“基于模型的系統(tǒng)工程 (MBSE) 為協(xié)調(diào)航空航天和國(guó)防工程 操作

提供 了一種全新的方式--囊括了整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)生命周期”

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MBSE是什么？

    “MBSE”是“基于模型的系統(tǒng)工程”的英文“Model-Based Systems Engineering”的首字母縮寫。從字面意思能看出MBSE這個(gè)概念有三個(gè)核心的概念“系統(tǒng)”、“系統(tǒng)工程”、“基于模型”。我們從“國(guó)際系統(tǒng)工程協(xié)會(huì)”（INCOSE）的出版物“系統(tǒng)工程手冊(cè)”中摘錄上面三個(gè)概念的定義如下： 
    “系統(tǒng)”（System）：系統(tǒng)是相互作用的多個(gè)部分組成的為完成特定目的的一個(gè)整體。從這個(gè)基本概念看，這個(gè)世界上很多東西都可以稱為“系統(tǒng)”。但是工程技術(shù)人員的研究領(lǐng)域中，這個(gè)“系統(tǒng)”主要是指軟、硬件組成的產(chǎn)品、平臺(tái)等。這個(gè)“系統(tǒng)”也包括其中的流程、人員、信息、技術(shù)和設(shè)施等。至于純“人”的社會(huì)系統(tǒng)則不是這個(gè)技術(shù)研究的范圍。

    “系統(tǒng)工程”（SE，Systems Engineering）：系統(tǒng)工程是一種使系統(tǒng)能夠成功實(shí)現(xiàn)的跨學(xué)科的方法和手段。“系統(tǒng)工程”工作包括：在“系統(tǒng)”開發(fā)周期的早期階段定義客戶需求及功能，并文檔化。然后進(jìn)行設(shè)計(jì)綜合和系統(tǒng)確認(rèn)。同時(shí)考慮整個(gè)系統(tǒng)各方面的問題，包括系統(tǒng)運(yùn)行、成本、進(jìn)度、性能、培訓(xùn)、支持、試驗(yàn)、制造和銷毀等。這里的“系統(tǒng)工程”簡(jiǎn)單說指的是產(chǎn)品研發(fā)過程的技術(shù)方法。

    “基于模型的系統(tǒng)工程”（MBSE）：“支持以概念設(shè)計(jì)階段開始，并持續(xù)貫穿于開發(fā)和后期的生命周期階段的系統(tǒng)需求、設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證和確認(rèn)活動(dòng)的正規(guī)化建模應(yīng)用。”用通俗一點(diǎn)語言解釋的話，MBSE就是開發(fā)一個(gè)產(chǎn)品、平臺(tái)的時(shí)候，把產(chǎn)品、平臺(tái)研發(fā)中涉及到的各個(gè)方面用“計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型”方式建立起來，形成一個(gè)統(tǒng)一的“系統(tǒng)模型”。

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MBSE有什么用？

 Q:MBSE有什么用，也就是建立那個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)化的“系統(tǒng)模型”有啥用？

    在沒有使用MBSE技術(shù)之前，“系統(tǒng)工程”工作成果就是一堆的“文檔”。這些文檔也是電子化的，只不過它們都是“非結(jié)構(gòu)化”的數(shù)據(jù)，不能稱為“模型”數(shù)據(jù)。相比“基于文檔的系統(tǒng)工程”方法，MBSE方法具有很多優(yōu)勢(shì)。

    在INCOSE 的《系統(tǒng)工程手冊(cè)》中，總結(jié)了以下幾點(diǎn)MBSE的好處：

01改善了開發(fā)系統(tǒng)的利益相關(guān)者（客戶、項(xiàng)目管理人員、系統(tǒng)工程師、軟硬件工程師、測(cè)試人員和各專業(yè)工程學(xué)科的人員）之間的溝通。

02通過使系統(tǒng)模型能夠被從多個(gè)側(cè)面進(jìn)行觀察，以及提供變更影響分析的能力， 提高了管理復(fù)雜系統(tǒng)的能力。

03通過提供可評(píng)估一致性、正確性和完善性的無歧義的且精確的系統(tǒng)模型，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

04通過以更加標(biāo)準(zhǔn)化的方式捕獲信息并高效地利用模型驅(qū)動(dòng)方法固有的內(nèi)置抽象機(jī)制，增強(qiáng)知識(shí)捕獲及信息的復(fù)用。這會(huì)導(dǎo)致縮短開發(fā)周期和更低的維護(hù)成本，以改進(jìn)設(shè)計(jì)。

05通過提供概念清晰且無歧義的表達(dá)，提升教授與學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程基本原理的能力。學(xué)會(huì)了MBSE，就掌握了系統(tǒng)工程的方法。

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如何把MBSE應(yīng)用到航空航天？

A：多年來，航空航天和國(guó)防工程一直處于難以為繼的困境中，研發(fā)周期延長(zhǎng)，研發(fā)成本飛漲。與世界上所有其他工程一樣，面臨著不斷創(chuàng)新、快速交付和降低成本的壓力。

正如本文所述， 基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）方法有望在所有這些領(lǐng)域中讓行業(yè)獲得收益。下面我們介紹通過采用MBSE獲得成功的方法，以及在數(shù)字化過程中要謹(jǐn)記的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

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（完）