システムモデリング言語（SysML）は、複雑なシステムをモデル化するために使用されるモデリング言語である。これは、ソフトウェア開発に広く用いられる統一モデリング言語（UML）の拡張であり、エンジニアがシステムの機能的および物理的側面を体系的にモデル化できるように開発された。SysMLはUMLに基づくグラフィカルな言語であるが、システム工学に特化した新しい構成要素を含んでいる。
SysMLは、システムエンジニアが複雑なシステムをモデル化するために設計されている。ソフトウェアとハードウェアの両方のコンポーネントを備えたシステムのモデリングに特に有用であり、エンジニアがこれらのコンポーネント間の相互作用をモデル化できるようにしている。この言語には、要件、制約、パラメトリクスなど、システム工学に特化した構成要素が含まれている。また、クラス、オブジェクト、関係性など、UMLと共通する構成要素も含まれている。
SysMLの利点
SysMLの主な利点の一つは、エンジニア同士が共通の言語でコミュニケーションできるようにすることである。標準的な構成要素を使ってシステムをモデル化できるため、他の人がモデルを理解しやすくなる。複数のエンジニアが関与する複雑なシステムの開発において特に有用である。
SysMLのもう一つの利点は、エンジニアがシステムの機能的および物理的側面の両方をモデル化できることである。多くのシステムにはソフトウェアとハードウェアの両方のコンポーネントが存在し、それらのコンポーネントがどのように相互作用するかをモデル化することが重要だからである。SysMLは、システムの論理的および物理的コンポーネント、およびそれらの間の相互作用をモデル化できる構成要素を提供している。
SysMLとUMLの比較
SysMLは、オブジェクト管理グループ（OMG）と国際システム工学協会（INCOSE）の共同作業により、システム工学専用に開発されたUMLの拡張である。既存の言語にシステム工学の概念を混在させないために、UMLのプロファイル拡張として開発された。SysMLは独自のモデリング言語として扱われており、システム工学に特化した新しいモデル要素を追加するとともに、この文脈で有用でない要素を削除している。
SysMLはUMLよりも小さな言語であり、UMLの14種類の図と比べて9種類の図タイプしか持たない。SysMLの図には、ブロック定義図（BDD）、内部ブロック図（IBD）、要件図、パラメトリック図、順序図、状態機械図、アクティビティ図、ユースケース図、パッケージ図が含まれる。これらの図タイプは、システムコンポーネントとその関係の定義から、システムの動作や要件のモデル化に至るまで、広範なシステム工学活動をカバーしている。
SysML図の9種類
SysMLは、モデルベースシステム工学（MBSE）の応用で使用される強力なモデリング言語である。システム要件、構造、動作、およびシステムコンポーネント間の相互作用を捉えるための標準化された記法と語彙を提供する。SysML図は、システムの物理的および機能的側面、要件、制約など、さまざまな側面をモデル化するために使用される。
SysML図には9種類あり、それぞれが特定の目的を持ち、補完的な割当表と併用される。
SysML図の3つのカテゴリ
SysMLは、システム工学の設計および分析に使用されるモデリング言語であり、システムのさまざまな側面をモデル化および表現するための多様な図タイプを提供している。SysML図は広く3つのカテゴリに分類される：構造図、要件図、動作図。
- 構造図：構造図は、システムの物理的または論理的なアーキテクチャを表すために使用される。SysMLにおける構造図の主な2種類は、ブロック定義図（BDD）と内部ブロック図（IBD）である。BDDは、システムコンポーネントの階層構造と構成を示すために用いられ、IBDはブロックの内部構造およびその部品間の接続を示す。パッケージ図は、モデルのコンポーネントをパッケージに分類し、それらの依存関係を示す構造図のもう一つのタイプである。
- 要件図：要件図は、システムの要件を定義および管理するために使用される。要件図は、システムの要件を収集・整理するために用いられる。システムの範囲を定義し、ステークホルダーを特定し、要件をシステムの特定のコンポーネントや部分に追跡できるようにする。
- 動作図：動作図は、システムの動的動作、すなわちその活動、状態、相互作用を表すために使用される。SysMLには、アクティビティ図、状態機械図、順序図、ユースケース図など、いくつかの種類の動作図がある。アクティビティ図はシステム内の活動の流れを示し、状態機械図はイベントや状態の変化に対するシステムの挙動を示し、順序図はシステムのコンポーネントや部分間の相互作用を示し、ユースケース図はシステムとユーザーまたは外部エントティとの相互作用を示す。
要するに、SysMLには9種類の図タイプがあり、これらは3つの主要なカテゴリに分けられる：構造図、要件図、動作図。これらの図は、システムの物理的および論理的アーキテクチャ、要件、動的動作といったさまざまな側面をモデル化および表現するのに役立つ。
各図タイプとその目的の概要は以下の通りである：
1. ブロック定義図（BDD）： BDDは、システムを構成するブロックおよびそれらの関係を定義するために使用される。ブロックはシステムのコンポーネントとその相互作用を表し、階層的であることができる。
2. 内部ブロック図（IBD）： IBDは、ブロックの内部構造を描き、ブロックを構成する部品およびそれらの関係を示す。
3. 要件図： 要件図は、機能的要件、性能要件、インターフェース要件などを含むシステム要件を収集するために使用される。要件を追跡し、それが満たされているかを確認する手段を提供する。
4. パラメトリック図： パラメトリック図は、システムが異なる入力や環境条件に対してどのように応答するかを示すことで、システムの挙動をモデル化するために使用される。システムのパラメータとその値の関係を示す。
5. シーケンス図： シーケンス図は、時間の経過に伴うシステム部品間の相互作用をモデル化するために使用されます。部品間のメッセージの順序を示し、システムの動作を検証するために利用できます。
6. 状態機械図： 状態機械図は、時間の経過に伴うシステムの動作をモデル化するために使用され、システムが取り得るさまざまな状態および状態間の遷移を示します。
7. 活動図： 活動図は、システム内の活動の流れをモデル化するために使用され、プロセスに含まれるステップおよびそれらの関係を示します。
8. ユースケース図： ユースケース図は、システムとそのユーザー間の相互作用をモデル化するために使用され、システムに関与するさまざまなユースケースとエイクターを示します。
9. パッケージ図： パッケージ図は、ブロック、要件、図などを含むシステムのさまざまな要素を整理するために使用されます。
これらの図に加えて、SysMLには割当表も含まれており、システム要件を特定のシステム部品に割り当て、その実装を追跡する手段を提供します。
要約
SysMLは、モデルベースシステム工学に使用されるモデル化言語です。複雑なシステムをモデル化するためのグラフィカルな記法を提供し、システムの仕様定義、分析、設計、検証、検証を支援します。SysMLには、要件図、ユースケース図、ブロック定義図、内部ブロック図、パラメトリック図、シーケンス図、状態機械図、活動図、通信図を含む9種類の図形式があります。さらに、SysMLは割当表を提供し、要件、機能、部品を相互に割り当てることで、トレーサビリティとシステム部品のシームレスな統合を確保します。全体として、SysMLはシステムエンジニアが複雑なシステムをモデル化し、すべてのシステム要件を満たすことを保証する強力なツールです。