链构生态圈：华望M-EcoLink开启模型转换与兼容之旅

特色功能｜M-EcoLink导入CSM模型

◆ 自动化处理大量数据

◆ 确保数据处理的准确性和一致性

◆ 适用于各种类型数据的处理需求

◆ 支持关键与核心部门的开发工作

特色功能｜Rhapsody转换引擎

◆ 模式一：精准转换，无缝对接

◆ 模式二：直接转换，高效导入

前言

随着工业产品与装备系统复杂度的不断提升，基于模型的系统工程（MBSE）技术在很大程度上解决了以往基于文档的设计开发模式存在的诸多弊端，显著提高了研发的效率和质量，但在实际应用中仍存在一些痛点。例如：

◆ 多数MBSE产品的功能无法满足轻量化设计的需求，导致安装和调试难度大，用户体验不佳。

◆ MBSE技术的应用有较高的技术门槛，使得推广和应用存在一定的难度。

◆ 部分MBSE工具在打通开发上下游环节方面存在障碍，影响整体的协作效率。

◆ MBSE模型的管理需要专业的系统工程师来维护和更新。

因此，基于MBSE理论的软件工具需要进一步向生态系统进行转变，通过制定统一的标准和规范，加强上下游环节的协同，使生态架构能够超越单体或系统的限制以构建更广阔的数字世界，从而推动MBSE理论研究与产品开发的更新变革。

为了有效解决上述MBSE工具存在的应用堵点，华望系统科技推出了一款功能全面的、支持与生态内其它产品之间进行模型交换、联合仿真的工具链集成生态环境M-EcoLink。

作为华望M-Design产品体系中的核心组成部分之一，M-EcoLink除了可对接Cameo Systems Modeler(CSM)和IBM Engineering Rhapsody两大最具代表性的建模软件之外，还支持与其它产品之间开展模型交换与联合仿真。

01 工具链集成生态环境M-EcoLink

M-EcoLink目前完全支持基于UML 2.5的XMI规范文件的模型交换，也可以做到SysML文件与物理仿真语言Modelica文件之间的双向转换和映射，确保逻辑验证和物理验证之间的无缝衔接。在工具层面支持与Modelica仿真软件之间开展仿真状态和指标数据的实时互通与展示，有效支撑用户在逻辑设计和物理设计的协同联合。

M-Design系统的架构设计中包含结构和流程两个关键组成部分，系统由Node-Server和M-Link-Client两大核心组件构成，其中M-Link-Client内部集成了EcoLink工具。这些组件共同构成Model-Service模块，它是系统架构的基石。Model-Service模块进一步被整合至CsmImport，而后者是Mbsp框架的一部分。通过这样的层次化设计，所有模块和组件最终融合成一个高效的MOF模块，确保系统的统一性和功能的全面性。

02 M-EcoLink应用示范

以CSM和Rhapsody模型为例，详细阐述M-EcoLink工具在模型转换中的应用。

图1  M-EcoLink架构说明示意图

CSM转换引擎

M-EcoLink及其导入CSM的能力是M-Design系统的核心优势之一，能够快速完成存量项目的迁移和转换，减少M-Design的应用成本。M-EcoLink及其CSM导出可提供一套元模型数据的格式标准，这对于模型数据的存储和传输有重要意义；同时以模型生成命令的形式直接调用mof插入数据库。

CSM转换流程是任务团队启动设计和建模工作的关键节点，设计人员在此阶段精心构思并创建模型，这些模型随后可被无缝导入到M-Design软件中。M-EcoLink工具接管模型的转换和解析，确保模型的准确性和完整性。经过转换的模型不仅能够在MOF中得到妥善存储，还能与元模型进行精确映射，从而确保模型的高质量转换和存储，实现数据的高效管理和利用。

图2  CSM转换引擎示意图

以下两幅图展示了CSM模型与M-Design模型的详细对比，两者之间的模型映射实现了精确的对应关系。M-Design平台转换CSM模型有以下优点：

◆ 高效性：自动化处理大量数据，节省时间和人力成本

◆ 精确性：减少人为错误，确保数据处理的准确性和一致性

◆ 灵活性：适用于各种类型数据的处理需求

◆ 可靠性：支持关键与核心部门的开发工作，符合严格的行业标准

图3 CSM模型的界面图

图4 M-Design模型的界面图

Rhapsody转换引擎

首先，通过解压和分析图形对象的尺寸、关联模型和组件细节等信息来构建一个全面的ID信息映射集，它是存储和解析对象的关键，是后续查询和处理映射关系的基础。其次，通过解析实例的信息和文档，递归式追踪模型间的联系，将映射后的信息转化为UML模型，从而生成具体的实例。   

M-EcoLink在模型导入环节展现出了高度的灵活性，能够接收特定格式的XML模型文档。依托于Rhapsody模型与UML模型之间的映射关系，M-EcoLink能够将模型实例数据转换成Rhapsody的ModelElement数据，并且将图形数据转换成图形结构数据。该流程不仅可提高数据转换的效率，还能确保模型数据的准确性和一致性。以下展示两种不同的转换模式：

◆ 模式一：精准转换，无缝对接

通过深入挖掘并解析工程的结构和模型信息，将精心设计的XMI文件和信息文件无缝导入M-design平台。将Rhapsody文件中的图形信息转化为可识别的图形结构，进一步丰富M-design的内涵，为数据的迁移提供一种全面而细致的解决方案。

图5 模式一转换方式的示意图

◆ 模式二：直接转换，高效导入

M-EcoLink直接从Rhapsody文件中提取结构和模型信息以及图形信息，直接将数据导入M-Design平台。该方式不仅能简化流程，还可提高数据导入的效率。M-Design将Rhapsody文件中的图形信息进行解析并转换成可识别的图形结构，确保图形数据的完整性和可用性，是一条快速可靠的数据转换与导入途径。

图6 模式二转换方式的示意图

以下两幅图展示了Rhapsody模型构建与M-Design模型构建的详细对比，两者之间的映射实现了精确的对应关系。Rhapsody文件中的所有图形信息不仅在转换过程中没有丢失任何的细节，还被成功转换成可识别的图形结构。M-EcoLink工具这种精准映射的功能高效率地支持了模型之间的相互转换。

图7 Rahpsody模型的界面图

图8  M-Design模型的界面图

03 AI赋能MBSE生态的建设

M-EcoLink与人工智能技术的集成可为业务系统的建模提供全方位的支持。在需求分析阶段，AI技术能够识别遗漏的信息并推送缺失的关键信息，同时完成业务系统模型库中类似设计的智能匹配，方便用户进行决策分析。在架构设计阶段，AI技术支持产品模型的快速检索与评估，在优化设计方案的同时，生成多个架构方案以辅助设计人员进行权衡筛选。此外，对于仿真验证中不合格的指标，AI技术能够从历史方案库中提取满足需求的过往方案以指导设计的迭代和优化，从而提升模型解析的全面性和设计效率。

图9  集成化建模平台与其他MBSE生态工具对接的示意图

结语

在大型项目和复杂产品的开发过程中，降低设计成本、提高流程效率和避免系统风险需要由专业的工具来对数据进行有效地管理。然而，由于系统的复杂性及领域的专业化，数据之间的精准传递和协作共享往往很难实现。华望M-EcoLink工具的诞生很好地解决了上述困难。采用M-EcoLink工具并结合XMI元数据标准，用户可以在XML中有效地进行建模操作，从而实现XMI在不同工具间的对象交换。华望后续将从产品全生命周期数据管理的角度出发，进一步提升和完善M-EcoLink工具的能力，开发其在MBSE产品生态圈中的更多可能性。