This paper introduces an Enhanced Sequence Diagram (ESD) as the basis for a structured framework for the functional analysis of complex multidisciplinary systems. The ESD extends the conventional sequence diagrams (SD) by introducing a rigorous functional flow-based modelling schemata to provide an enhanced basis for model-based functional requirements and architecture analysis in the early systems design stages. The proposed ESD heuristics include the representation of transactional and transformative functions required to deliver the use case sequence, and fork and join nodes to facilitate analysis of combining and bifurcating operations on flows. A case study of a personal mobility device is used to illustrate the deployment of the ESD methodology in relation to three common product development scenarios: (i) reverse engineering, (ii) the introduction of a specific technology to an existent system; and (iii) the introduction of a new feature as user-centric innovation for an existing system, at a logical design level, without reference to any solution. The case study analysis provides further insights into the effectiveness of the ESD to support function modelling and functional requirements capture, and architecture development. The significance of this paper is that it establishes a rigorous ESD-based functional analysis methodology to guide the practitioner with its deployment, facilitating its impact to both the engineering design and systems engineering communities, as well as the design practice in the industry.

中文翻译：

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使用增强序列图对复杂的多学科系统进行功能建模

本文介绍了一种增强型序列图 (ESD)，作为复杂多学科系统功能分析的结构化框架的基础。ESD 通过引入严格的基于功能流的建模模式扩展了传统的序列图 (SD)，为早期系统设计阶段基于模型的功能需求和架构分析提供了增强的基础。提议的 ESD 启发式方法包括交付用例序列所需的事务和转换功能的表示，以及分叉和连接节点，以促进对流的组合和分叉操作的分析。个人移动设备的案例研究用于说明与三个常见产品开发场景相关的 ESD 方法的部署：(i) 逆向工程，(ii) 将特定技术引入现有系统；(iii) 在逻辑设计层面，在不参考任何解决方案的情况下，为现有系统引入新功能，作为以用户为中心的创新。案例研究分析提供了对 ESD 支持功能建模和功能需求捕获以及架构开发的有效性的进一步见解。本文的意义在于它建立了严格的基于 ESD 的功能分析方法来指导从业者进行部署，促进其对工程设计和系统工程社区以及行业设计实践的影响。在逻辑设计层面，不参考任何解决方案。案例研究分析提供了对 ESD 支持功能建模和功能需求捕获以及架构开发的有效性的进一步见解。本文的意义在于它建立了严格的基于 ESD 的功能分析方法来指导从业者进行部署，促进其对工程设计和系统工程社区以及行业设计实践的影响。在逻辑设计层面，不参考任何解决方案。案例研究分析提供了对 ESD 支持功能建模和功能需求捕获以及架构开发的有效性的进一步见解。本文的意义在于它建立了严格的基于 ESD 的功能分析方法来指导从业者进行部署，促进其对工程设计和系统工程社区以及行业设计实践的影响。