Seminar Eclipse Papyrus Intensivseminar – SysML, MBSE, Echtzeit und Robotik

Das fünftägige Intensivseminar verbindet SysML-basierte Systementwicklung mit Architekturviewpoints, Echtzeitmodellierung und Robotik. Anforderungen, Struktur, Schnittstellen, Verhalten, Parametrik, Verifikation, MARTE-Annotationen und RobMoSys-orientierte Komponenten werden in einem durchgängigen Systemmodell zusammengeführt.

Inhaltsverzeichnis

• Lernziele und fachliche Einordnung
• Schrittweise Seminarinhalte
• Praxisübungen und Laborszenarien
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Didaktik und Arbeitsweise

Lernziele

• Einen pragmatischen MBSE-Prozess und eine skalierbare SysML-Modellstruktur aufbauen.
• Anforderungen, Architektur, Verhalten, Schnittstellen und Verifikation durchgängig verknüpfen.
• Parametrik und Trade-offs für technische Entscheidungen modellieren.
• Architekturviewpoints und MARTE-Modelle für Echtzeit- und Ressourcenbelange anwenden.
• Robotikkomponenten, Services, Deployment und Varianten in ein Systemmodell integrieren.

Schrittweise Seminarinhalte

1. MBSE-Zielbild und Systemkontext

Schwerpunkt: Stakeholder, Concerns, Systemgrenze, Lebenszyklus, Modellzweck, Packages und Freigaben.

1. Fragestellung, Systemgrenze und Entscheidungskriterien für den Themenblock „MBSE-Zielbild und Systemkontext“ festlegen.
2. Folgende Größen, Rollen, Elemente und Annahmen werden strukturiert: Stakeholder, Concerns, Systemgrenze, Lebenszyklus, Modellzweck, Packages und Freigaben.
3. Das Analyse- oder Entscheidungsmodell in Papyrus schrittweise aufbauen und mit prüfbaren Daten versehen.
4. Alternativen, Randbedingungen, Lücken und widersprüchliche Annahmen mit definierten Szenarien untersuchen.
5. Als Arbeitsergebnis ein abgestimmtes MBSE- und Systemkontextmodell dokumentieren und als nachvollziehbare Entscheidungsbasis freigeben.

2. SysML-Anforderungen und Tabellen

Schwerpunkt: Anforderungstypen, IDs, Requirement Diagrams, Tables, Status, Beziehungen und Baselines.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „SysML-Anforderungen und Tabellen“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: Anforderungstypen, IDs, Requirement Diagrams, Tables, Status, Beziehungen und Baselines.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis ein strukturiertes Anforderungsmodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

3. Traceability und Verifikation

Schwerpunkt: deriveReqt, refine, satisfy, verify, trace, Test Cases, Abdeckung und Änderungsanalyse.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „Traceability und Verifikation“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: deriveReqt, refine, satisfy, verify, trace, Test Cases, Abdeckung und Änderungsanalyse.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis eine durchgängige Anforderung-Verifikation-Kette dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

4. Blockarchitektur und Bibliotheken

Schwerpunkt: BDD, Blocks, Value Types, Generalisierung, Komposition, Multiplizität und Wiederverwendung.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „Blockarchitektur und Bibliotheken“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: BDD, Blocks, Value Types, Generalisierung, Komposition, Multiplizität und Wiederverwendung.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis eine skalierbare Systemtyp- und Blockstruktur dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

5. Interne Strukturen und Schnittstellen

Schwerpunkt: IBD, Parts, Ports, Connectoren, Interfaces, Flow Properties und Item Flows.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „Interne Strukturen und Schnittstellen“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: IBD, Parts, Ports, Connectoren, Interfaces, Flow Properties und Item Flows.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis ein konsistentes Schnittstellen- und Kompositionsmodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

6. Funktionen, Verhalten und Allokationen

Schwerpunkt: Aktivitäten, Zustände, Funktionen, logische Elemente, physische Ressourcen und Allokationstabellen.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „Funktionen, Verhalten und Allokationen“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: Aktivitäten, Zustände, Funktionen, logische Elemente, physische Ressourcen und Allokationstabellen.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis eine nachvollziehbare Funktions- und Ressourcenallokation dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

7. Parametrik und Analysemodelle

Schwerpunkt: Value Types, Units, Constraint Blocks, Parametric Diagrams, Bindings und Analyseübergabe.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „Parametrik und Analysemodelle“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: Value Types, Units, Constraint Blocks, Parametric Diagrams, Bindings und Analyseübergabe.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis ein vollständig gebundenes Parametrikmodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

8. Trade-offs und Verifikationsentscheidungen

Schwerpunkt: Szenarien, Varianten, Kriterien, Gewichtungen, Sensitivität, Messergebnisse und Freigabe.

1. Fragestellung, Systemgrenze und Entscheidungskriterien für den Themenblock „Trade-offs und Verifikationsentscheidungen“ festlegen.
2. Folgende Größen, Rollen, Elemente und Annahmen werden strukturiert: Szenarien, Varianten, Kriterien, Gewichtungen, Sensitivität, Messergebnisse und Freigabe.
3. Das Analyse- oder Entscheidungsmodell in Papyrus schrittweise aufbauen und mit prüfbaren Daten versehen.
4. Alternativen, Randbedingungen, Lücken und widersprüchliche Annahmen mit definierten Szenarien untersuchen.
5. Als Arbeitsergebnis eine nachvollziehbare Trade-off- und Verifikationsbewertung dokumentieren und als nachvollziehbare Entscheidungsbasis freigeben.

9. ISO/IEC 42010 und Viewpoints

Schwerpunkt: Stakeholder, Concerns, Architekturkontexte, Viewpoints, Views und rollenbezogene Repräsentationen.

1. Voraussetzungen, Zielzustand und Abnahmekriterien für den Themenblock „ISO/IEC 42010 und Viewpoints“ erfassen.
2. Folgende Konfigurationsobjekte, Rollen und Abhängigkeiten werden strukturiert: Stakeholder, Concerns, Architekturkontexte, Viewpoints, Views und rollenbezogene Repräsentationen.
3. Die erforderlichen Einstellungen in der Laborumgebung schrittweise umsetzen und nachvollziehbar dokumentieren.
4. Funktion, Berechtigungen, Darstellung und Fehlerverhalten mit definierten Positiv- und Negativfällen prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen abgestimmten Architekturrahmen fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Standard überführen.

10. MARTE für Zeit und Ressourcen

Schwerpunkt: NFPs, Einheiten, Zeit, Nebenläufigkeit, Plattformressourcen, Allokation und Analyseparameter.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „MARTE für Zeit und Ressourcen“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: NFPs, Einheiten, Zeit, Nebenläufigkeit, Plattformressourcen, Allokation und Analyseparameter.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis ein analysebereites Echtzeit- und Ressourcenmodell dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

11. Robotikkomponenten und RobMoSys

Schwerpunkt: Komponenten, Services, Ports, Daten, Verhalten, Systemkomposition und Verträge.

1. Modellierungsziel, Abgrenzung und Qualitätskriterien für den Themenblock „Robotikkomponenten und RobMoSys“ festlegen.
2. Folgende Modellelemente, Beziehungen und Regeln werden strukturiert: Komponenten, Services, Ports, Daten, Verhalten, Systemkomposition und Verträge.
3. Das Modell in Papyrus schrittweise anlegen, verknüpfen und in geeigneten Repräsentationen darstellen.
4. Semantik, Konsistenz, Vollständigkeit, Lesbarkeit und Fehlerfälle mit definierten Prüfschritten kontrollieren.
5. Als Arbeitsergebnis eine konsistente Robotikkomponentenarchitektur dokumentieren, fachlich abnehmen und in einen wiederholbaren Modellierungsstandard überführen.

12. Deployment, Varianten und End-to-End-Review

Schwerpunkt: Plattformzuordnung, Konfigurationen, Wiederverwendung, Validierung, Modellqualität und Projektübergabe.

1. Serviceziele, Verantwortlichkeiten und Kontrollpunkte für den Themenblock „Deployment, Varianten und End-to-End-Review“ definieren.
2. Folgende Betriebsobjekte und Abhängigkeiten werden erfasst und priorisiert: Plattformzuordnung, Konfigurationen, Wiederverwendung, Validierung, Modellqualität und Projektübergabe.
3. Kontrollen, Runbooks oder Betriebsabläufe in der Laborumgebung beziehungsweise am Prozessmodell umsetzen.
4. Regelbetrieb, Störung, Wiederanlauf und Nachkontrolle mit festgelegten Szenarien prüfen.
5. Als Arbeitsergebnis einen freigegebenen integrierten Systemmodellstand freigeben und in einen wiederholbaren Arbeits- oder Betriebsstandard übernehmen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Aufbau eines SysML-Systemkontexts mit Anforderungsmodell und Traceability.
• Erstellung einer Block- und Schnittstellenarchitektur mit Allokationen.
• Modellierung eines Parametrik- und Trade-off-Falls.
• Definition eines ISO-42010-Viewpoints für eine Stakeholderrolle.
• Ergänzung von MARTE-Zeit- und Ressourcenparametern.
• Modellierung einer RobMoSys-orientierten Robotikkomposition mit Deployment.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Systems Engineering, MBSE, Systemarchitektur, Embedded- und Echtzeitentwicklung, Robotik, Verifikation und technische Projektleitung.

Voraussetzungen: Gute Grundlagen in Systementwicklung, UML oder SysML sowie Verständnis technischer Architekturen und Schnittstellen.

Didaktik und Arbeitsweise

Der Intensivpfad kombiniert kompakte Fachimpulse mit umfangreichen Modellierungs-, Integrations- und Betriebsübungen. Jeder Themenblock liefert ein prüfbares Artefakt, das in das gemeinsame Abschlussmodell und das zugehörige Runbook eingeht.