MBSE
關注創建者：jiangchen1471 創建時間：2019-03-14
MBSE的視頻教程
如何通過產品定義和基于模型的系統工程 (MBSE) 應對現代汽車開發的復雜性
在本次網絡研討會中，您可以了解集成式基于模型的系統工程 (MBSE) 方法如何幫助應對這些行業挑戰所帶來的復雜性。 使用 MBSE 方法輕松管理現代車輛不斷演變的產品定義 利用產品開發過程的概念階段，并通過多領域架構中的功能和系統建模來整合全面的參數和需求管理。借助集成式基于模型的系統工程 (MBSE) 方法，可以改變車輛規劃、管理和交付的方式。
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創新性的航空/航天系統級的分析工具
是基于模型的系統工程（Model Based System Engineering，以下簡稱MBSE），即通過應用模型來支持系統的需求定義、設計、分析、校核和驗證，從概念設計階段開始一直貫穿整個開發流程。能對航空、航天的多個系統進行有效分析。能很好的與各種3D CAD分析軟件結合提供高效、準確的建模工具。為系統級的優化與分析提供良好的工具。
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MBSE的實例教程
圖5 mbse.tools/網站對MagicDraw的評價[9]
Rhapsody的評語為：Rational Rhapsody Designer is a solid choice as a MBSE that supports model-based simulation and execution. Recommended as a MBSE tool with intermediate-level support for model-based simulation and execution capabilities.
圖6 mbse.tools/網站對Rhapsody的評價[10]
關于MBSE相關的軟件功能，應該說MagicDraw、Rhapsody各有千秋；綜合與標準的符合性、軟件易用性和價格等因素后，MagicDraw稍勝一籌。這一結果與OMG發布的MBSE建模工具項目滿意度結論一致（圖7）。
圖7 MBSE建模工具項目滿意度[5]
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MBSE方法學
SysML有九種相互關聯、可部分仿真執行的模型圖，其軟件工具必定復雜難學。所以，破解軟件功能和易用性這對矛盾就是靠MBSE方法學。除了軟件功能，實施方法學也是MBSE整體解決方案的重要組成部分。用戶畫的各種模型圖都質量好壞的差別，對于同一問題系統，模型存在最優解甚至標準解，如何提高建模質量就是方法學要解決的問題。
展開 圖3 基于文檔和基于模型的區別
所以，開篇提到的把“系統工程”等價為MBSE，或者簡單的認為MBSE就是SysML建模都是片面的，也是不準確的。
那為什么這么多人都認為MBSE就是SysML建模的等同概念呢？
其實這主要是以下幾個方面的原因疊加造成的認知片面導致的。
系統建模工具廠商刻意宣傳的效果，尤其是SysML工具的供應商基本宣傳策略就是構建MBSE能力就是掌握SysML系統建模應用；
產品設計經歷了逆向仿制到正向創新的發展過程，在正向創新的產品開發流程中亟需提高和完善的能力是需求工程和系統功能分析與分配。主要集中在V流程的左半邊，越往上越欠缺。如圖 4黃色虛線圈的位置。因為欠缺，所以更關注，也就造成了用MBSE“指代”需要提高能力的那部分內容；
MBSE應用的最大優勢之一是在設計的前期充分的開展需求分析和功能分析，通過架構權衡實現早期設計缺陷的識別，并及時修復。這是一種研發范式的轉變，如圖 5所示。通過這種新范式可減少后期缺陷的數量，降低修復缺陷的經濟成本和時間成本。
一般，以上對應的MBSE內容我們姑且定義為狹義的MBSE，那么，狹義的MBSE包括需求捕獲、需求撰寫、需求分析、系統建模、功能和邏輯分析、系統仿真、需求驗證、需求和模型管理等。如此，勉強可以認為（狹義的）MBSE就是SysML建模與分析。這也是目前大多數人對MBSE概念認知的范圍。在此還是倡議溝通交流中能明確界定概念，避免造成MBSE概念和范圍的混亂，甚至認知誤區，這對于長遠發展MBSE是不利的。
展開 5 MBSE的采用和改進
FSDM已經開始使用建模框架來表達新的飛行系統硬件設計，即科學儀器和樣品緩存系統，并已擴展到考慮電氣符合等具有概念性的功能，同時還能夠在為更廣泛的團隊成員提供生成產品技術文檔。事實上，我們的努力已經變成了設計表達、接口和質量的標準，允許FSSE團隊把大部分時間花在設計新元素上。此外，設計團隊開始將FSDM擴展到他們特定的主題領域。目前有一個端到端的信息系統（EEIS）原型工作正在進行中，希望連接FSDM的數據接口，將其進一步擴展以連接到地面數據系統（GDS）模型。最終的EEIS模型將用來更加精準的評估MSL和Mars2020運行差異。
當兩年前FSDM工作開始時，FSSE團隊的很大一部分人不熟悉SysML和與之配套的建模軟件。6位MBSE專業人員加入到團隊引導設計實踐。首先，六名MBSE專業人員的工作人員用MSL的歷史數據填充了FSDM的飛行設計信息。在六個月的時間里，整體框架被確定，大量的模型被梳理并創建，并從這些生成初步文件。當時因為MBSE專業人員中的一個成員轉移到其他項目，導致剩下的FSSE團隊成員維持并為項目付出更大的努力。FSSE團隊使用MBSE的一個障礙是，所有人員不能每天都有時間開展MBSE的學習。該小組嘗試通過利用公司的MBSE wiki門戶，其中包含MBSE相關軟件、網站、文檔和視頻的鏈接來實現成員的培訓，以及發布學習計劃、制定個人目標、學習成果分享等。MBSE專業人員中另一位培訓師將注意力集中在如何使用模型生成擴展報告上面。此外，MBSE培訓師也要負責模型設計的具體工作。MBSE的實踐是一個真正的雙向工作，MBSE培訓師們也要學習Mars2020產品的其他專業知識。
在系統工程師的日常工作流程中引入MBSE還有很多工作要做。而模型作為設計的權威來源，FSSE團隊成員仍在探索其他輔助工具來提高他們的工作效率。
展開 由于某些項目的復雜性，MBSE確實非常出色，因為很難想象在沒有MBSE類型工具的情況下能夠管理復雜性。用戶、開發人員以及其它利益相關方等可以通過MBSE更好地了解系統、內部系統之間的交互（接口）以及系統外部的系統。同樣在復雜的系統中，有許多需求具有依賴性——既有消極的，也有積極的——其中一個需求的改變需要另一個需求改變。對于復雜的系統，MBSE幫助您開發一組完整、正確和一致的需求。
同樣對于復雜的系統，如果您已經對系統和相應的需求進行了建模，那么該工具是能夠管理更改的先決條件。改變發生了。MBSE工具使您能夠更好地訪問更改對其余需求和系統的影響。如果有人更改了性能需求，該更改如何影響需求集和最終設計？對于復雜系統，MBSE工具確實是準確評估這些類型影響的唯一方法。對于具有較小需求集的簡單系統，這不是一個大問題。
圖出處：參考文獻3
“一次性”使用是這個問題的焦點。一次性指的是在項目期間和產品交付后使用該工具。誠然，傳統的項目具有明確的起點和終點。那就是項目可能是開發和交付產品。然而，在一些項目中，一旦產品交付，團隊將不再參與產品。在這種情況下，與MBSE方法相關的成本、投入精力等可能體現不出太多好處，特別是對于小型和簡單的項目。當然，對大型項目和復雜項目而言，很少有團隊能夠成為甩手掌柜，不再參與產品以及后續的相關工作。
從項目投資的考量
采用MBSE需
要大量的前期投資，特別是如果以前沒有考慮過的話。
這還包括確定一個有效的投資策略，準確的成本估計和量化其投資回報。
并不是所有的公司都有所需的預算和時間。也有可能是
為運行項目引入了額外的MBSE成本。
選擇錯誤的策略可能會抵消掉使用MBSE帶來的好處。
從使用MBSE的目的和范圍考量
采用MBSE的關鍵基礎之一是明確的目的和范圍（原因和什么）。
展開 MBSE技術從理論到實踐，逐漸在一些企業得到應用，在國內掀起了一股熱潮。究竟MBSE是什么，如何學習和應用，本文做了一個入門的簡單介紹。在文章最后，列出了作者學習MBSE技術中接觸到的一些參考資料，推薦給讀者，希望對大家學習MBSE技術有用。
目錄
1.MBSE是什么？
2.MBSE有什么用？
3.MBSE的方法有哪些？
4.MBSE怎么學習?
------------------------------------------------以下正文------------------------------------------------------
1.MBSE是什么？
“MBSE”是“基于模型的系統工程”的英文“Model-Based Systems Engineering”的首字母縮寫。從字面意思能看出MBSE這個概念有三個核心的概念“系統”、“系統工程”、“基于模型”。我們從“國際系統工程協會”（INCOSE）的出版物“系統工程手冊”中摘錄上面三個概念的定義如下：
“系統”（System）：系統是相互作用的多個部分組成的為完成特定目的的一個整體。從這個基本概念看，這個世界上很多東西都可以稱為“系統”。但是工程技術人員的研究領域中，這個“系統”主要是指軟、硬件組成的產品、平臺等。這個“系統”也包括其中的流程、人員、信息、技術和設施等。至于純“人”的社會系統則不是這個技術研究的范圍。
“系統工程”（SE，Systems Engineering）：系統工程是一種使系統能夠成功實現的跨學科的方法和手段。“系統工程”工作包括：在“系統”開發周期的早期階段定義客戶需求及功能，并文檔化。然后進行設計綜合和系統確認。同時考慮整個系統各方面的問題，包括系統運行、成本、進度、性能、培訓、支持、試驗、制造和銷毀等。
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MBSE的相關專題、標簽、搜索
MBSE的最新內容
四項目、數據與工程方法論的智能貫通
在V2026版本中，進一步強化項目與數據層能力，增強平臺項目管理過程中研發數據與工程過程的一體化治理能力：
設計、仿真、驗證數據統一納管，減少數據孤島；
項目過程與交付物結構化管理，提升研發可追溯性；
結合IPD理念與MBSE方法，將平臺能力上移至工程體系層面。
其他有關數字孿生、基于模型的系統工程（MBSE）和數字工程的更新包括：
Ansys CoSim，一款全新的分布式協同仿真產品，通過協調的工作流程連接多個系統級工具，使每個子系統都能在其原生環境中運行，同時無縫交換數據。其同步算法支持獨立的時間步長，以實現快速、準確的多物理場驗證，從而提高互操作性，并在系統仿真、MBSE和自動駕駛開發中加速系統級分析。
一期一會 | 什么是渦輪機？6個月前
在完成系統映射后，工程師會使用基于模型的系統工程（MBSE）工具（如Ansys ModelCenter軟件），確保在整個系統范圍內對每個組件進行優化。
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。
對話2：medini analyze的演示與應用
時間：9月11日 17:00-18:00
專家介紹：
沈軼燁 | Ansys主任應用工程師
2003年上海大學物理系本科畢業，2011年加入Ansys公司，負責SCADE產品和medini產品的推廣介紹和技術支持，熟悉航空航天、軌道交通、核能重工、汽車電子等多個安全關鍵行業的標準與流程(INOCSE,MBSE, DO-178B
此外，憑借基于模型的系統工程（MBSE）中的增強功能，團隊能夠從統一的數據來源開展協作，確保數字連續性和跨團隊協作。
擴展的Python兼容性增加了額外的靈活性，使工程師能夠創建定制自動化，從而加速工作流程，增強數據管理并確保項目可重復性。
對話2：medini analyze的演示與應用
時間：9月11日 17:00-18:00
專家介紹：
沈軼燁 | Ansys主任應用工程師
2003年上海大學物理系本科畢業，2011年加入Ansys公司，負責SCADE產品和medini產品的推廣介紹和技術支持，熟悉航空航天、軌道交通、核能重工、汽車電子等多個安全關鍵行業的標準與流程(INOCSE,MBSE, DO-178B
</p><p>Ansys基于SysML v2開發了MBSE解決方案，該方案支持了SysML v2的先進特性，基于先進的Web技術，提供強大的多人協同，并與各種不同保真度的工程或學科模型很好集成，無縫地支持了數字工程的實施。
本次演講將展示基于模型的系統工程 (MBSE) 如何實現仿真工作流程、基于場景的驗證和基于云的解決方案的無縫集成，將重點介紹高保真仿真和全面的測試生態系統如何在確保符合 NCAP 和 FMVSS 安全標準的同時降低成本并加快開發速度。
其中，大部分研究院所都重點介紹了基于模型的設計（MBD）和基于模型的企業（MBE）相關轉型思路——無論是從貫穿全周期的模型驅動，還是基于云的模型化研發，亦或是MBSE的三維產品模型延展，都說明了航空航天領域在當前階段的數字化轉型重心，同時也揭露了國產工業軟件的新一代產品或解決方案的機遇。
