論文の概要: Automating Physics-Based Reasoning for SysML Model Validation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.18514v1
- Date: Thu, 30 Jan 2025 17:24:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-31 15:15:08.701248
- Title: Automating Physics-Based Reasoning for SysML Model Validation
- Title（参考訳）: SysMLモデル検証のための物理に基づく推論の自動化
- Authors: Candice Chambers, Summer Mueller, Parth Ganeriwala, Chiradeep Sen, Siddhartha Bhattacharyya,
- Abstract要約: 現在のメソッドは、情報フローとコンポーネントの相互作用のチェック、一貫性の確保、システムモデリング言語(SysML)モデル内の依存関係の特定に優れています。
本稿では,形式言語やグラフィカル表現,推論アルゴリズムなど,関数表現に関する既存の研究を活用し,それらを物理ベースの検証手法に統合するアプローチを提案する。
SysMLでモデル化されたシステム上で、物理に基づく推論を行う際のモデルの実用性と有効性を説明するために、4つのケーススタディが検査された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8994675888853516
- License:
- Abstract: System and software design benefits greatly from formal modeling, allowing for automated analysis and verification early in the design phase. Current methods excel at checking information flow and component interactions, ensuring consistency, and identifying dependencies within Systems Modeling Language (SysML) models. However, these approaches often lack the capability to perform physics-based reasoning about a system's behavior represented in SysML models, particularly in the electromechanical domain. This significant gap critically hinders the ability to automatically and effectively verify the correctness and consistency of the model's behavior against well-established underlying physical principles. Therefore, this paper presents an approach that leverages existing research on function representation, including formal languages, graphical representations, and reasoning algorithms, and integrates them with physics-based verification techniques. Four case studies (coffeemaker, vacuum cleaner, hairdryer, and wired speaker) are inspected to illustrate the model's practicality and effectiveness in performing physics-based reasoning on systems modeled in SysML. This automated physics-based reasoning is broken into two main categories: (i) structural, which is performed on BDD and IBD, and (ii) functional, which is then performed on activity diagrams. This work advances the field of automated reasoning by providing a framework for verifying structural and functional correctness and consistency with physical laws within SysML models.
- Abstract（参考訳）: システムとソフトウェアの設計は形式的なモデリングから大きな恩恵を受け、設計フェーズの早い段階で自動分析と検証が可能になる。
現在のメソッドは、情報フローとコンポーネントの相互作用のチェック、一貫性の確保、システムモデリング言語(SysML)モデル内の依存関係の特定に優れています。
しかしながら、これらのアプローチは、SysMLモデル、特に電気力学領域で代表されるシステムの振る舞いに関する物理に基づく推論を行う能力に欠けることが多い。
この大きなギャップは、確立された基礎となる物理原理に対して、モデルの振舞いの正確さと一貫性を自動的かつ効果的に検証する能力を妨げる。
そこで本研究では,形式言語やグラフィカル表現,推論アルゴリズムなど,関数表現に関する既存の研究を活用し,それらを物理ベースの検証手法に統合するアプローチを提案する。
4つのケーススタディ(コーヒーメーカー、掃除機、ヘアドライヤー、ワイヤードスピーカー)を検査し、SysMLでモデル化されたシステム上で物理に基づく推論を行う際のモデルの実用性と有効性を説明する。
この物理に基づく自動推論は、主に2つのカテゴリに分けられる。
一 BDD及びIBDで行う構造、及び
(ii) 関数は、次にアクティビティーダイアグラムで実行される。
この研究は、SysMLモデル内の物理法則と構造的および機能的正しさと整合性を検証するためのフレームワークを提供することにより、自動推論の分野を前進させる。
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