This thesis describes a functional framework for developing strategic assessment at the Combatant Command level, specifically European Command. The framework establishes a functional architecture based on derived requirements and objectives according to the systems engineering process described by Dennis Buede. This thesis describes the current methodology for developing theater plans based on the national strategies established by the President, Secretary of Defense and Chairman of the Joint Chiefs of Staff. In addition, it provides an analysis of the system stakeholders in order to define the purpose and utility of a strategic assessment from various perspectives. Based on this analysis, the requirements and functions of the system are decomposed and arranged according to a hierarchy via Vitechs CORE 8 University Edition. Finally, the developed model is tested against a notional scenario that assesses a fictional exercise according to the derived functional model, in order to demonstrate the methodology used to relate activities to strategic goals. This thesis defines the framework for conducting strategic assessments and leveraging them to maximize the impact of U.S. activities. / Lieutenant, United States Navy

“För ett automatiserat återskapande av inbyggda systems funktionella arkitektur från källkod och produkt data” Den ökade komplexiteten i inbyggda system inom fordonsindustrin tillsammans med de striktare säkerhetsrestriktionerna som infördes av ISO26262 standarden, kräver bättre kunskap och kännedom om produktarkitekturen. Men, för befintliga produkter som inte var utvecklade enligt en väldefinierad arkitekturmodell, så måste en modell återhämtas. Syftet med detta examensarbete är att automatisera återhämtningen av funktionella arkitekturen för fordons inbyggda system, vilket är ett krav för många av ISO26262 aktiviteter. Detta examensarbete föreslår och beskriver två modeller för det inbyggda systemet i ett fordon, och visar dess användning för att bland annat generera användarvänliga vyer. Återhämtningen av modellerna sker genom att tolka den inbyggda C-koden och bearbeta fordonets data såsom inblandade styrenheter, deras adresser och CAN buss detaljerna. Två modeller har föreslagits för att fånga den återskapade informationen om inbyggda systemet i ett fordon: en produktmodell för inbyggda system och en mjukvaruarkitektur modell för den inbyggda mjukvaran. Produktmodellen är en enkel modell på det inbyggda systemet som bara inkluderar nödvändig hårdvaru- och mjukvaru-detaljer för att klara uppgiften att skapa denfunktionella arkitekturen. Den inbyggda mjukvaruarkitektur modellen härleds från produktmodellen. Den modellerar endast högnivå komponentbaserade mjukvarulagret i alla styrenheter tillsammans. Därmed så abstraheras all hårdvaruinformation inklusive mjukvaruallokering och CAN buss information. De föreslagna modellerna har framgångsrikt använts för att generera funktionella arkitekturen för ett par SCANIA lastbilar. Generering och återhämtningen av modellerna utfördes med hjälp av ett verktyg som utvecklades för detta ändamål. Vidare så har en standardiseringsmekanism från de föreslagna modellerna till AUTOSAR också tagits fram och presenterats. Standardiseringsmekanismen är rättfram när styrenhets kring utrustning inte beaktas i modellen. I framtiden bör sensorer och ställdon inkluderas i modellerna. En mer detaljerad studie av den inbyggda programvaruarkitektur modellen, beträffande databeroende, bör också genomföras för att ta itu med problemen rörande felaktiga data-flödesvägar vilka har träffats på i detta arbete. Dessa problem uppkommer vid steget för CAN buss abstraktion. / “Towards automated recovery of embedded system functional architecture from source code and product data” The increased embedded system complexity in the automotive industry together with stricter safety constraints introduced by the ISO26262 standard, require a better knowledge about the product architecture. However, for existing products which were not developed according to a well defined architecture model, the latter need to be recovered. The objective of this thesis work is to automate the recovery of the functional architecture in a vehicle, which is required for many of ISO26262 activities. The work of this thesis proposes and describes two embedded system models for the target system, and shows their usage to generate user friendly views. The recovery of the models is done by parsing embedded C-code and fetching vehicle's data such as involved ECUs, their addresses and CAN bus details. This work has proposed two models for capturing the recreated information about an automotive embedded system: a product model for the embedded system and an architecture model for the embedded software. The product model is a simple embedded system model that only includes needed hardware and software details for the task of generating the functional architecture. The embedded software architecture model is derived from the product model and abstracts all hardware information. The embedded software architecture model covers only the high-level component based software in all ECUs together abstracting away allocation and CAN bus information. The proposed models have been successfully used to generate functional architecture for a couple of SCANIA trucks. The generation and recovery of the models was performed by a software tool that has been developed for this purpose. In addition, a mapping from the embedded software model to AUTOSAR standard has been proposed as a way to standardise the representation. The mapping to AUTOSAR showed that it is quite straight forward when not taking in consideration any possible ECU peripherals. In the future, representation of sensors and actuators should be included in the models. A more detailed study of the architecture model for the embedded software, with regards to data-flow, should also be conducted to tackle issues related to wrong data-flow paths which have been found in this thesis. The issues arise in the step of CAN bus abstraction. / الموجز"نحو أتمتة استخلص  البنية الوظيفية للنظم المضمنة من مصدر وبيانات المنتَج"،ISO إن الزيادة في تعقيد النظام المضمن في السيارات بالضافة إلى شروط السلمة الكثثر صرامة والتي أدخلها معيار 26262تتطلب معرفة أفضل ببنية المنتَج. ولذلك، فبالنسبة للسيارات التي تم إنتاجها بدون تتبع نموذج معماري واضح المعففالم، ف ففإن هففذاالخير يجب أن يتم استخلصه ل حقا.كثان الهدف من هذه الطروحة إثبات إمكثانية أتمتة استعادة البنية الوظيفية للنظام المضمن في السيارة، وهو المر المطلوب للعديدهذه الطروحة تقترح وتصف نموذجين للنظام المضمن، وتُظظهر إمكثاني ففة اسففتخدامهما لخل ففق .ISO من أنشطة المعيار 26262وبيانات السيارة المختلف ففة م ففن C عروض حاسوبية سهلة الفهم والستعمال. يتم استخلص  النماذج عبر تحليل مصدر لغة البرمجة.(CAN) مثل أجهزة التحكثم الموجودة، عناوينها وتفاصيل شبكثة الكثانيقترح هذا العمل نموذجين جزئييْنن للنظم المضمنة في السيارات: نموذجَ المنتَج للنظام المضمن ونموذجففا لبرمجي ففات النظففامالمضمن فقط. نموذج المنتَج هو نموذج مبسط للنظام المضمن يحتوي فقط على الحد الدنى من التفاصيل اللزمففة عففن الجهففزةوالبرمجيات الذي يخوله للقيام بمهمة استخلص  البنية وظيفية. أما نموذج برمجيات النظام المضمن فيُستمد من نموذج المنتج. هففذاالنموذج يغطي فقط البرمجيات المتواجدة في الشرائح العليا من برامج أنظمة التحكثم كثلها في آن واحد. بهذا الشكثل، فإن هذا النموذج.(CAN) ل يحتوي أي معلومات عن الجهزة بما في ذلك معلومات تموقع البرامج في أجهزة التحكثم ومعلومات شبكثة الكثانوقد تم استخلص  ه ففذه النم ففاذج ،SCANIA تم استخدام النماذج المقترحة بنجاح لتوليد بنية وظيفية لبضع شاحنات تابعة لشركثةباستخدام برنامج حاسوبي تم تطويره لهذا الغرض. إضافة إلى ذلك، فقد تم تحديد طريقة ترجمة لنموذج برمجيات النظام المضففمنوالتي أظهرت أن الترجمة عملية سهلة ومباشِررة إذا لم يُؤخخذ في العتب ففار ،AUTOSAR المقترح حتي يصير متوافقا مع معيار الفأي أجهزة طرفية قد تكثون مربوطة بأجهزة التحكثم.مستقبل، ينبغي إضافة دعم لجهزة الستشعار والمشغلت الميكثانيكثية إلى النماذج المقترحة. كثما ينبغي إجففراء دراسففة أكثففثرتفصيل لنموذج برمجيات النظام المضمن فيما يتعلق بتدفق البيانات، وذلك لمعالجة بعض الشكثالت المتعلقة بمسارات تدفق خاطئ ففة.(CAN) للبيانات والتي تم العثور عليها في هذه الطروحة. هذه الخطاء تنشأ في خطوة تجريد معلومات شبكثة الكثان

yes / This paper introduces a rigorous framework for function modelling of complex multi-disciplinary systems based on the System State Flow Diagram (SSFD). The work addresses the need for a consistent methodology to support solution neutral function based system decomposition analysis, facilitating the design, modelling and analysis of complex systems architectures. A rigorous basis for the SSFD is established by defining conventions for states and function definition and representation scheme, underpinned by a critical review of existing literature. A set of heuristics are introduced to support the function decomposition analysis and to facilitate the deployment of the methodology with strong practitioner guidelines. The SSFD heuristics extend the existing framework of Otto and Wood (2001) by introducing a conditional fork node heuristic, to facilitate analysis and aggregation of function models across multiple modes of operation of the system. The empirical validation of the SSFD function modelling framework is discussed in relation to its application to two case studies: (i) a benchmark problem (Glue Gun) set for the engineering design community; and (ii) an industrial case study of an electric vehicle powertrain. Based on the evidence from the two case studies presented in the paper, a critical evaluation of the SSFD function modelling methodology is presented based on the function benchmarking framework established by Summers et al (2013), considering the representation, modelling, cognitive and reasoning characteristics. The significance of this paper is that it establishes a rigorous reference framework for the SSFD function representation and a consistent methodology to guide the practitioner with its deployment, facilitating its impact to industrial practice.

Nos travaux se situent au croisement de trois domaines : la sûreté de fonctionnement, l'analysefonctionnelle et l'ingénierie des modèles. Dans l'objectif d'assister les analyses préliminaires desrisques, nous avons proposé d'exploiter les modèles issus de l'analyse fonctionnelle de l'avion. Cesmodèles décrivent les dépendances entre les fonctions qui doivent être réalisées durant une phasede vol. Pour exploiter ces modèles, nous avons introduit la notion d'efficacité qui mesure ledegré de contribution d'une fonction à la réalisation nominale d'une phase de vol. Cette notionest utile pour les analyses de risques car elle permet de formaliser divers cas dedysfonctionnements des fonctions et pour évaluer le niveau de dégradation d'une phase de vol encas de dysfonctionnement d'une ou plusieurs fonctions. Nous avons proposé d'annoter les modèlesissus de l'analyse fonctionnelle avec des informations relatives à l'efficacité des fonctions et à leursdysfonctionnements possibles. En suivant les principes de la transformation de modèles, nousavons étudié les moyens de produire le plus automatiquement possible des modèles utiles auxanalyses de risques à partir des modèles annotés. Les modèles produits sont décrits avec lelangage AltaRica, ils peuvent être analysés avec les outils associés à ce langage afin d'évaluerl'effet du dysfonctionnement de fonctions de l'avion ou de rechercher les combinaisons dedysfonctionnements les plus critiques. L'approche proposée a été appliquée pour analyser lesrisques associés aux fonctions utiles lors du décollage d'un avion. / Our work links three domains: safety, functional analysis and model based engineering. In orderto assist preliminary risk analysis, we have proposed to exploit models developed for functionalanalysis. These models describe dependencies between functions that have to be performed duringa flight phase. To exploit these models, we have introduced the notion of efficiency thatmeasures the degree of contribution of a function to the nominal realisation of a flight phase.This notion is useful for risk analysis because it enables the formalisation of various cases offunction failures and the evaluation of the level of degradation of a flight phase in case offunction failures. We have proposed to annotate functional analysis models with informationrelated with function efficiency and potential function failures. Following the principles of modeltransformation, we have studied the means to produce as automatically as possible models thatcould be used to support risk analysis starting from annotated models. Produced models aredescribed with the AltaRica language, they can be analysed with the tools associated with thislanguage in order to evaluate the effect of function failures or to search for the most criticalcombinations of failures. The approach was applied in order to analyse the risks associated withthe functions used during an aircraft take-off.