CMMS ett sätt att öka återanvändning av och interoperabilitet mellan simuleringsmodeller

Transkript

1 CMMS ett sätt att öka återanvändning av och interoperabilitet mellan simuleringsmodeller Choong-ho Yi Inst. f. Systemmodellering FOI Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

2 Innehåll Vad är CMMS? Konceptuell Modellering (KM) Vad är KM? Ursprung och varför KM? Centrala frågeställningar inom KM. CMMS Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

3 Vad är CMMS? Conceptual Models of Mission Space Ett ramverk som är framtaget av US DMSO för framtagning av konceptuella modeller av militära operationer Ett FOI-projekt sedan 2001 Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

4 Konceptuell modellering Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

5 Vad är KM? KM är modellering. Modellering (av verklighet, problem, system, krav etc.) i termer av koncept, dvs på högre/högsta abstraktionsnivå. Modell är en företeelse som representerar en annan företeelse. Mer abstrakt. Förenkling. Fokuserar på vissa egenskaper. Ligger till grund för programutveckling. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

6 Programvarans Livscykel Kravfångst Analys Planering Design Programmering Verifiering, Validering & Testning (VVT) Drift & Underhåll Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

7 Ursprung och Varför KM? KM har sitt ursprung i de tidiga ansatserna för systemanalys och design, t.ex. Entity- Relationship (ER, Chen 76) KM är inte som datamodellering för databaskonstruktion: tabeller, listor, array etc. Konceptuell modell som verktyg för förståelse, diskussion, samförstånd, överenskommelse, kommunikation etc. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

8 Centrala frågeställningar inom KM Specifikationsspråk utifrån ändamål För vilken programutvecklingsfas? Kravfångst, analys eller/och design Olika abstraktionsnivå För vilken sorts system? Realtidssystem, t ex bankomat, telekommunikationssystem etc. Fokuserar på olika aspekter, t ex tid, kommunikation etc. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

9 Informella specifikationsspråk Utan väldefinierad syntax och semantik. En svenska mening, t ex Vet du vad klockan är?, kan tolkas olika i olika sammanhang. Består oftast av grafik och text. Fördelar: Lätt att förstå. Lätt att använda. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

10 Nackdelar Tvetydigheter och missförstånd mellan deltagare i ett systemutvecklingsprojekt: The nice thing about graphical description techniques is that everyone understands them, the bad thing, however, is that everyone understands them in a different way. (Breu et al., 98) Oklart vilka notationer för vad. Svårt (omöjligt) att kontrollera om specifikationen uttryckt i språket är fullständig eller konsistent. Svårt (omöjligt) att utveckla datorbaserade verktyg, t ex editor, syntax checker, programkodgenerator, etc. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

11 Formella specifikationsspråk Syntax Alfabet: en samling symboler Formationsregler: bestämmer vilka sekvenser av symboler från alfabetet som är grammatiskt korrekta, dvs välformulerade formler (vff). Semantik Definierar (tilldelar) meningen hos dessa vff. En logikformel, t ex x P(x) y Q(y), kan inte tolkas olika i olika sammanhang. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

12 Fördelar Tvetydigheter och missförstånd kan undvikas. ( Tvungen att använda endast dessa vff.) Kan kontrollera (bevisa) fullständighet och konsistens hos en specifikation uttryckt i språket. Datorbaserade verktyg kan utvecklas. Nackdelar Svårt att förstå. Svårt att använda, t ex x (P(x) y (P(y) x=y)) för att uttrycka exakt ett i logik. Kräver tillräcklig matematisk träning. Begränsad uttrycksfullhet. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

13 Paradigm Objektorientering Processorientering Målorientering Aktörorientering Metodologi Hur man ska använda olika tekniker för att nå bästa resultat. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

14 CMMS Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

15 Bakgrund US DoDs M&S Master Plan 95 : Utveckla ett gemensamt tekniskt ramverk som skall underlätta och öka återanvändbarhet och interoperabilitet (samverkan sinsemellan) hos/mellan alla typer av simuleringsmodeller Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

16 Bakgrund (forts.) Detta ramverk innehåller tre delar High Level Architecture (HLA): en enhetlig arkitektur enligt vilken simuleringsmodeller skall utformas CMMS Data Standards : standarder för hur data skall representeras i modellerna Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

17 Real world CMMS Simulation model First abstraction of the real world Design Code Implementation independent Implementation dependent CMMS En implementationsoberoende beskrivning av verkligheten Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

18 Ingående delar i CMMS-konceptet MSM ( Mission Space Model ) Konceptuella modeller av militära operationer Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

19 Ingående delar i CMMS-konceptet (forts.) Tekniska ramverket Ett standardspråk (syntax & semantik) Standarder för Kunskapsinhämtning ( Knowledge acquisition, KA): lokalisera, katalogisera och inhämta auktoriserad kunskap om militära operationer Kunskapsbearbetning ( Knowledge engineering, KE): bearbeta, integrera och lagra dessa kunskaper Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

20 Ingående delar i CMMS-konceptet CMMS-biblioteket (forts.) För att registrera, lagra, hantera och publicera de MSM:erna Verktyg För att kunna skapa, överblicka, hitta, importera och exportera samt lägga upp information om och åtkomst av MSM:erna Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

21 Lite mer om MSM Militära experters beskrivning av de processer och enheter som ingår i militära förlopp. Belyser de viktigaste delarna hos de militära förloppen Den första nivåns abstraktion Simuleringsneutral Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

22 Lite mer om MSM (forts.) Fungerar som en brygga mellan de militära experterna och M&S-utvecklare, C4Iutvecklare, doktrinutvecklare, analytiker etc. en auktoriserad förbindelselänk en gemensam utgångspunkt och bas för samtal Jfr. med Vad är KM? Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

23 Målsättningen för CMMS Komma till rätta med bl.a. följande problem vid utveckling av MSM:er Inte lätt att få tag på auktoriserad kunskap om de militära förloppen, och olika modellerare förlitar sig på olika, ibland ej auktoritativa, källor för samma information med begreppsförvirring som följd. Den erhållna kunskapen är ej tillräckligt fullständig för att användas för modellutveckling eller är tvetydig för utvecklaren. Den erhållna kunskapen som ofta fåtts till hög kostnad, bevaras inte för framtida användning, vilket leder till onödigt dubbelarbete. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

24 Målsättningen för CMMS (forts.) Genom att Erbjuda standarder för KA och KE Använda standardspråk och mallar Skapa en gemensam databas med MSM:er De MSM:erna i denna databas kan, vid implementering, användas för analys, design, verifiering, validering och kanske även ackreditering och certifiering. På detta sätt ökas även återanvändningen och interoperabiliteten av simuleringsmodeller Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

25 FOI-projektet CMMS En förstudie av CMMS-konceptet, 2001 En uppföljningsstudie, 2002 Några framtida mål för projektet Studera KA/KE-processen Utvärdera verktygen Analysera språkfrågan (språkval och terminologi) närmare Tillvägagångssättet för att utveckla en MSM Behöver vi verkligen hela det gigantiska ramverket som är framtaget för det amerikanska försvaret, eller en anpassning av det till det svenska försvaret (med eventuella förslag till ett nedbantat men förbättrat koncept)?. Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,

26 Nyttan för Försvarsmakten Strukturera upp M&S-arbetet, d.v.s. hela ledet från den första nivåns abstraktion av militära operationer till implementering av simuleringsmodeller. Framtidens simuleringsmodeller: blir billigare att utveckla och underhålla får kortare ledtid håller högre kvalitet Choong-ho Yi, Inst. f. Systemmodellering,