Benutzeroberfläche

Wenn ein Capella-Projekt erstellt wird, wird dem Benutzer die grafische Capella-Arbeitsoberfläche (Workbench-GUI) präsentiert. Es enthält verschiedene Bereiche:

• Der Bereich „Methodischer Browser“ zeigt dem Benutzer gemäß den Konzepten der Arcadia-Methode die verschiedenen Konstruktionsphasen für die Architekturmodellierung; ebenso die Verknüpfungen zur Erstellung neuer Diagramme innerhalb der gegebenen Konstruktionsphase; diese Ansicht erleichtert auch den „Übergang“ zwischen Engineering-Phasen, um Verbindungen zwischen Phasen und zugehörigen Elementen herzustellen;
• Der Bereich „semantischer Browser“ bietet Werkzeuge zum Navigieren im Modell: Für jedes ausgewählte Element im Bereich „Projekt“ oder in einem Diagramm präsentiert der Bereich „semantischer Browser“ dem Benutzer alle Referenzen für dieses Element, d. h. seine Kapazität oder Referenzbeziehungen und alle Diagramme, an denen das Element beteiligt ist;
• Der Bereich „Projekt“ ist eine traditionellere Ansicht; es stellt die Baumstruktur des Capella-Modells dar und enthält alle vom Benutzer erstellten semantischen Elemente und Diagramme;
• Der „Diagramm“-Bereich stellt eine grafische Ansicht eines Auszugs des Modells dar und erlaubt dem Benutzer, das Modell zu bearbeiten. Der Benutzer kann Elemente erstellen, ändern oder löschen und auch die Organisation oder das Aussehen von Elementen im Diagramm ändern;
• Der Bereich „Eigenschaften“ zeigt alle Eigenschaften eines ausgewählten Elements im Modell oder in einem Diagramm an.

Funktionseigenschaften

Capella unterstützt und automatisiert gemäß des Systems Engineering Book of Knowledge (SEBoK) des Internationalen Rates für Systems Engineering (INCOSE) und den Empfehlungen der deutschen INCOSE Sektion folgende Schritte im modell-basierten System-Entwicklungsprozess:

• Import und Synchronisierung von Anforderungen aus Requirements Management Werkzeugen wie Rational DOORS, Rational RequisitePro, Borland Caliber oder auch aus Office Dokumenten
• Erstellung von grafischen Modellen und Diagrammen unter Verwendung von standardisierten Notationen (UML, SysML, TOGAF, DoDAF, MODAF en:UPDM) oder einer eigenen Domänen-spezifischen Sprache (DSL)
• Verknüpfung von Modellelementen mit (operativen) Anforderungen für Rückverfolgbarkeit und für Auswirkungsanalyse
• Modellierung von funktionalen Ketten in der Architektur
• Grafische Validierung des Verhaltens auf Basis von Sequenzdiagrammen und Zustandsautomaten durch funktionale Szenarios
• Reverse Engineering und grafisches Refactoring für bestehende HW- und SW-Systembausteine durch deren Nach-Modellierung
• Verknüpfung mit Werkzeugen zur Generierung von Simulationscodes, z. B. „Capella-MBSE-Connector“ zu „AnSys ModelCenter“
• Optionale Testarchitektur- und Testfallerstellung sowie Verknüpfung mit Werkzeugen für die automatische Testdurchführung
• Optionale Anbindung an Test- und Qualitätsmanagement-Werkzeuge, um ein externes Testmanagement zu ermöglichen
• Anbindung an Produkt-Lebenszyklus-Management-Werkzeuge für das Versionierungs- und Change-Management wie die von Siemens Digital Industries Software, Dassault Systèmes oder PTC
• Eigenes modellbasiertes diff-Merge Werkzeug mit Merge Funktion zur Einbindung in Versionierungswerkzeuge
• Teamkollaboration mit dem Add-on „Team-for-Capella“
• Template-gesteuerte Reportgenerierung mit „Publication-for-Capella“
• Austausch von Modellen und Teilmodellen mit anderen SysML-Modellierungswerkzeugen über das Add-On „SysML-Bridge-for-Capella“
• Python-basierte Datenextraktion mit py-capellambse oder „Python4Capella“

Operationelle Anforderungen und Fähigkeiten

Fähigkeitsdiagramme stehen in allen Arcadia-Entwicklungsphasen zur Verfügung, sind aber besonders nützlich bei der operationellen Analyse und der Systembedarfsanalyse. Fähigkeiten sind etwas Ähnliches wie UML-Anwendungsfälle. Sie werden durch Datenflüsse, Funktionsketten und Sequenzdiagramme dargestellt.

Operationelle Architektur

Diagramme der operativen Architektur werden in der operationellen Analyse verwendet. Es erfasst die Zuordnung von operativen Aktivitäten zu operativen Entitäten. Operative Prozesse können als hervorgehobene Pfade dargestellt werden.

Architektur Diagramme

Architekturdiagramme werden in allen Entwicklungsphasen von Arcadia verwendet. Ihr Hauptziel ist es, die Zuordnung von Funktionen zu Komponenten darzustellen. Funktionsketten können als hervorgehobene Pfade dargestellt werden. In der Systembedarfsanalyse enthalten diese Diagramme ein Feld, das das zu untersuchende System plus die Akteure darstellt.

Sequenzdiagramme und funktionale Szenarien

Capella bietet mehrere Arten von Sequenzdiagrammen: Funktionsszenarien (Sequenzlinien sind Funktionen), Austauschszenarien (Sequenzlinien sind Komponenten/Akteure, während Sequenznachrichten Funktions- oder Komponentenaustausche sind), Schnittstellenszenarien (Sequenzlinien sind Komponenten/Akteure, während Sequenznachrichten Schnittstellenoperationen sind). Modi, Zustände und Funktionen können ebenfalls in diesen Diagrammen dargestellt werden.

Modi und Zustände

Modi und Zustandsdiagramme sind UML-inspirierte Zustandsautomaten. Modi/Zustände/Übergänge können mit Funktionen, Funktionsaustausch, Schnittstellenoperationen usw. verbunden sein.

Klassen Diagramm

Capella bietet fortschrittliche Mechanismen, um bitgenaue Datenstrukturen zu modellieren und sie mit funktionalem Informationsaustausch, Komponenten oder funktionalen Schnittstellen usw. zu verbinden.

Beispiele

• Operationelle Fähigkeiten
• Operationelle Architektur
• Logische Architektur
• Physische Architektur
• Funktionales Szenario
• Klassen Diagramm

Open Source Erweiterungen

Verschiedene Open Source Erweiterungen umfassen die Fähigkeit, neue Informationen speziell für einen bestimmten technischen Bedarf mit den zugehörigen Erweiterungen zu verwalten. Dazu gehören

• ein Mechanismus für Systemübergänge zu Subsystemen (System-to-Subsystem Transition – Erweiterung)
• Iterativer Import von Anforderungen aus einer ReqIF-Datei (Requirement Interchange Format / OMG Standard) und Werkzeuge, um Modellelemente mit Anforderungen zu verknüpfen.
• Generieren von MS-Word Dokumenten aus Capella Modellen mit der M2Doc-Erweiterung. M2Doc verwendet wysiwyg und anpassbare Word-Vorlagen, um Daten und Diagramme aus Modellen zu extrahieren und sie in einer docx-Datei anzuzeigen.
• Management nichtfunktionaler Eigenschaften wie Zeitbeschränkungen für die Leistungsanalyse
• Management von Systemkomponenten mit Beschränkungen in Bezug auf Sicherheit
• Spezifische Berücksichtigung von Cyber-Sicherheitsbedarfen (DARC-Erweiterung)
• Berücksichtung von Kosten für die Kostenanalyse (Basic Price Viewpoint-Erweiterung)
• Berücksichtung von Parametern wie Masse und weiteren Nutzer-spezifischen Parametern (PVMT-Erweiterung)
• Die Fähigkeit, den technischen Ansatz mit verschiedenen architektonischen Stilen zu spezifizieren

Kommerzielle Erweiterungen

Verschiedene kommerzielle Erweiterungen sind erhältlich gegen Lizenzgebühren von den jeweiligen Herstellern mit Möglichkeiten wie

• Ansys ModelCenter – Capella MBSE Connector – Dieser Konnektor ermöglicht es Capella-Benutzern, ihre Modelle im Ansys ModelCenter zu integrieren. Diese Integration ermöglicht es ihnen, ein beliebiges technisches Analysewerkzeug (Tabellenkalkulationen, Skripte, jedes COTS-Simulationstool) zu verwenden, um die Erfüllung von Anforderungen zu überprüfen.
• Publication for Capella – bietet eine feinkörnige Integration zwischen der modellbasierten Systems Engineering Workbench Capella und OSLC-konformen Repositories (Polarion, Doors Next, Jazz Platform, …). Es ermöglicht die Verwaltung der Nachvollziehbarkeit von Anforderungen, Tasks, Issues, Change Requests, Test Cases, Releases, …
• SysML Bridge for Capella – transformiert automatisch Capella-Modelle in SysML (und umgekehrt) nach Regeln, die an ihren Kontext angepasst werden können. Es unterstützt drei Hauptanwendungsfälle: Austausch zwischen Stakeholdern, Migration zwischen Standards, Verbindung zwischen Tools.
• System Modeling Workbench (SMW) for Teamcenter – ist eine unterstützte und vollständige Integration von Best-of-Breed Model-Based Systems Engineering (MBSE) Werkzeugen auf Basis von Capella mit der PLM-Plattform Teamcenter von Siemens. Diese Lösung ermöglicht die Verknüpfung von Systemmodellen mit Anforderungen in einer vollständigen, produktintegrierten und interdisziplinären Umgebung bis in die Fertigung und Montage. Dies schafft den interdisziplinären digitalen Zwilling, der es System-Entwicklern ermöglicht, die Auswirkungen ihrer Entscheidungen so früh wie möglich zu erkennen.
• Team for Capella – ermöglicht Benutzern die Zusammenarbeit an gemeinsam genutzten Modellen und Darstellungen. Alle Änderungen an den Modellen und Darstellungen werden automatisch auf alle Ansichten der Benutzer übertragen. Nur die notwendigen Objekte werden automatisch gesperrt und freigegeben. Es können auch Sperren nach Bedarf erstellt werden. Die Daten werden auf einem gemeinsam genutzten Server gespeichert, auf dem die gesamten Modelle und ihre Darstellungen liegen.

Capella Labs Erweiterungen

• Nutzung von Python für die Datenextraktion mit der „Python4Capella“-Erweiterung. Diese Fähigkeiten mit Python sind auch für die KI-gestützte Erzeugung von Capella-Systemmodellen von großer Bedeutung, denn Python arbeitet mit Capella bidirektional.

Vorteile von Capella

1. Offene Architektur: Capella ist eine offene Architektur-Plattform, die es Benutzern ermöglicht, eigene Erweiterungen und Plug-ins zu entwickeln, um die Funktionalität der Plattform zu erweitern.
2. Kosten: Capella ist eine Open-Source-Software und somit kostenlos erhältlich. Dies macht es zu einer kosteneffektiven Lösung für Organisationen, die eine leistungsfähige MBSE Lösung benötigen.
3. Flexibilität: Capella bietet eine große Flexibilität bei der Modellierung, da es eine umfassende Bandbreite verschiedener Modellierungsdiagramme und -techniken unterstützt. Es ist zudem möglich, eigene Modellierungssprachen in Capella zu erstellen.
4. Integration: Capella kann mit anderen MBSE-Tools und -Systemen integriert werden, um eine nahtlose Zusammenarbeit und Kommunikation im gesamten Systemlebenszyklus zu ermöglichen.
5. Community-Support: Capella verfügt über eine aktive Community, die Benutzern Unterstützung und Ressourcen zur Verfügung stellt.

Nachteile von Capella

1. Funktionen: Im Vergleich zu einigen kommerziellen MBSE Systemen bietet Capella möglicherweise eingeschränkte Funktionen. Ziel ist es jedoch, diesen Abstand schrittweise zu verringern. Es kann zudem eine gewisse Zeit dauern, bis durch den Open-Source-Prozess entsprechende benutzerdefinierte Funktionalitäten implementiert werden können.
2. Schulung und Support: Da Capella eine Open-Source-Software ist, kann der Schulungsaufwand höher sein und der Support möglicherweise eingeschränkter als bei kommerziellen Lösungen. Dies kann bedeuten, dass es etwas länger dauert, um Probleme zu beheben.

Open Source

• Papyrus 4 SysML
• TOPCASED
• Modelio SysML-Designer

Proprietär

• Rational Rhapsody von IBM
• Enterprise Architect von Sparx Systems (mit SysML-Plugin)
• Innovator von MID
• Visual Paradigm
• PTC Windchill Modeler