MBSE | 創新藍圖：系統架構模型的重要性

Ansys中國

2025年10月14日 17:17

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本文原刊登于Ansys.com：《Blueprint for Innovation: The Importance of System Architecture Models》

作者：Caty Fairclough | Ansys市場傳播經理

編輯整理：傅金泉 | Ansys首席應用工程師

當今的技術發展日新月異，可能稍不留神，人們就會錯過一項重大的技術發展。我們可以發現，在各行各業中，如自動駕駛汽車等新興技術及相關產品正日益復雜化。

因此，工程師和設計人員面臨著新的挑戰，而傳統的系統工程流程已難以為繼。此外，企業規模越來越大、越來越復雜，這會進一步加劇挑戰，因此需要可擴展且可供所有利益相關方訪問的解決方案。

以設計無人駕駛月球車為例，該月球車將探索月球表面，并為研究人員收集重要數據。月球車的復雜設計不僅依賴于最新技術，還依賴于具有多學科背景的大型研究團隊的專業知識。

月球上的月球車

為了正確地開展協作，研究人員需要一種有效共享信息的方法，確保他們都在使用最新的設計迭代，并確認所有設計階段都符合安全標準，而上述這些步驟都隨著設計的日益復雜而變得更具挑戰性。

什么解決方案有可能改善這種情況呢？航空航天與國防（A&D）、汽車、高科技和醫療等眾多行業的研究人員，都在利用系統架構模型（SAM）來應對這些現代挑戰。為了一探究竟，我們來深入了解一下為什么各行各業的工程師都在使用SAM。

在快速變化的領域開發日益復雜的技術

首先，作為基礎背景，我們先來探討基于模型的系統工程（MBSE），這是一種不斷發展的方法，它利用數字系統和模型而不是文檔，來設計、制造和維護復雜系統。

MBSE并不依賴傳統的靜態文檔，而是通過創建和使用數字系統和工程領域模型，來促進關鍵信息、反饋和需求的交換。

對于現代工程師而言，MBSE提供了一種結構化、系統化的方法來解決復雜的工程問題，從而簡化開發流程并提高效率。MBSE包括三個主要組成部分：

1. 統領性的SAM

在SAM中，所設計的系統由一系列描述系統物理和功能架構的連接方框圖表示。SAM還包含系統所需達到的質量和功能的綜合列表。

在MBSE中，SAM是待研究系統架構的真相源。盡管SAM詳細描述了該系統，但不能單獨使用它來查看系統是否符合要求。這時，就需要MBSE流程的第二個組成部分。

2. 工程仿真軟件

接下來，可以使用工程仿真軟件來確定SAM需求。例如，設計無人駕駛月球車的工程師需要確保其設計的所有部分都能在極端溫度下運行。為了解決這一問題，他們可以使用工程仿真軟件來運行熱和結構分析，以查看其設計是否能夠勝任任務。

這種類型的軟件通常需要進行大量計算，尤其是在采用綜合多物理場方法時，這時就需要MBSE中的第三個部分。

將SAM連接到工程工具

3. 集中式計算中心

集中式計算中心可用于集成SAM，執行工程仿真軟件功能以及存儲MBSE結果。因此，您可以將計算中心視為數字主線，它能夠將MBSE的所有部分結合并鏈接在一起。

利用Ansys SAM解決現代工程挑戰

Ansys系統架構建模器（SAM）功能是一款強大的工具，可以解決現代工程師面臨的許多問題。

Ansys系統架構建模器（SAM）

大型團隊的一大挑戰是，當人們處理同一個項目的不同版本時，可能會出現錯誤。SAM工具可作為所有項目工作人員的權威真相源（ASOT），從而解決這一問題。當使用SAM功能時，您就擁有了所有工程師都能訪問、但不能單獨進行修改的集中式數字模型。此外，該功能還可確保每個人都可以在整個產品生命周期中追溯需求。因此，團隊能夠充滿信心，確保其數據的一致性、完整性、準確性和合規性。

如果大型團隊無法同時在一個項目上開展協作，也會出現問題。使用Web原生SAM功能，多個用戶就可以同時處理同一模型。這樣，您就可以實時看到其他用戶在執行什么操作。如果任何用戶進行了更改，系統將自動將更改同步到整個模型中，并由軟件檢查內部一致性和準確性，以保持數據質量。這意味著您的項目將在整個組織中變得可訪問和可擴展，從而提高運營效率。