Research Article

MAS4SysML: מסגרת רב-סוכנים ליצירת מודלים ב-SysML v2 מתוך שפה טבעית

DOI:

10.3791/70395

⸱

May 19th, 2026

 ,  ,  , 
1China Aerospace Academy of Systems Science and Engineering

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מציג את MAS4SysML, גישה מרובת סוכנים שמייצרת אוטומטית קוד SysML v2 באמצעות חלוקת משימות מתואמת, ודורשת מעט איטרציות תיקון ומקצרת משמעותית את זמן המידול הידני תוך שיפור יעילות המידול של המערכת.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

יצירת מודלים מדויקים של SysML אוטומטית מתוך דרישות שפה טבעית יכולה להאיץ משמעותית את אימוץ הנדסת מערכות מבוססות מודלים (MBSE) בפיתוח מערכות מורכבות. עם זאת, שימוש במודלים גדולים (LLMs) ליצירת קוד מודל לעיתים קרובות אינו עומד במגבלות התחביריות המחמירות של שפות מידול פורמליות, והבטחת התאמה סמנטית עקבית בין מודלים שנוצרו לדרישות נותרת מאתגרת. כדי להתמודד עם אתגרים אלו, מאמר זה מציג את MAS4SysML, מסגרת שיתופית רב-סוכנית ליצירת קוד SysML v2 שמשפרת את הנכונות התחבירית והעקביות הסמנטית תחת תקציב תיקון מוגבל. המסגרת מפרקת משימת מידול לתתי-משימות היררכיות, מסדרת אותן ככרטיסי משימות מובנים, ומייצרת קוד מודל באופן מלמטה למעלה. במהלך היצירה, נעשה שימוש בסביבת אימות רשמית לאבחון תחביר; לאחר ההשלמה, המסגרת בודקת עקביות סמנטית בין הקוד לכרטיסי המשימה. אם אימות תחביר או סמנטי נכשל, המסגרת מתקנת ומאמתת מחדש את הקוד באופן איטרטיבי בתוך תקציב תיקון מוגדר מראש, בהנחיית משוב אבחון, עד שהקריטריונים של האימות מתקיימים או שהתקציב אזל. כדי להעריך את השיטה המוצעת, אנו בונים מערך נתונים SysML v2 הכולל חמישה סוגי משימות מרכזיים—דרישות, מקרי שימוש, מבנה, פרמטריקה ומכונות מצבים—ומבצעים ניסויים השוואתיים. התוצאות מראות ש-MAS4SysML מפחיתה את שיעור שגיאת התחביר הממוצע ל-2.63, מגבירה את הדמיון הסמנטי ל-0.91, ומבצעת ביצועים טובים יותר בשיטות יצירת קוד קיימות.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

MBSE הפך למתודולוגיה מרכזית לניתוח דרישות, תכנון ארכיטקטורת מערכות ותכנון אימות בפיתוח ציוד מורכב בתחומים כמו תעופה וחלל1. באמצעות שפות מידול מאוחדות כמו SysML כעמוד השדרה של המידול, ניתן לארגן מידע—כולל דרישות, מבנה, התנהגות ומגבלות—במסגרת מודל קוהרנטית, מה שמשפר את מבנה התהליך ואת יעילות שיתוף הפעולה הבין-תחומי2. עם זאת, ככל שגודל המערכת ממשיך לגדול, מספר המודלים שיש לפתח גדל בהתאם, מה שמוביל לעלייה מתמשכת בעומס העבודה של מידול SysML ידני. יתרה מזאת, מודליסטים חייבים לעבוד תחת מגבלות תחביריות ומתודולוגיות מחמירות, הדורשות מומחיות משמעותית ויכולות הפשטה חזקות. גורמים אלו הפכו לצוואר בקב....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

תהליך יצירת הקוד של מסגרת MAS4SysML מסוכם בקובץ משלים 1. יש לציין כי מחקר זה אינו שואף להשיג יצירת חד-פעמית של מודל מערכת שלם משפה טבעית עם עקביות קפדנית בין תצוגות, כולל דרישות, מבנה, פרמטריות והתנהגות. במקום זאת, הפרוטוקול מתמקד ביצירת מספר סוגים מייצגים של קוד תצוגה SysML v2.

שלב I: ניתוח משימות
תהליך העבודה מתחיל בניתוח משימות. המערכת מספקת את כוונת המידול בשפה טבעית לסוכן יצירת מבנה המשימות, שמפיק סט כרטיסי משימה. כדי להבטיח שהדורות הבאים יהיו ניתנים להרצה וניתנים לשחזור, כל כרטיס משימה חייב לכלול, לפחות, (i) מזהה משימה, (ii) יחסי תלות, ו-(iii) מידע מרכזי על מודלים ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הערכת מודל בסיס
בחרנו תחילה מספר מודלים מרכזיים וביצענו בדיקות ביצועים ראשוניות באמצעות יצירת מודל-לקוד ישירה, כולל CodeX(175B)19, CodeGen-Mono(16.1B)20, PaLM Coder(62B)21, Alphacode(1.1B)22, Incoder(6.7B)23, ו-code-davinci-002(175B)24. כפי שמוצג בטבלה 2, code-davinci-002(175B)24 הציג א.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מציעים את MAS4SysML, מסגרת שיתופית מרובת סוכנים ליצירת קוד מודל SysML v2 חצי-אוטומטי. המסגרת מורכבת מארבעה סוכנים משלימים תפקודית. במהלך תהליך היצירה, הוא (i) מפרק היררכית דרישות מידול בשפה טבעית באמצעות מבנה מבוסס עץ משימות ומפורמל אותן לכרטיסי משימה מובנים, ו-(ii) מייצר קוד מודל SysML v2 באופן מלמטה למעלה בהנחיית האילוצים ויחסי התלות המפורטים בכרטיסים אלו. במהלך הדור, מודול אימות תחביר שנבנה על סביבת האימות הרשמית של SysML v2 מבצע אבחוני תחביר ומחזיר משוב ממוקד תיקון. לאחר יצירת הק.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין ניגודי עניינים. כלי AI/LLM שימשו רק במהלך בניית מערכי נתונים. באופן ספציפי, כדי לבנות מאגר נתונים להערכה, השתמשנו בכלי בינה מלאכותית ליצירת משפטי בעיה למידול בשפה טבעית התואמות למודלים ידניים של SysML v2 (כלומר, יצירת "תיאור המשימה" בהינתן מודל SysML v2 שנבנה על ידי המחבר), ויצרנו זוגות קלט-פלט לביצוע ביצועים. מעבר למטרה מוגבלת זו, לא נעשה שימוש בבינה מלאכותית ליצירת השיטה המוצעת, תוצאות ניסוי, ניתוחי נתונים, איורים/טבלאות או כל טקסט כתב יד.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה נתמך על ידי פרויקט התעופה האזרחית (D020101) של המינהל הממלכתי למדע, טכנולוגיה ותעשייה להגנה לאומית של סין.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
לנגצ'ייןLangChain (פרויקט קוד פתוח)v1.0.8; https://github.com/langchain-ai/langchainמסגרת לאינטראקציה עם LLM ותיאום סוכנים
לנגגרףLangChain (פרויקט קוד פתוח)v1.0.3; https://github.com/langchain-ai/langgraphמסגרת ביצוע זרימת עבודה מרובת סוכנים
פייתוןקרן התוכנה של פייתון3.10.x; https://www.python.org/downloads/release/python-3100/שפת התכנות הראשית למימוש MAS4SysML
מימוש פיילוט של SysML v2קבוצת ניהול אובייקטים (OMG)(מספק גרסת שחרור/תגית); https://github.com/Systems-Modeling/SysML-v2-Pilot-Implementationמשמש לאימות תחביר וניתוח מודלים

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Miller, W. D. The Future of Systems Engineering: Realizing the Systems Engineering Vision 2035. Transdisciplinarity and the Future of Engineering. , IOS Press. (2022).
  2. Kirshner, M. J. A. Model-based systems engineering cybersecurity for space systems. Aerospace. 10 (2), 116(2023).
  3. Bajaj, M., Fried....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

SysML Model GenerationMulti Agent FrameworkNatural Language RequirementsModel Based Systems EngineeringSemantic ConsistencySyntactic CorrectnessLarge Language ModelsCode ValidationTask DecompositionSemantic Alignment

Related Articles