Capella綜述

基于Capella的MBSE解決方案是由Thales于2005年至2010年開發的，是Thales商業領域中所有產品研制不斷迭代過程的產出，Thales在國防復雜產品領域進行了多年的成功實踐，具有很強的工程實際復合性。

相較于其他MBSE設計工具而言，Capella具備了諸多特色和亮點，具體體現于下列十一個方面：

• 清晰合理的界面布局，簡潔明了的操作方式；
• 提供建模方法論向導，為工程師建模提供導引；
• 基于預定義規則進行模型檢查，并提供模型問題的快速修復向導；
• 模型刪除影響分析及預覽，查看被刪除對象及受影響對象；
• 通過不同的圖形顏色，直觀區分不同類型的模型元素；
• 自動評估并調整模型元素之間的接口；
• 提供過濾器，隱藏圖中不需要顯示的內容，提高模型的可讀性；
• 把具有代表性的模型作為樣板，其他模型或項目中便可直接引用；
• 在總體與分系統之間，自動并迭代的進行轉換，分系統中的模型從總體模型中轉換生成；
• 模型具備多個視點的屬性，對不同的關注點進行獨立分析；
• 模型輸出為通用HTML格式，方便不同用戶閱讀查看。

對于上述特色，通過以下章節一一展開介紹。

Capella界面介紹

Capella軟件中主界面包含了項目瀏覽器、建模窗口和語義瀏覽器、屬性窗口、工具欄等。

圖1. Capella主界面介紹

• 項目瀏覽器中顯示了該項目文件中的模型數據，它通過運行分析、系統分析、邏輯架構、物理架構、EPBS等各個階段以樹狀層級結構展示所包含的內容；
• 建模窗口負責模型的創建和更改，是建模師主要操作的區域；
• 語義瀏覽器中用戶可以一目了然地獲取元素本身及與該元素相關聯的上下游的元素信息。顯示的信息分為三大塊：
  ▼　中間窗口：對于當前選中的元素，會顯示出元素的名稱、其所屬的父/子級元素名稱、當前選中元素所在的視圖/追溯矩陣的名稱等。
  ▼　左側窗口：顯示選中元素所在的上層組件名稱，追溯的上一階段模型元素，當前元素中所包含的輸入端口名稱、輸入信息名稱和輸入連接的功能名稱等。
  ▼　右側窗口顯示出當前元素中所包含的輸出端口名稱、輸出信息名稱和輸出連接的功能名稱等。
• 屬性窗口顯示了選中元素的名稱、概略、管理等詳細參數，用戶可以從中直接查看及修改；
• 工具欄在界面的右側，建模師可以直接在主界面中選擇需要的模型元素進行使用，不同的功能也進行了分類，方便用戶查找。

方法論導向

Capella使用的是Arcadia的方法論，因此在Capella工具中，用戶可以通過活動瀏覽器進入清晰的項目向導界面，快速進入運行分析、系統分析、邏輯架構、物理架構設計階段。

每個設計階段又包含了各式各樣的建模視圖，按照建模目的和過程進行羅列，實現各種不同功能，如功能分解圖、功能鏈路圖、功能數據流圖、場景圖、架構圖等。

圖2. 方法論導向介紹

在系統分析階段及后續階段，使用繼承功能可選擇性地繼承前一階段的模型元素（能力、功能、組件等），所繼承的元素作為下一階段的輸入可獨立修改，不影響原先的模型元素。

模型檢查

模型檢查功能提供用戶對已經創建的模型進行合規性檢驗，檢驗的內容包含了模型的集成性、設計性、完整性、可追溯性等。

圖3. 模型檢查選項表

檢查結果可在信息瀏覽器中查閱，這些信息輔助建模師對模型及其連接關系修改。工具自帶的修復工具也可對簡單的錯誤自動修復。

圖4. 模型檢查結果樣例

刪除預覽

刪除預覽提供了被刪除對象所涉及的上下級關系，它以模型結構樹的形式展現。紅色部分為被刪除元素，用戶直觀地可以看到哪些元素被徹底刪除了，且刪除后影響了哪些對象。

圖5. 模型刪除確認界面

語義與模型顏色映射

一張視圖中的模型元素包含不同類型（功能、組件或接口等），Capella通過不同的顏色以示區分。建模師在創建模型時可以避免使用錯誤的元素，同時也增加了模型可讀性，用戶可以很容易區分出元素屬于什么類型。

圖6. 不同模型顏色

• 綠色：功能、功能連接、功能鏈等元素
• 藍色：組件、施動者、組件交換信息等元素
• 紅色：接口及數據模型元素

圖7. 不同顏色的模型元素樣例

計算連接及自動調整

對于復雜的模型視圖，功能間交互多且復雜，連接線就會覆蓋視圖中的元素，降低視圖的可讀性。Capella軟件集成自動調整的功能，它可以讀取模型元素間的連接，加上適當的人工手動調整，視圖的可讀性明顯增強。

圖8. 自動調整連接線及布局

當用戶需要隱藏某個頂層功能中的子功能，而這些子功能又與其他外部功能存在數據交互時，Capella會把子功能的外部交互信息自動顯示到頂層功能上，自動調整相應的端口和連接線。連接信息可以保留在圖中，不會因為子功能的隱藏而消失。

圖9. 自動分配外部交互信息樣例

高級圖形管理

除布局以外，Capella還可以對視圖的元素進行細微地調整，諸如隱藏功能交換、隱藏無連接的端口等，能使用戶更關注于自己需要的部分。若用戶只需要對少數模型元素管理，顯示/隱藏圖中元素也具有類似功能。

圖10. 隱藏接口及功能交互信息

元素重用和庫

模型創建過程中，可能存在許多類似的模型。他們的結構一致，只是部分名稱不一樣。對于這種模型，通過Capella的重用元素集合（REC）便可輕松實現一對多副本（RPL）的使用。當REC發生變更時，對應的RPL也會變更，也減少了錯誤率。不同的項目也可使用已經創建的REC，這也可節約設計時間和精力。

圖11. 模型復用樣例

系統和子系統轉換

一個復雜的系統由許多子系統構成，Capella可以通過對子系統進行分發，從而一定程度上保證系統模型與子系統模型設計的一致性。

在物理架構模型中，選擇相關子系統，右鍵喚出菜單, 選擇"系統向分系統轉換" 執行操作，向子系統模型交付。另外，通過工具定制可以實現子系統模型向系統模型的合并。

圖12. 模型下發至子系統示例

視點

針對特定的屬性，例如重量參數，對模型進行參數約束，設計人員在設計過程中便可以通過模型參數獲取相關信息，判斷是否符合設計需求。當模型超出設計范圍時，軟件還支持高亮警示功能。

圖13. 重量視點樣例

HTML輸出

對于無法獲取Capella軟件的客戶或供應商，用戶可以通過Capella導出HTML格式文件。這種通用性文件的交流便可以避免由于軟件造成的信息壁壘，客戶及供應商可以讀取HTML文件進行溝通反饋。

圖14. 輸出HTML格式文件樣例

文章來源：適途科技