基于模型的系統工程（MBSE）作為一種方法并不直接涉及能力，它描述了系統實現或執行任務或使命的能力。作為問題描述的一部分，能力與系統需求有很強的聯系，可以使用類似的方法進行建模。

能力是一個廣泛應用的術語。有來自業務架構領域的業務能力和技術能力，有來自系統開發過程領域的解決方案能力，如規模化敏捷框架（SAFe），還有來自DoDAF/MODAF統一概要（UPDM）或統一架構框架（UAF）的能力。這些定義基本上分為兩類：（1）描述系統實現或執行任務或使命的能力的高級概念；（2）描述特定業務問題解決方案的技術概念。在這篇博客文章中，將重點介紹第一類能力，這是一個高級概念，將稱之為能力。

產品或項目經理在考慮系統的愿景和路線圖時，通常會考慮未來或現有系統的能力。在缺乏實施細節的情況下，能力提供了一個全面的圖景。與需求一樣，能力也是問題描述的要素。能力和需求是緊密相連的，它們相互補充和完善。業務專家通常通過首先回答以下問題來定義業務流程的各個階段：系統應該能夠做什么？從那里，這些能力顯現出來。

例如，M.Maier在其1998年的文章《系統體系結構原理》中，將智能交通系統（ITS）描述為系統體系的一個例子。正如梅爾所說，這種系統的商業愿景是：

• 為任何地點的旅行者提供“有關圖形條件和交通選項的實時信息”
• “允許旅行者掃描交通狀況并選擇預測最短旅行時間的交通模式”
• “允許使用從可用信息中優化的策略在大都市地區應用廣泛的交通控制策略
• 使用“可能包括整個交通網絡中鏈路時間的實時和預測估計”的信息
• 使用可能包括“駕駛員起點-終點和計劃路線的實時統計數據”的信息

從這個業務愿景中，可以提取出幾個能力，包括：

• 旅行者管理
• 旅行條件管理
• 交通控制管理
• 信息管理
• 路線管理
• 交通控制策略管理和優化
• 通信管理
  

MBSE明確地提供了一種建模需求的方法，但不提供作為元素類型的能力。 有一個業務需求元素可用于對系統的能力進行建模，如下圖1所示。

圖1：作為能力的業務需求示例

與系統工程中的許多高級元素一樣，能力需要分解。有的文章指出，最多可以有五個級別的能力，級別的數量取決于系統的大小和復雜性。復雜的系統系統可能需要所有五個級別加上一個子級別。圖2中的示例僅使用三個級別的能力分解，并調用這些級別的類別。能力可以基于其他原則來組織，例如功能領域或企業結構。 使用包結構、自定義模板和顏色編碼可以幫助系統工程師和業務或企業架構師更好地組織能力分解。

圖2：用包組織能力示例

如果使用包結構來組織系統的能力，則派生關系顯示了來自不同包的能力的分解，如圖3所示。對于不同類別的視覺標記功能，自定義原型可能會有所幫助。

圖3：自定義構造型的能力分解示例

如圖4所示，定制構造型、顏色編碼和父子關系的組合也可以組織能力，而無需將它們分成不同的包。

圖4：使用顏色編碼的能力分解示例

能力的一個作用是覆蓋企業或系統所做的事情，而不需要分解成細節。包括功能或約束的用戶視圖的詳細信息來自需求。一個好的模型應該提供能力和需求之間的聯系。不用推導表示為業務需求的能力與其他需求之間的關系，可以使用更松散的跟蹤關系，如圖5所示。

圖5：能力到需求的可追溯性示例

將能力與需求聯系起來，在兩種不同類型的概念問題描述之間建立了重要的聯系，有助于管理系統的復雜性。 通過保持高抽象級別，能力允許架構師規劃系統演進的各個階段，而無需記住許多細節。如果這些細節被捕獲為需求并追蹤到相應的能力，那么它們將不會丟失。

能力和需求之間有一個關鍵的區別：需求來自不同的來源，由不同的利益相關者贊助，通常在不同的抽象級別捕獲。相反，能力應始終代表系統或企業的一致和統一視圖。

在它們被捕獲和分解之后，必須分析能力。 一種類型的分析是確定能力之間的依賴關系。 即使兩個能力可以屬于系統的兩個不同區域，但一個可以依賴于另一個，如下圖6所示。依賴關系的性質也可能不同。由于業務流程、操作順序或數據傳遞，一種能力在功能上可能依賴于另一種能力。

圖6：能力依賴關系示例

另一方面， 一種能力可以是使用系統現有功能的另一種能力的擴展。 這些能力應該按照適當的順序開發，如下圖7所示。依賴關系捕獲模型中的這些基本信息，并確保將其交付到系統開發生命周期的下一階段。

圖7：用于捕獲開發依賴的能力依賴關系示例

能力本身不足以理解系統或企業將如何運作。必須通過解釋系統展示這些能力時的行為來增強描述。即使停留在高抽象級別，也需要在該級別分析系統或企業的行為。系統建模語言（SysML）活動圖是一種以流程形式捕獲行為的方法。用于關聯能力和活動的關系被細化，如下圖8所示。

圖8：能力與活動之間的關系示例

作為能力分析的一部分，架構師通常開始考慮系統或模塊的一部分來執行分析中的能力，以及用戶和人類在與系統交互或作為組織的一部分時將扮演的角色。這里，活動和塊SysML元素可能會有所幫助，如下圖9所示。

圖9：執行者、角色和過程的能力示例

當企業架構師完成能力的分解和分析時，下一個邏輯步驟是為能力開發和發布創建路線圖，包括能力的階段化。為此，SysML不提供任何專用工具。模型捕獲的所有關系以及標準分析將幫助架構師找到交付能力和定義路線圖的關鍵路徑，如下圖10中的示例所示。

圖10：路線圖分析示例

觀察結果和結論

SysML在支持組織和組合架構方面存在一些不足，可以通過架構框架加以克服：

• SysML默認不支持能力。
• 架構師需要創建額外的原型和強制機制來適應能力。
• SysML不支持為能力創建路線圖，包括隨時間進行規劃。

理論上，經驗豐富的企業架構師可以創建一個定制的元模型，以在某種程度上實現標準架構框架之一，例如開放式集團架構框架（TOGAF）或國防部架構框架（DoDAF）/統一架構框架（UAF），只使用SysML。 然而，這樣做會很耗時，而且幾乎不會產生有用的結果。 如果沒有難以創建的復雜模型驗證規則，這樣的元模型將是復雜的，難以實現和遵循，也難以實施。更好的選擇是查看現有的SysML擴展，這些擴展實現了所選擇的架構框架。MBSE/SysML建模環境的所有主要提供商都支持最流行的架構框架。

使用MBSE的建模功能解決了構建系統體系的幾個關鍵方面。能力建模通過抽象系統的特定特性，幫助系統工程師管理需求的復雜性和數量。這種抽象級別也有助于利益相關者之間的溝通，并有助于創建項目路線圖。通過幫助產生分析和理解良好的能力，建模支持創建更好的系統和企業架構。MBSE實踐支持能力對需求的可追溯性，以及能力對操作和邏輯架構（從解決方案架構過渡到解決方案架構）的可追溯。增強的可追溯性提高了系統的質量，并確保了系統將按照要求構建的信心。

From：Modeling Capabilities with Model-Based Systems Engineering (MBSE) (cmu.edu)