一种系统架构构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于系统工程领域，具体涉及一种系统架构构建方法。
【背景技术】
[0002] 系统构架，是对已确定的需求的技术实现构架、作好规划，运用成套、完整的工具， 在规划的步骤下去完成任务。
[0003] 现有技术中，一般采用系统工程的方法论及相关工具进行架构设计，比如采用UML 或SysML的可视化工具，从不同的角度去分析、描述系统，比如UML采用用例图从用户角度描 述系统功能，是用户所能观察到的系统功能的模型图。类图描述系统中类的静态结构。顺序 图表示对象之间的动态合作关系，强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交 互关系。状态图去说明系统的工作状态及切换逻辑，此外还有对象图、协作图、活动图、构件 图、部署图，SysML除了与UML-样的用例图、顺序图、活动图和状态图，还包括组成定义图、 内部结构图、需求图、参数图等。UML和SysML都是通过不同的模型图从多角度分析系统，首 先将系统看成黑盒，从外部关系入手，多维度的分析系统，最终将系统从黑盒转化为白盒， 进行正向设计，这种设计方法从系统边界、外部利益相关者、状态等角度分析系统，这种分 析比较全面，不容易遗漏需求，尤其是前期用户需求还不是很明确的时候，通过层层分析得 到系统架构，缺陷在于上手困难，需要专业培训才能进行，对于复杂系统的多人协同工作模 式，多人对于同一系统绘制了多个系统模型，即使定制了系统模型设计的标准，模型之间仍 存在匹配性差，对接困难、模型无法使用等问题。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供了一种系统架构构建方法，该方法应降低对设计 人员的依赖，尽量简单、直观、容易操作，同时该方法要适用于复杂系统的架构设计，综合考 虑系统设计中的多种因素，如现有成品的技术成熟度、成本、重量等因素，此外，该方法还应 具有一定的拓展性，如果设计不全面的地方，通过多层迭代，可以弥补，无须重复操作。该方 法还应涵盖系统架构设计的不同阶段，对于不同的物理方案，将备选架构构权衡分析后得 到一种对现有需求覆盖度最高的系统架构。
[0005] 本发明系统架构构建方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一、根据系统功能需求绘制系统的扩展功能流程图，即EFFBD图；
[0007] 步骤二、根据所述扩展功能流程图绘制具有功能间通讯关系的第一 N2图；
[0008] 步骤三、构建架构分配表，所述架构分配表包括多个架构方案，任一架构方案内选 购若干个物理设备，并将所述若干个物理设备分配给实现所述第一 N2图内的各功能需求， 对所述任一物理设备，判断实现上述对应的功能时的多个能够产生影响的外界因素，并将 影响程度添加到所述架构分配表中；
[0009] 步骤四、列举所述架构分配表中的各个物理设备在其实现对应的功能时应具有的 所有物理接口关系，并根据所述物理接口关系构建具有物理接口关系的第二N 2图；
[0010] 步骤五、找出所述第二N2图内不同架构方案下物理接口关系相似度达到阈值的多 个架构方案，在所述架构分配表中，找出多个构架方案下具有不同指标的同一种物理设备， 并构建该物理设备的蜘蛛图，所述蜘蛛图的各个起始于同一原点的线条分别表示所述多个 指标，所述指标为物理设备实现对应功能时，外界因素对其影响的程度；
[0011] 步骤六、根据所述蜘蛛图选出最优系统架构方案。
[0012] 优选的是，在所述步骤五中，所述阈值为80%~90%。
[0013] 在上述方案中优选的是，所述步骤五中，同一种物理设备包括能够实现相同功能 的设备。
[0014] 在上述方案中优选的是，在所示步骤五中，所述蜘蛛图的线条数量与所述架构分 配表中外界因素数量相同。
[0015] 在上述方案中优选的是，在所示步骤六中，所述选出最优系统架构方案包括将任 一构架方案下的多个指标值相连围成封闭图形，并比较多个构架方案的所述封闭图形的面 积，面积最小的为最优系统架构方案。
[0016] 该方法相较于UML或SysML的可视化模型，图形、表格较少，而且直观、易懂，易学， 该方法完善了架构设计的方法论，解决了系统架构设计影响因素庞杂，架构设计方案发散 的问题。
[0017]发明在国外EFFBD图和N2图的基础上，提出了一种新的图形一一架构分配图，该架 构分配图不仅将成本、重量、机载设备的成熟度等对架构有影响的因素考虑进去，而且该图 形具备扩展性，对架构设计有影响的因素均可通过定量或定性的方法纳入该图，为架构设 计提供了一种新的设计思路，避免架构设计中考虑因素不全的问题。
[0018] 该发明将N2图扩展了使用，不仅将N2图用在功能数据流的分析上，而且将N2图用在 物理设备的数据流分析上，扩展了 N2图的使用范围。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明系统架构构建方法的一优选实施例的飞机架构构建的EFFBD示意图。
[0020] 图2为图1所示实施例的N2图。
[0021] 图3为图1所示实施例的蜘蛛图。
[0022] 图4为本发明系统架构构建方法的另一优选实施例的接听电话的系统架构构建的 EFFBD示意图。
[0023]图5为图4所示实施例的蜘蛛图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类 似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用 于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下 面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0025]在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护 范围的限制。
[0026]该发明在国外EFFBD图和N2图的基础上，提出了一种新的图形一一架构分配图，该 架构分配图不仅将成本、重量、机载设备的成熟度等对架构有影响的因素考虑进去，而且该 图形具备扩展性，对架构设计有影响的因素均可通过定量或定性的方法纳入该图，为架构 设计提供了一种新的设计思路，避免架构设计中考虑因素不全的问题。
[0027]该发明将N2图扩展了使用，不仅将N2图用在功能数据流的分析上，而且将N 2图用在 物理设备的数据流分析上，扩展了 N2图的使用范围。
[0028]该发明提出了一种基于EFFBD图+N2图+架构分配图+蜘蛛图的架构设计方法，该方 法将系统的功能需求以层级化的形式进行展开，同时还展示了功能之间的顺序关系和数据 流，通过直观的图形展示了系统功能架构，并将功能架构转化为功能N 2图，根据N2图的绘制 结果，考虑设备的技术现状、成本、重要等因素，进行系统架构设计，架构设计后得到不同的 技术方案，通过物理设备