news 2026/7/9 13:14:58

SysML v2建模实战以肿瘤精准医学为案例(Beta)

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
SysML v2建模实战以肿瘤精准医学为案例(Beta)

首先声明

目的是教授SysML v2建模和系统工程方法学,涉及的免疫学、肿瘤生物学和肿瘤精准医学内容主要作为建模案例参考素材。

老师在UML/SysML建模和系统工程方法学领域有深厚积累,但并非生命科学领域的专家,相关生物和医学知识仅供建模探讨与参考。

主要面向:

(1)有意进入生命科学领域或已在其中的软件工程人员或系统工程人员

(2)有意在自己的研究中引入新思路的医学与生命科学专业人员,包括临床医学专业人员、基础与转化医学研究人员、 制药工业与生物技术领域的研发人员。

(3)想学习SysML v2的软件工程人员或系统工程人员。SysML建模生命机制与建模汽车、船舶、飞机、卫星并没有本质区别,即使您从事其他领域,也可以从中受益。

定位和初衷

IT技术和AI在生命科学研究中应用已经非常广泛。下面的业务序列图,是我用建模工具Enterprise Architect建模一篇关于干预诱导 PD-L1 表达的论文的研究流程和发文章流程:

顶上第一行不带小人的小圆圈,就是业务实体,即非人智能系统。在整个流程中,使用了几十个软件和硬件系统,有一些是R语言、Python语言写的软件包。

在系统生物学和计算生物学中,已经形成了一些用于模型表示、交换和可视化的标准或规范,例如 SBGN、SBML、CellML 等,并且已经积累了较丰富的模型。

从系统工程建模视角看,现有模型和资料在跨尺度、跨学科、跨工具链复用方面仍有进一步组织和整合的空间。

尝试从“跨层级的统一”视角切入,使用系统工程建模语言SysML v2,结合《软件方法》的思想,从微观的生物学层级(分子、细胞、组织、器官、个体)到宏观的医疗卫生体系(人员、设备、机构)层级统一建模,以获得活的、可供研究者和开发者复用于多个项目的模型,应该是有意义的。

接下来的几年,除了客户要求“聚焦最后一公里”结合他们的项目展开定制的培训和咨询之外,UMLChina主动去研究和用于示范软件工程和系统工程方法学的案例,都会偏向肿瘤精准治疗或医学研究流程领域。

内容

运用SysML v2建模肿瘤精准医学相关的生物学机制为案例,顺着案例讲解所使用的SysML v2知识。

不会系统化讲解SysML v2,这方面可参见《SysML v2和CATIA Magic 2026全程实例剖析》(umlchina.com/url/sysml.html)。

工具使用CATIA Magic 2026(MSOSA)作为主要建模工具。所讲解的建模知识适用于其他支持SysML v2的工具,例如开源、免费的SysML v2 Pilot、SysON等。

领域知识参考资料:

How the Immune System Works(第7版),Lauren Sompayrac

The Biology of Cancer(第3版),Robert A. Weinberg


专家

潘加宇,UMLChina首席专家。

曾在中国科学技术大学和北京大学学习以及在清华大学任职。1999年,利用业余时间创立UMLChina,潜心研究需求和设计技能。2002年开始对外提供UML/SysML相关需求和设计的技术指导和训练服务,客户覆盖了国内各个领域的领袖企业以及各类非企业机构。

在中科院研究生院(现在的国科大)主讲的“软件需求和设计实践”硕士课程,多次被评为研究生院优秀课程。

组织翻译了《人月神话》、《人件》、《UML参考手册》、《UML精粹》、《Head First设计模式》、《企业应用架构模式》、《对象设计》、《领域驱动设计》、《彩色UML建模》、《分析模式》、《面向对象分析与设计》等数十本软件工程书籍。

著有《软件方法》一书,第三版即将出版。

受过较专业的化学训练,未受过正规的生物和医学训练。

目前致力于(1)软件工程和系统工程方法学和工具的开发(2)软件工程和系统工程方法学与生命科学的结合。

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