▪ Ausblick
  5. 5. Produktvarianten Tendenz steigend Globalisierung Kostenreduktion (Plattformentwicklung) Kundengetriebener Markt = Produkt mit geringfügiger Abweichung der Merkmale vom Ausgangsprodukt Variantenmodellierung wird auch benötigt für Trade-off Studies Verzweigungen im Top-Down- Entwicklungsansatz Foto: Luc Viatour
  6. 6. OMG Systems Modeling Language (OMG SysML™) SysML is designed to provide simple but powerful constructs for modeling a wide range of systems engineering problems. It is particularly effective in specifying requirements, structure, behavior, allocations, and constraints on system properties to support engineering analysis. (OMG SysML™ 1.3 Specification) SysMLUML 2 UML für SysML www.model-based-systems-engineering.com
  7. 7. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren ▪ Grundlagen ▪ Alternative Ansätze ▪ Best Practice: Modellstruktur ▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung ▪ Herausforderungen ▪ Ausblick
  8. 8. Common Variability Language Zukünftiger Standard der OMG Erfordert M2M-Transformation Basis Modell (MOF basiert) Variabilitäts-Modell (CVL) Produkt-Modell (MOF basiert)
  9. 9. pure::variants Werkzeug zum Variantenmanagement von Pure Systems Schnittstellen zum Enterprise Architect, DOORS, Rhapsody, Simulink Quelle: http://www.pure-systems.com
  10. 10. Feature Tree Quelle: http://www.pure-systems.com
  11. 11. pure::variants und Modellierung Quelle: http://www.pure-systems.com/downloads/flash/pv-ea-intro/flash.html
  12. 12. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren ▪ Grundlagen ▪ Alternative Ansätze ▪ Best Practice: Modellstruktur ▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung ▪ Herausforderungen ▪ Ausblick
  13. 13. System model structure Component model structure Best Practice: Strukturierung des Modells Quelle: INCOSE MBSE Challenge Team SE^2 - Telescope Modeling, mbse.gfse.de
  14. 14. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren ▪ Grundlagen ▪ Alternative Ansätze ▪ Best Practice: Modellstruktur ▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung ▪ Herausforderungen ▪ Ausblick
  15. 15. Konzepte Der Systemkern enthält die Elemente, die in allen Varianten unverändert bleiben. Ein Variationspunkt ist ein Systemelement, für das es mehrere Varianten gibt. Die Variation ist die Menge aller Varianten, die sich auf einen Variationspunkt beziehen. Die Variante ist eine Menge von Systemelementen, die gemeinsam eine vollständige Ergänzung des Systemkerns darstellen.
  16. 16. Fallbeispiel: Fruchtsalat Foto: Luc Viatour
  17. 17. Kernstruktur des Fruchtsalats
  18. 18. Apfel-Variationen
  19. 19. SysML Varianten Feature Tree
  20. 20. Produktvariante konfigurieren Juicy Fruit Salad Quelle: http://allrecipes.com/Recipe/Juicy-Fruit-Salad/Detail.aspx?evt19=1
  21. 21. 3 Ebenen der Modellierung: Typ / Anwendung / Laufzeit Definition der Systemelemente (Typen) Anwendung der Systemelemente Konkrete Objekte
  22. 22. Typebene Definition der Systemelemente (Typen) © by oose innovative Anwendung der Systemelemente Konkrete Objekte
  23. 23. Anwendungsebene Definition der Systemelemente (Typen) Anwendung der Systemelemente Konkrete Objekte
  24. 24. Konkrete Objekte Definition der Systemelemente (Typen) Anwendung der Systemelemente Konkrete Objekte
  25. 25. PAUSE ca. 20 Minuten für den Austausch von Flüssigkeiten und Networking
  26. 26. Produktvariante konfigurieren Juicy Fruit Salad Quelle: http://allrecipes.com/Recipe/Juicy-Fruit-Salad/Detail.aspx?evt19=1
  27. 27. Produktvariante ist ein spezielle Anwendung von Typen
  28. 28. Produktvariante definieren
  29. 29. Produktvariante definieren Variantenkonfiguration Neuen Kontext definieren
  30. 30. Produktvariante definieren
  31. 31. Objekt erzeugen
  32. 32. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren ▪ Grundlagen ▪ Alternative Ansätze ▪ Best Practice: Modellstruktur ▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung ▪ Herausforderungen ▪ Ausblick
  33. 33. Problem: Variante wirkt auf allen Ebenen
  34. 34. Problem: Variante wirkt auf allen Ebenen
  35. 35. Komplexität Schon sehr einfache Variationen führen zu einem komplexen Konfigurationsraum. 3 Variationen spannen einen 3- dimensionalen Konfigurationsraum auf mit einer Vielzahl anauf mit einer Vielzahl an Konfigurationen. Eine Konfiguration ist ein Punkt in diesem Raum. Foto: Luc Viatour (modifiziert)
  36. 36. Model2Model-Transformation M2M View- vs. Copy-Strategie: View Die Transformation erzeugt eine View im Modell. Copy Die Transformation erstellt ein neues Modell. Filter vs. Refactoring-Strategie Filter Nicht verwendete Elemente werden aus dem Modell entfernt. Refactoring Neue Modellelemente ohne Ballast aus dem Konfigurationsraum.
  37. 37. Beispiel: Filter-Strategie
  38. 38. Beispiel: Refactoring-Strategie
  39. 39. SysML 1.4: Einschränkende Referenzen
  40. 40. SysML 1.4: Einschränkende Referenzen
  41. 41. SysML 1.4: Einschränkende Referenzen
  42. 42. Varianten von Verhalten
  43. 43. Pakete mischen Eine Paketzusammenführung (package merge) ist eine Beziehung zwischen zwei Paketen, wobei der Inhalt des Zielpaketes mit dem Inhalt des Quellpaketes verflochten wird. Wie die Verflechtung vor sich geht, hängt von der Art der enthaltenen Modellelemente ab. P Q A A B R «merge» A C «merge» Verflechtung von Klassen
  44. 44. Weitere Beispiele R (Merge Ergebnis) y : Integer x : Integer[1..10] A R A «merge» A B P R (Merge Ergebnis) A B
  45. 45. Package Merge
  46. 46. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren ▪ Grundlagen ▪ Alternative Ansätze ▪ Best Practice: Modellstruktur ▪ SYSMOD-Variantenmodellierung▪ SYSMOD-Variantenmodellierung ▪ Herausforderungen ▪ Ausblick
  47. 47. Zusammenfassung und Ausblick Variantenmodellierung ist inhärent komplex Produktvarianten können mit SysML modelliert werden Fehlende Standards verhindern Toolunterstützung „out of the box“ Toolerweiterungen sind notwendig Hoffentlich praktikable Standards in naher Zukunft verfügbar Ebenso Toolunterstützung basierend auf den Standards oder Quasi-Standards
  48. 48. Buch: Variant Modeling with SysML und Tools?
  49. 49. Produktvarianten mit SysML/UML modellieren Abendvortrag mit Tim.Weilkiens@oose.de

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