Utilização da SysML para modelagem de um veículo híbrido, SUV – Sport Utility Vehicle

Exemplo de aplicação de alguns blocos constitutivos em um modelo de veículo híbrido

A seguir um exemplo de um modelo de um veículo híbrido em SysML. Feito por meu ex-aluno e orientando  Robert Pereira da PUC Minas para seu trabalho de diplomação, é um modelo simples, que mostra as propriedades e atividades que envolvem um veículo esportivo híbrido, movido a gasolina e eletricidade. Através deste modelo podemos observar o poder e a completude de SysML.
Diagrama de Pacotes
Neste primeiro diagrama do modelo são mostradas as partes do sistema agrupadas de forma lógica. É uma maneira de subdividir o modelo em camadas. Cada um dos pacotes pode ser expandido para dar origem a outras partes, como subsistemas e mais pacotes.
Diagrama de Definição de Blocos

O diagrama de definição de blocos tem a responsabilidade de mostrar as características estruturais e comportamentais, assim como as relações entre os blocos. Neste exemplo do modelo podemos observar que o veículo pode ter de 0 a 4 passageiros, além do motorista, e que a velocidade será medida em Km por hora, etc.
Diagrama de Requisitos
O diagrama de requisitos é um dos diagramas novos da SysML em relação à UML. Nele são especificados requisitos que o automóvel deve atender, como desempenho, conforto, segurança. Cada um destes requisitos pode ser subdivido em outros como espaço, vibração e ruído no caso do conforto, por exemplo.
Diagrama de Caso de Uso
O diagrama de caso de uso é um dos diagramas da especificação UML que foram mantidos sem alterações. Neste modelo em questão podemos observar que um ocupante do veículo pode entrar ou sair do mesmo, pode controlar os acessórios do automóvel e, caso o ocupante seja o motorista, ele pode ainda dirigir o automóvel, o que não pode ocorrer se ele for um passageiro.
Diagrama de Sequência
O diagrama de sequência serve para representar as interações entre os objetos através de mensagens. Uma mensagem é definida como o serviço solicitado por um objeto a outro, e a respectiva resposta. Aqui podemos ver que o motorista é responsável por ligar a ignição, passando então uma mensagem ao veículo que será ligado.
Diagrama de Máquina de Estados
Este diagrama mostra o comportamento do sistema através de sequências de estados que ocorrem em resposta a um evento ou uma operação. No exemplo, podemos observar que, estando no estado Veículo Desligado, a operação Ligar Ignição leva ao estado Veículo Ligado, assim como para o veículo ir para Frente, o motorista deve Selecionar Marcha quando o veículo estiver no estado Neutro.
Diagrama de Atividades
O diagrama de atividades visa mostrar o comportamento do sistema através de fluxos de entrada, saída e controle. Aqui temos detalhada a atividade denominada Aceleração onde, de acordo com a entrada fornecida pelo motorista e as condições do veículo, é gerada a energia que irá alimentar o mesmo, lembrando que aqui consideramos um veículo híbrido.
Diagrama de Blocos Internos
O Diagrama de Blocos Internos tem a função de descrever a estrutura interna de um bloco. No nosso modelo mostramos a estrutura interna do Subsistema de Energia. Podemos observar que os comandos originários do Controlador de Energia Elétrica, da Transmissão e do Motor de Combustão Interna são interligados por um barramento chamado CAN_Bus e então repassados para a Unidade de Controle de Potência.
Diagrama Paramétrico
Por fim temos o Diagrama Paramétrico, que representa as restrições entre os elementos estruturais. Estas restrições são criadas a partir de sistemas de equações. Podemos observar que a velocidade depende da aceleração, ou que a potência influencia na velocidade, por exemplo.
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Visita ao Blog de Robert Pereira, da PUC Minas, sobre SysML

Uma página criada por Robert Pereira, do Curso de Sistemas de Informação da Puc Minas – Barreiro, que foi meu orientando em Trabalho de Diplomação II e o fez em SysML, está disponível na Internet.

Segundo Robert, “a página foi criada com o intuito de divulgar e compartilhar informações sobre SysML, tendo em vista que ainda há pouco material em Português sobre a linguagem. Nela, o visitante poderá ler um pouco sobre a linguagem, encontrar um modelo criado a partir dela, além de informações sobre ferramentas”. Systems Modeling Language (Linguagem de Modelagem de Sistemas) ou simplesmente SysML,  é uma linguagem de modelagem para desenvolvimento e documentação de produtos complexos na área de Engenharia de Sistemas.

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Livros Sobre SysML: Uma Fonte Preciosa de Informações

Até o presente momento existem apenas três livros sobre o uso da SysML.
Pela ordem de lançamento no mercado, são eles:

1. Weilkiens, Tim, “Systems Engineering with SysML/UML – Modeling, Analysis, Design” – Morgan Kaufmann, OMG Press, tradução da edição Alemã, 2007, USA.
2. Friedenthal, Sanford, Moore, A. & Steiner, Rick, “A Practial Guide to SysML – The Systems Modeling language” – Morgan Kaufmann, OMG Press, 2009, USA
3. Holt, John & Perry, Simon, “SysML for Systems Engineering”, Ed. IET, Professional Applications of Computing Series 7, 2008, UK.
Tenho gostado muito do livro de Friedenthal, que presentemente estou lendo juntamente com o livro de Holt, John & Perry, Simon, o último acima citado.
Este livro se destaca por apresentar, para todos os diagramas da SysML, a estrutura oficial subjacente a cada diagrama oficial (Meta-modelos), o que ajuda muito na compreensão do assunto. É realmente admirável o trabalho da OMG, lançando uma rigorosa especificação para ser usada na Engenharia de Sistemas, para utilização na análise, estudo e documentação de produtos industriais e sistemas de elevada complexidade.
Finalmente, para algumas informações a mais e links importantes sobre a SysML, recomendo uma visita à página da Wikipedia sobre este assunto.
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A Mais Recente Especificação da SysML, Versão 1.2

A OMG, Object Management Group que, em cooperação com a INCOSE, International Council on Systems Engineering, vem trabalhando na especificação e padronização da SysML, acaba de disponibilizar a especificação 1.2 do documento oficial. Acesso à publicação da OMG em PDf, que pode ser baixada gratuitamente, encontra-se neste link.

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ARTISAN Software e a Modelagem em SysML de um veículo SUV híbrido

Atualmente estamos relendo o excelente livro de Merdhad Ehsani, Yimin Gao e Ali Emadi, “Modern Electric, Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicles, da CRC Press, 2010, 2nd. Edition.
O livro é especialmente interessante para que tem interesse em compreender integralmente o funcionamento, modelagem e construção de um veículo elétrico híbrido e também veículos acionados a células a combustível, descritos em outras postagens deste blog.
A especificação mais recente da linguagem SysML da OMG, versão 1.2, contém um exemplo completo de um modelo de veículo esportivo hibrido SUV, que foi trabalhado e expandido como exemplo pela empresa ARTISAN para treinamento da extensa gama de aplicabilidade de seu software.
Os interessados poderão baixar o aplicativo, que é extremamente bem feito, registrando-se no site da empresa.
Após instalar o programa, pode-se baixar do site da ARTISAN o tutorial do projeto, que também é descrito ao final da especificação da OMG para a SysML 1.2, porem sendo o exemplo do SUV da ARTISAN mais completo e esclarecedor.

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Um Modelo de Aplicação Completa em SysML

Para acesso a um projeto completo usando a metodologia SysML através do framework MagicDraw clique neste link. O MagicDraw,embora seja um produto comercial, possui uma versão de duração limitada para construção modelos experimentais da SysML.

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