第一部分 基于模型的系统工程入门 3
第1章 开始建模 3
1.1 事故自动响应系统 3
1.2 OPM功能作为种子原理 4
1.3 识别系统功能 4
1.4 识别系统受益者 5
1.5 过程变换对象 5
小结 6
习题 6
第2章 文本描述和仿真推演 8
2.1 OPL——英语的一个子集 8
2.2 状态和推演 9
2.2.1 过程对对象的影响 9
2.2.2 从隐式影响到显式状态变化 10
2.2.3 状态命名 10
2.3 OPM模型的仿真推演 11
小结 11
习题 12
第3章 用链接联系事物 13
3.1 过程链接与结构链接 13
3.2 添加支持对象 13
3.2.1 添加主体和主体链接 14
3.2.2 添加手段和手段链接 14
3.3 添加结构链接 15
3.4 物理事物与信息事物 16
3.5 模型的事实和OPL段落 16
3.6 环境事物与系统事物 17
3.7 初始状态和终止状态 18
3.8 触发状态和事件链接 19
小结 19
习题 20
第4章 SysML——用例图、模块图、状态机图 21
4.1 SysML用例图 21
4.2 SysML模块和模块图 23
4.3 SysML状态机图 24
小结 25
习题 26
第5章 通过放大进行细化 27
5.1 测量事故严重程度 27
5.2 放大：在一个新OPD图中细化一个过程 27
5.3 OPD对象过程图树 28
5.4 OPM模型事实表示原理 29
5.5 事故严重程度属性及其测量 29
5.6 系统模拟：推演测试 30
小结 31
习题 31
第6章 系统的动态行为 32
6.1 在轻度毁伤时退出 32
6.2 信息创建和发送 33
6.3 过程执行顺序：OPM时间轴原理 33
6.4 救援来了 34
6.5 当前设计的执行线程 35
小结 35
习题 36
第7章 控制系统的行为 37
7.1 布尔对象作为分支条件 37
7.2 条件链接与手段链接 38
7.3 继承关系 39
7.4 放大到事故严重程度测量 40
7.5 参与约束 41
7.6 逻辑运算符：OR与XOR 41
7.7 事故严重程度测量过程的细化 41
7.8 事物的范围：信号作为临时对象 41
7.9 诊断如何完成 42
小结 43
习题 43
第8章 抽象和细化 45
8.1 放大——在新图中细化过程 45
8.2 放大后的信息处理过程 47
8.3 ACR系统结构视图 48
小结 49
习题 49
第二部分 OPM与SysML基础 55
第9章 概念建模——目的与背景 55
9.1 系统、模型和系统工程 55
9.1.1 科学与工程的异同点 55
9.1.2 概念建模和基于模型的系统工程 55
9.2 一种基础的系统工程OPM本体 56
9.2.1 何为对象存在和过程发生及一些启发性的Q＆A 57
9.2.2 对象—过程定理 57
9.2.3 对象—过程推论 58
9.2.4 对象—过程断言：OPM基础 58
9.2.5 为什么不止用一种事物？图形是否由节点和连接构成 58
9.2.6 OPM事物重要度原理 59
9.3 对象、状态、变换和过程的定义 59
9.4 系统及相关概念 60
9.4.1 默认的系统定义 62
9.4.2 参与者——利益相关方、受益者、客户、用户和供货商 63
9.4.3 系统资源：自然资源或人工资源 63
9.4.4 功能、结构和行为 63
9.4.5 结构-行为同步建模需求 64
9.4.6 系统架构 64
9.4.7 系统环境及事物联系 65
9.4.8 功能与行为 65
9.5 语言和建模 65
9.5.1 模型和建模 65
9.5.2 形式化模型与非形式化模型 66
9.5.3 复杂度管理 67
小结 67
习题 68
第10章 事物——对象与过程 69
10.1 面向对象与对象过程法 69
10.2 存在、事物和变换 69
10.2.1 对象细化 70
10.2.2 对象和人类记忆 70
10.3 对象标识 71
10.3.1 信息对象的标识 71
10.3.2 过程作为一个变换的隐喻 71
10.3.3 过程定义细化 71
10.3.4 变换对象的概念 72
10.3.5 因与果 72
10.4 语法和语义对比 73
10.4.1 对象和过程是否为名词和动词的语义类似物 73
10.4.2 语法语义对比分析句子 73
10.4.3 前置对象集 74
10.4.4 后置对象集 75
10.4.5 相关对象集 76
10.5 OPM过程链接独特性原理 76
10.6 过程的判定 79
10.6.1 变换对象标准 79
10.6.2 时变特性标准 79
10.6.3 动词关联标准 80
10.6.4 OPM模型的过程测试系统 80
10.7 OPM元素命名 80
10.7.1 首字母大写、加粗、短语和命名 81
10.7.2 OPM命名独特性原理 81
10.7.3 过程命名 82
10.8 事物的定义 82
10.9 OPM事物的性质 83
10.10 事物的临界情况 84
10.10.1 保持状态的过程 85
10.10.2 如何利用结构链接对状态保持过程建模 85
10.10.3 瞬态对象及其替代——激活链接 86
10.11 运算符、运算对象和变换 86
小结 87
习题 88
第11章 对象过程语言——文本描述 89
11.1 OPL——文本描述 89
11.2 OPL的两个目的 89
11.2.1 面向人类的OPL 89
11.2.2 面向机器的OPL 90
11.3 OPM图、文等价原理 90
11.4 OPM模型结构的元模型 90
11.5 OPL的保留短语和非保留短语 92
11.6 OPM双模式描述的动机 93
11.6.1 双通道假设 93
11.6.2 双模式描述的好处 94
11.6.3 吸引客户——社会方面 94
11.6.4 消除需求、设计之间的鸿沟 95
11.7 世界语——人类可读的自动生成文本 95
小结 95
习题 96
第12章 SysML——基础和视图 97
12.1 UML——统一建模语言 97
12.2 SysML的支柱 98
12.3 需求视图 99
12.4 模块和结构 99
12.5 活动图 100
12.5.1 活动中动作的展开 100
12.5.2 接收、发送和时间事件行动节点 102
12.6 序列图 102
12.7 需求图 104
12.8 参数图和约束属性块 106
12.9 SysML与OPM比较 108
12.9.1 过程作为“一等公民” 109
12.9.2 物理事物和信息事物 109
12.9.3 模型视图多样性与模型视图统一性 109
12.9.4 图形描述与图文结合描述 109
12.9.5 活动图与对象过程图 110
12.9.6 活动图中的控制流与对象过程图 111
12.9.7 需求图与OPM的需求描述 111
12.10 SysML与OPM的综合运用 112
小结 113
习题 113
第13章 系统动态特性 114
13.1 变换和影响 114
13.2 存在与变换 114
13.2.1 创建与消耗：对象状态变换的极端情况 114
13.2.2 状态变化还是特性变化 116
13.2.3 生物的变换 116
13.2.4 人工对象的变换 117
13.3 过程链接 118
13.3.1 变换与相应的过程链接 118
13.3.2 变换对象 118
13.4 变换链接 119
13.4.1 消耗和结果生成的时间 120
13.4.2 影响链接的演变 120
13.5 支持链接 121
13.5.1 主体——人类支持对象 121
13.5.2 手段——非人类支持对象 122
13.5.3 支持链接：主体和手段链接 122
13.5.4 支持对象与影响对象 123
13.6 前置和后置对象集 124
13.7 特定状态的过程链接 125
13.8 特定状态的支持链接 125
13.9 特定状态的变换链接 127
13.10 特定状态的影响链接 128
小结 131
习题 132
第14章 系统结构特性 135
14.1 结构关系 135
14.1.1 关注二元关系 135
14.1.2 正向和反向结构关系 136
14.1.3 结构链接与结构关系 137
14.1.4 结构标签和带标签的结构链接 137
14.1.5 带标签的双向结构链接 138
14.2 结构关系的对称性和传递性 139
14.2.1 结构关系的对称性 139
14.2.2 结构关系的传递性 140
14.2.3 空标签、空结构链接及其默认OPL短语 141
14.2.4 特定型号的空标签 142
14.3 结构关系作为状态保持过程 142
小结 143
习题 144
第15章 参与约束和分支 145
15.1 结构和过程参与约束 145
15.2 结构参与约束 145
15.2.1 参数化结构参与约束 146
15.2.2 范围参与约束 146
15.3 速记符和保留字 147
15.4 基数 148
15.4.1 四种常见的基数类 148
15.4.2 16种基数类 149
15.5 过程参与约束 149
15.5.1 参数化过程参与约束 150
15.5.2 支持对象和变换参与约束 150
15.6 结构关系的分配律 151
15.7 分支、柄和齿 152
15.8 齿事物集 154
15.8.1 分支度 154
15.8.2 分支完备性 155
15.8.3 分支有序性 156
15.8.4 齿事物集排序规则 157
小结 157
习题 158
第16章 基本结构关系 159
16.1 关系符号和参与者 159
16.2 关系命名和OPL语句 160
16.3 结构层次、传递性和用户自定义符号 160
小结 161
习题 161
第三部分 结构和行为 165
第17章 组成关系 165
17.1 基本概念 165
17.1.1 完形理论 165
17.1.2 整体论和涌现 165
17.1.3 分解的深度 166
17.1.4 用“consists of”（由……组成）而不是“has a”（有） 166
17.2 组成关系作为分支 166
17.3 语义Web实例 167
17.4 组成关系命名 169
17.5 UML和SysML中强组成关系与弱组成关系 169
17.6 表示部分的顺序 171
17.7 组成关系和带标签的结构关系 172
17.8 非完备的组成关系 173
17.9 参数化的部分约束——微语言 175
小结 176
习题 177
第18章 表征关系 178
18.1 事物和特征 178
18.2 属性和操作：两类特征 179
18.3 UML／SysML和OPM中特征的对比 180
18.4 OPM事物和特征命名的唯一性 181
18.5 四类表征关系 182
18.5.1 对象—属性组合 182
18.5.2 对象—操作组合 183
18.5.3 过程—属性组合 183
18.5.4 过程—操作组合 184
18.6 基本的结构层次 185
18.7 属性命名问题 186
18.8 特征和链接的属性 187
18.8.1 显式度 187
18.8.2 模式 187
18.8.3 模糊度——定量属性的属性 188
18.8.4 涌现性 188
18.8.5 链接同质性属性 188
小结 189
习题 189
第19章 状态与取值 190
19.1 状态定义 190
19.1.1 状态示例 190
19.1.2 初始状态、终止状态和默认状态 190
19.2 状态隐藏和显示 191
19.3 取值：状态的数值化 192
19.4 状态转移：当过程起作用 193
19.5 路径标签和触发器 195
19.6 大脑“自组织临界”模型 197
19.7 特定状态的结构链接定义 198
19.8 复合状态与状态空间 201
19.8.1 OPL中的多重条件分句 202
19.8.2 使用过程确定复合状态 202
小结 203
习题 203
第20章 继承关系与实例关系 204
20.1 继承与实例化：简介 204
20.2 继承 206
20.2.1 从候选特殊事物创建一般事物 207
20.2.2 特征的继承 207
20.2.3 结构关系的继承 208
20.2.4 状态和链接继承 208
20.3 通过辨别属性来特殊化 209
20.4 特定状态的表征链接 210
20.5 类型—实例 211
20.5.1 类型与实例 211
20.5.2 实例化与特殊化 212
20.6 实例的相对性 212
20.7 约束属性值 213
20.8 过程实例 214
小结 215
习题 216
第21章 复杂性管理——细化与抽象 217
21.1 复杂性管理的需求 217
21.2 模型复杂度声明 218
21.3 基于侧面与基于细节分解 218
21.4 完备性和简明性的权衡 219
21.5 状态显示和状态隐藏 220
21.6 展开和折叠 221
21.7 图内展开和新图展开 222
21.8 端口折叠 222
21.9 放大和缩小 223
21.9.1 图内放大和新图放大 224
21.9.2 对象的放大和缩小 224
21.10 同步与异步过程细分 225
21.11 放大和展开的对等 226
21.12 系统框图和最终对象过程图 227
21.13 OPD对象树和对象林 229
21.14 缩小 230
21.15 简化一个OPD 231
21.16 考虑过程链接优先级的抽象 233
21.16.1 变换链接间的优先级 233
21.16.2 变换链接和支持链接间的优先级 234
21.16.3 同类非控制链接和控制链接之间的优先级 234
21.16.4 过程链接优先级的总结 235
21.17 放大时的链接迁移 235
21.18 视图创建：第四类细分机制 235
21.19 自中间向两头作为架构设计的常见做法 236
21.19.1 OPM能够满足方法混合使用的需要 236
21.19.2 何时需要创建一个新的OPD 236
21.20 OPM系统模型中的导航 237
21.20.1 OPM图的标号和树边的标号 237
21.20.2 整体系统的OPL规范 237
小结 238
习题 239
第22章 OPM操作语义和控制链接 241
22.1 事件—条件一动作控制机制 241
22.2 前置条件、过程前置对象集和后置对象集 242
22.3 控制链接的种类 242
22.4 事件链接 242
22.4.1 通过事件链接激活非首子过程 243
22.4.2 支持事件链接和变换事件链接 243
22.4.3 特定状态的支持和变换事件链接 244
22.4.4 激活链接 245
22.5 条件链接 246
22.5.1 跳过语义优先于等待语义 246
22.5.2 条件变换链接 247
22.5.3 条件支持链接 248
22.5.4 特定状态的条件变换链接 248
22.5.5 特定状态的条件支持链接 249
22.6 异常链接 250
22.6.1 过程的持续时间及其分布 250
22.6.2 超时异常链接 251
22.6.3 欠时异常链接 251
22.7 变换率 253
22.8 基于OPM的运算 253
22.9 集合和反复 255
22.10 放大过程语境中的操作语义 255
22.10.1 隐性激活链接 256
22.10.2 隐性平行激活链接集 257
22.10.3 跨过程语境的链接分配率 258
22.10.4 分离的特定状态的链接对 260
22.11 相关对象集实例变换 261
22.12 UML的对象约束语言 261
小结 262
习题 263
第23章 逻辑算子与概率 264
23.1 逻辑“与”的过程链接 264
23.2 逻辑“非” 265
23.3 逻辑“异或”与“或”链接符 266
23.3.1 逻辑“异或”运算符 267
23.3.2 逻辑“或”运算符 267
23.4 分散和汇聚“异或”和“或”链接 268
23.5 “异或”组合和“或”组合 271
23.5.1 组合型“异或” 271
23.5.2 组合“或” 272
23.6 逻辑“异或”与“或”：特定状态的链接扇形 272
23.6.1 控制修饰链接扇形 273
23.6.2 特定状态的控制修饰链接扇形 273
23.7 多控制链接的“或”语义 274
23.8 链接概率和概率链接扇形 275
小结 277
习题 278
第24章 ISO 19450标准概述 279
24.1 The ISO 19450介绍 279
24.2 ISO 19450术语、定义和符号 280
24.3 OPM原理和概念 281
24.4 ISO 19450的4个附件 283
24.4.1 附录A“规范：基于EBNF形式的OPL规范语法” 283
24.4.2 附录B“提示：OPM指南” 284
24.4.3 附录C“提示：运用OPM的OPM建模” 284
24.4.4 附录D“信息：OPM的动态性和仿真性” 286
附：OPM原理一览 287
参考文献 289