基于模型的案例
什么是基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）？附資料
面對復(fù)雜系統(tǒng)，使用模型來設(shè)計系統(tǒng)，能夠幫助各參與人員更加直觀的理解和表達，確保全程傳遞和使用的是基于同一模型表達，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的早期可視化和仿真，實現(xiàn)各個階段的嚴(yán)謹(jǐn)轉(zhuǎn)換和緊密跟蹤，從而提高質(zhì)量和效率，提高利益攸關(guān)者的認(rèn)可度，由此，MBSE實現(xiàn)了功能與形式的高度和諧，成為數(shù)字孿生和數(shù)字線程的技術(shù)基礎(chǔ)。
MBSE和數(shù)字線程
“這一MBSE數(shù)字線程可連接一切，在當(dāng)今的行業(yè)中，真的沒有類似的東西。”
西門子提供了基于MBSE的數(shù)字線程，用以管理和連接工程、制造、供應(yīng)鏈和項目管理中的所有數(shù)據(jù)。這一MBSE數(shù)字線程可連接一切，在當(dāng)今的行業(yè)中，真的沒有類似的東西。它能夠幫助公司和項目組協(xié)調(diào)其技術(shù)方案，能夠在整個系統(tǒng)生命周期過程中跟蹤需求和相應(yīng)的架構(gòu)實現(xiàn)，并且這一MBSE數(shù)字線程建立在靈活開放的生態(tài)系統(tǒng)之上，可以適應(yīng)各種工具的需求和系統(tǒng)建模，確保客戶在能夠在擴展MBSE能力的同時，繼續(xù)向前推進其現(xiàn)有架構(gòu)和工具。
《通過基于模型的系統(tǒng)工程 (MBSE) 統(tǒng)籌技術(shù)項目規(guī)劃》
行業(yè)經(jīng)歷大規(guī)模創(chuàng)新時會發(fā)生什么？很多美好的事情！但是，伴隨美好事情到來的，還有眾多挑戰(zhàn)，尤其是那些為了迎合航空航天和國防行業(yè)趨勢而產(chǎn)生的挑戰(zhàn)。本電子書將重點闡述當(dāng)前行業(yè)大趨勢以及如何利用基于模型的系統(tǒng)工程 (MBSE) 數(shù)字線程加快產(chǎn)品開發(fā)。
憑借基于模型的系統(tǒng)工程成為真正的數(shù)字化企業(yè)
基于模型的系統(tǒng)工程是打造數(shù)字化企業(yè)的核心所在，能夠?qū)④浖O(shè)計、機械工程、電氣工程、多領(lǐng)域建模和仿真融合在一起。
展開 MBSE建模應(yīng)用案例和實踐經(jīng)驗之基于模型的RAMS分析
通過此解決方案，汽車開發(fā)人員能夠高效地利用來自于Teamcenter的系統(tǒng)模型，利用基于模型的方法進行設(shè)計的同時，完成安全性和可靠性分析。利用基于模型的仿真對接口定義進行分類，實現(xiàn)了安全分析報告的自動化生成，同時還確保了產(chǎn)品安全分析的可追溯性。
圖-5 MADe與Teamcenter的集成RAMS方案優(yōu)勢
文章來源：Teamcenter黑帶
基于模型的系統(tǒng)工程（免費領(lǐng)PDF、白皮書、視頻）
國外把基于MBSE視為系統(tǒng)工程的“革命”、“系統(tǒng)工程的未來”、“系統(tǒng)工程的轉(zhuǎn)型”等。國內(nèi)的很多大型組織也已經(jīng)在開展了相關(guān)研究和應(yīng)用了。其中，包括大飛機和汽車等復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計。
MBSE下，工程研制工作由過去的“80%勞動、20%創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變?yōu)椤?0%勞動、80%創(chuàng)造”。
本次我們整理了《基于模型的系統(tǒng)工程》的三個PDF、視頻、音頻，以饗讀者。
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PDF：借助基于模型的系統(tǒng)工程實現(xiàn)虛擬飛機集成
飛機在相對較短的時間內(nèi)實現(xiàn)了飛躍式發(fā)展，而飛機開發(fā)流程大體上也與之同步。但是，新設(shè)計導(dǎo)致開發(fā)流程的復(fù)雜性不斷增加，令工程師和原始設(shè)備制造商們深感困惑：如何在處理好外部壓力的同時實現(xiàn)新設(shè)計呢？和汽車工業(yè)一樣，航空航天工業(yè)也面臨著來自四面八方的壓力，如監(jiān)管當(dāng)局不斷提高的環(huán)保要求，乘客不斷增加的連接性需求，以及科技公司集成未來飛機軟件的競爭勢頭。更糟糕的是，所有這些問題彼此交錯、互為關(guān)聯(lián)，孤島式方法已然不再行之有效。
對于大部分創(chuàng)新型企業(yè)而言，這并非一件壞事，而是其充分發(fā)揮復(fù)雜性的潛能并以更快的速度交付未來飛機的大好機遇。但這意味著他們需要基于模型的系統(tǒng)工程方法、恰如其分的規(guī)劃和完整的數(shù)字化雙胞胎，以處理來自模型、虛擬測試結(jié)果和供應(yīng)商的海量數(shù)據(jù)。要實現(xiàn)飛機最優(yōu)化，單純對系統(tǒng)的某個參數(shù)進行優(yōu)化還遠遠不夠，必須實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的全面優(yōu)化。這是航空業(yè)慣常所用之傳統(tǒng)的基于文檔的系統(tǒng)工程方法力所不能及的。
在系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)工程級別，可擴展多域工程工具和仿真解決方案可幫助實施基于模型的設(shè)計方法，并捕獲從組件級別到飛機系統(tǒng)級別的飛機系統(tǒng)復(fù)雜性。系統(tǒng)工程的關(guān)鍵在于理解正常運行和邊緣情況下不同物理現(xiàn)象之間的相互關(guān)系。
展開 Ansys基于模型車載嵌入式軟件解決方案
為幫助客戶應(yīng)對這些痛點及挑戰(zhàn)，Ansys 公司提供了基于模型的面向高安全性應(yīng)用的車載軟件開發(fā)解決方案-Ansys SCADE，使用戶可以基于模型的開發(fā)方式，使用內(nèi)置的自動代碼生成器自動生成符合 ISO26262 ASL D 最高安全標(biāo)準(zhǔn)的代碼，并可以輕松集成到現(xiàn)
有的 AUTOSAR 開發(fā)流程中來設(shè)計和生成應(yīng)用軟件組件，從而提高了效率，縮短了車載軟件的迭代和認(rèn)證時間。
滿足ISO26262的基于模型的車載安全嵌入式軟件解決方案
Ansys SCADE 提供了一套完整的基于模型的開發(fā)工具體系，能夠很好的覆蓋電子電器系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計過程、功能安全分析過程、嵌入式軟件開發(fā)與驗證過程。同時，該工具體系完全符合 IS026262 標(biāo)準(zhǔn)中面向安全的電子電器系統(tǒng)的開發(fā)要求和過程，支持基于 AUTOSAR 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用層架構(gòu)設(shè)計和軟件組件的開發(fā)。
基于模型的支持車載安全嵌入式軟件全生命周期開發(fā)的工具鏈
Ansys SCADE 車載安全嵌入式軟件解決方案包含從軟件架構(gòu)設(shè)計、詳細設(shè)計、代碼自動生成、軟件單元測試、集成測試、過程追溯以及相應(yīng)文檔生成的全生命周期的基于模型的開發(fā)工具鏈，客戶可根據(jù)自生需要選擇單點工具或整套工具鏈。
強大的軟件功能聯(lián)合仿真能力
用戶可以通過使用 Ansys SCADE Suite 開發(fā)的控制邏輯&算法，用 Ansys SCADE Display 開發(fā)的人機界面以及用 Ansys SCADE Test Rapid Prototype 創(chuàng)建的仿真激勵交互面板聯(lián)合使用，搭建基于 PC 的強大的閉環(huán)功能仿真環(huán)境，極大的提高了軟件功能驗證的效率，降低了對目標(biāo)平臺的依賴。
展開 
基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）的發(fā)展史以及典型應(yīng)用分析
提出了一種由狀態(tài)機圖驅(qū)動、需求-行為-結(jié)構(gòu)-參數(shù)聯(lián)合操作的任務(wù)分析模型。一些軌道設(shè)計模型(STK)和專業(yè)計算模型(Simulink)已經(jīng)集成。通過調(diào)整設(shè)計參數(shù)和任務(wù)參數(shù)，可以直接觀察到對系統(tǒng)整體運行的影響，從而大大提高系統(tǒng)的早期驗證能力。美國國防高級研究和規(guī)劃局(DARPA)于2014年啟動的“自適應(yīng)車輛制造”(AVM)項目，通過應(yīng)用基于模型的系統(tǒng)設(shè)計/分析/驗證技術(shù)，使該項目能夠在研究和開發(fā)的初始階段，在模型的基礎(chǔ)上，快速展示可行和可靠的整體系統(tǒng)方案，從而避免開發(fā)過程中的重復(fù)迭代，并顯著縮短復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)周期。國內(nèi)中航工業(yè)與國際商用機器公司合作，引進國際商用機器公司的和聲-色方法和一套完整的工具系統(tǒng)進行航空系統(tǒng)工程。在其機電一體化項目“智能伺服控制系統(tǒng)”中，將目標(biāo)系統(tǒng)分為三個頂層用例，并按照和聲-色法規(guī)的要求進行需求分析、功能分析、設(shè)計綜合等步驟，形成一個包含95種狀態(tài)的系統(tǒng)可執(zhí)行功能模型。通過仿真測試、驗證和優(yōu)化，對系統(tǒng)設(shè)計進行了優(yōu)化。為了解決飛機需求項目多、需求復(fù)雜、論證困難的問題，中國商用飛機公司采用和聲-色方法對大型飛機進行了需求-功能邏輯驗證。
MBSE多專業(yè)刀具鏈的整合
過去，由于缺乏系統(tǒng)模型，各種專業(yè)模型分散，難以進行集成應(yīng)用和多學(xué)科協(xié)同設(shè)計。系統(tǒng)模型能夠描述系統(tǒng)的完整性和頂層信息，從技術(shù)角度將多學(xué)科專業(yè)模型與數(shù)據(jù)、模型轉(zhuǎn)換和封裝方法集成在一起，成為系統(tǒng)工程過程中多學(xué)科設(shè)計的樞紐，通過系統(tǒng)模型實現(xiàn)多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化設(shè)計。
國內(nèi)外已經(jīng)為此開展了許多工作。國防高級研究計劃局將MBSE深入應(yīng)用于適應(yīng)性車輛制造(AVM)計劃，建立了基于模型的設(shè)計、分析和驗證平臺，建立了部件模型庫，提供了建模和參數(shù)化的部件以及建模的各種車輛材料的屬性庫，支持車輛的總體系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)了基于模型的仿真和仿真驗證，并支持多層次的工程分析。
展開 基于模型開發(fā)的應(yīng)用與實踐研討會邀請函【上海·北京·西安·臺北】
研討內(nèi)容
（具體日程以報名系統(tǒng)中各站更新日程表為準(zhǔn)）
新一代基于模型的開發(fā)解決方案
復(fù)雜系統(tǒng)建模在航空領(lǐng)域的成功應(yīng)用
基于模型的e-Mobility系統(tǒng)仿真
從工程仿真視角看數(shù)字孿生
Altair Activate - 基于模型的系統(tǒng)開發(fā)在多學(xué)科系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用
Altair Compose - 基于矩陣的數(shù)值計算在工程仿真中的應(yīng)用
機電一體化設(shè)計應(yīng)用案例
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用實踐
電子電器領(lǐng)域應(yīng)用實踐
注：上海站將設(shè)置現(xiàn)場虛擬駕駛系統(tǒng)及控制模塊演示、交互式硬件在環(huán)演示等；
臺北站第一天為研討會，后兩天設(shè)置專題培訓(xùn)。
展開 基于決策規(guī)劃模型的車輛軌跡預(yù)測學(xué)習(xí)方法
在規(guī)劃時，首選基于數(shù)學(xué)模型的方法[27,40,24,13]，主要由于它們能在顯式約束下計算安全軌跡的可解釋性和可靠性。相比之下，目前預(yù)測領(lǐng)域的主流是基于學(xué)習(xí)的[25]方法利用數(shù)據(jù)驅(qū)動對多智能體隱式交互進行建模。
一些基于學(xué)習(xí)的預(yù)測方法包含了目標(biāo)導(dǎo)向的思想，從計劃中推斷可能的目標(biāo)，然后使用逆強化學(xué)習(xí)[43,29]或深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[23,41]產(chǎn)生目標(biāo)條件軌跡。此外，最近的一些著作引入了新的規(guī)劃-預(yù)測耦合框架，通過考慮自車的意圖[31]和運動規(guī)劃進行周圍車輛軌跡的條件預(yù)測[35,33]。由于強調(diào)提高點級預(yù)測精度，所有這些基于學(xué)習(xí)的工作都依賴于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來處理復(fù)雜的交通環(huán)境，但不能確保在軌跡生成上施加真實的物理約束。也有文獻將兩軸車輛運動學(xué)模型[28]嵌入輸出層，以保證運動軌跡可行，但環(huán)境可行性仍未得到保證。
本研究受流行的基于采樣的車輛運動規(guī)劃范例[39,40]的啟發(fā)，該范例對受明確數(shù)學(xué)模型約束的多條軌跡進行采樣，然后根據(jù)預(yù)定義的評分函數(shù)選擇最佳軌跡。因此我們以預(yù)測目標(biāo)實時狀態(tài)和道路環(huán)境信息為信息輸入，采用基于數(shù)學(xué)模型的運動規(guī)劃器來生成預(yù)測軌跡集。然后，將基于學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)簡化為地圖環(huán)境信息與交通參與者的交互關(guān)系建模，并依此對軌跡集的可行軌跡進行排序。通過這種方式，我們創(chuàng)新性的兩階段架構(gòu)充分利用了基于數(shù)學(xué)模型的規(guī)劃和基于學(xué)習(xí)的預(yù)測，在處理復(fù)雜交互時兼顧滿足交通環(huán)境和運動學(xué)約束。
建模地圖環(huán)境信息與交通參與者的交互關(guān)系對于預(yù)測是至關(guān)重要的。Benz[44]的經(jīng)典工作是在地圖信息約束下預(yù)測駕駛行為。首先將每個目標(biāo)與其相應(yīng)的可達路徑關(guān)聯(lián)起來，然后根據(jù)目標(biāo)的狀態(tài)和地圖拓撲信息直接生成跟蹤預(yù)測軌跡。然而，它不能捕捉廣泛存在于交互驅(qū)動場景中的多智能體交互。
展開 MATLAB基于模型的設(shè)計
什么是基于模型的設(shè)計？
基于模型的設(shè)計是一種快速、經(jīng)濟高效的動態(tài)系統(tǒng)（包括控制系統(tǒng)、信號處理和通信系統(tǒng)）開發(fā)過程。在基于模型的設(shè)計中，系統(tǒng)模型是整個開發(fā)過程（從需求開發(fā)到設(shè)計、實現(xiàn)和測試）的核心。模型是在開發(fā)過程中不斷優(yōu)化的可執(zhí)行規(guī)范。完成模型開發(fā)之后，可通過仿真來顯示模型是否能夠正常工作。
如果模型中包括軟件和硬件實現(xiàn)要求，例如定點和計時行為，則您可以生成代碼進行嵌入式部署，并創(chuàng)建測試平臺進行系統(tǒng)驗證，從而節(jié)省時間并避免手動編碼錯誤。
基于模型的設(shè)計可以通過下列方式提高效率：
各項目團隊共同使用同一設(shè)計環(huán)境
將設(shè)計直接與需求掛鉤
將測試與設(shè)計相結(jié)合，以持續(xù)確定并更正錯誤
通過多域仿真優(yōu)化算法
生成嵌入式軟件代碼
開發(fā)和重用測試套件
生成文檔
通過重用設(shè)計跨多個處理器和硬件目標(biāo)部署系統(tǒng)
使用 Simulink 進行建模、仿真和分析
使用 Simulink?，您可以跳出理想化的線性模型，研究真實環(huán)境下的非線性模型，全面考慮摩擦、空氣阻力、齒輪滑動、急停以及其他描述真實現(xiàn)象的因素。您可以將 Simulink 開發(fā)環(huán)境作為在現(xiàn)實中不可能實現(xiàn)的系統(tǒng)建模和分析試驗室。
通過 Simulink 提供的工具，可對幾乎任何真實世界的問題進行建模和仿真，例如汽車離合器系統(tǒng)的行為、飛機機翼的震顫以及貨幣供給對經(jīng)濟的影響等。Simulink 還提供了對各種真實現(xiàn)象建模的示例。
建模工具
Simulink 提供了一個圖形編輯器，能夠以模塊圖形式構(gòu)建模型，就像您使用鉛筆和圖紙那樣繪制模型。Simulink 還有一個全面的模塊庫，其中包括信源模塊、信宿模塊、線性和非線性元件模塊以及連接器模塊。
展開 基于項目區(qū)域和流的MBSE模型管理與共享技術(shù)研究
作者：陳進文 李利 錢志偉 江西洪都航空工業(yè)集團有限責(zé)任公司
導(dǎo)讀：本文通過MBSE模型多維度分類、基于項目區(qū)域的MBSE模型組織方法、基于流的模型版本管理方法等技術(shù)研究，實現(xiàn)不同項目、異構(gòu)分散的各類MBSE模型集中管理與共享，提高模型檢索和共享的效率，促進基于模型的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計。
1前言
隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，基于模型的系統(tǒng)工程（Model Based System Engineering，MBSE）成為系統(tǒng)工程發(fā)展的最新方向，強調(diào)將模型作為系統(tǒng)設(shè)計的核心[1]。MBSE是解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的有效手段，它改變了傳統(tǒng)以文檔方式傳遞信息的設(shè)計模式，通過可視化和圖形化的系統(tǒng)模型更加清晰和準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)功能和行為[2]，在設(shè)計早期對方案和架構(gòu)進行修正，從而有效地提升復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計效率和質(zhì)量。
經(jīng)過多年的探索與實踐，洪都公司已經(jīng)在MBSE領(lǐng)域積累了寶貴的經(jīng)驗，實現(xiàn)多個型號全機需求管理，基于SysML語言[3]建立了飛機級、航電、飛控、環(huán)控、燃油等系統(tǒng)功能邏輯模型，基于Modelica語言[4]建立了起落架系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)多學(xué)科仿真模型庫，形成了需求管理、系統(tǒng)定義、功能分析、架構(gòu)設(shè)計、建模與仿真驗證能力。但仍存在以下問題：
（1）項目研制過程中產(chǎn)生的MBSE模型大多存放在本地管理，缺乏統(tǒng)一的平臺管理，如需求模型、需求模板等在需求管理軟件中管理，功能模型、邏輯模型和物理特性模型在本地管理，模型檢索和共享十分不便，同時未實現(xiàn)以項目為牽引的模型管理，增加了企業(yè)資源維護成本，模型管理與共享效率低。
展開 借助基于模型的系統(tǒng)工程 (MBSE) 應(yīng)對如今的汽車行業(yè)和可持續(xù)發(fā)展難題
基于模型的集成式系統(tǒng)工程方法恰好可以發(fā)揮用武之地，助力您的團隊開始集成并保持集成。
這樣一來，就可以每次都在正確的時機交付正確的車輛。
詳細了解軟件和系統(tǒng)工程，推動改變汽車駕駛的變革。
借助西門子基于模型的系統(tǒng)工程 (MBSE) 應(yīng)對汽車開發(fā)的復(fù)雜性問題
在本電子書中，CIMdata 探討了汽車行業(yè)普遍面臨的諸多挑戰(zhàn)，因為軟件如今已成為汽車中最關(guān)鍵的一個方面。這導(dǎo)致客戶和政府機構(gòu)提出了越來越多的要求。最終，這便導(dǎo)致汽車的復(fù)雜性遠遠超過了汽車制造商先前所開發(fā)的汽車。汽車制造商該如何應(yīng)對呢？他們?nèi)绾谓鉀Q這些難題，并搶在競爭對手之前解決呢？基于模型的集成式系統(tǒng)工程 (MBSE) 方法能夠幫助打造這樣的車輛。
推動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，滿足并超越政府法規(guī)要求
隨著消費者對于更加清潔、更加環(huán)保的車輛需求的不斷增加，各個國家和地區(qū)政府機構(gòu)紛紛頒布各項法律法規(guī)，以推動汽車行業(yè)的進一步可持續(xù)發(fā)展。實際上，已經(jīng)有 13 個國家和 31 個地區(qū)政府機構(gòu)宣布實施逐步禁止內(nèi)燃機車輛銷售的計劃。從挪威到法國、英國等國家正在推進相應(yīng)計劃，旨在于未來 10-20 年內(nèi)實現(xiàn)這一目標(biāo)。汽車制造商目前面臨著嚴(yán)峻的現(xiàn)實，即如何應(yīng)對這樣大規(guī)模的行業(yè)變革。鑒于其中涉及的復(fù)雜程度較高，基于模型的系統(tǒng)工程 (MBSE) 方法恰好可以助您一臂之力。
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展開 基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）技術(shù)研討會在神軟創(chuàng)新驗證中心召開
近日，由神軟與達索系統(tǒng)聯(lián)合舉辦的面向航天行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)系列研討會活動首次會議——基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）技術(shù)研討會在神軟創(chuàng)新驗證中心召開，為新理念、新動能，引領(lǐng)航天數(shù)字化轉(zhuǎn)型的行業(yè)前沿系列技術(shù)研討活動拉開帷幕。
本次研討會邀請到來自航天科技集團公司和各院所領(lǐng)導(dǎo)以及領(lǐng)域技術(shù)專家等150余人參加。會議在北京神軟創(chuàng)新體驗中心設(shè)立主會場，在上海、西安、成都設(shè)有視頻分會場。
為了使得我國航天等領(lǐng)域用戶更好地了解基于模型的系統(tǒng)工程解決方案，跟蹤技術(shù)最新發(fā)展,共同探討其在航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，會議邀請了達索系統(tǒng)航天行業(yè)技術(shù)總監(jiān)李和良博士，分享了航天行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型策略與方向，以及達索系統(tǒng)
3DEXPERIENCE平臺支持航天企業(yè)轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)基于模型企業(yè)所需的關(guān)鍵技術(shù)要點。同時研討會上還基于MBSE解決方案和國內(nèi)外企業(yè)推行MBSE的案例，介紹了企業(yè)部署落地基于模型的系統(tǒng)工程的經(jīng)驗和教訓(xùn)。
交流環(huán)節(jié)，與會專家就MBSE技術(shù)如何應(yīng)用在國內(nèi)航天建設(shè)、在推進MBSE的項目中軟件供應(yīng)商和企業(yè)如何進行分工合作、如何與企業(yè)已有的管理系統(tǒng)之間集成等問題進行了熱烈的討論。
會后，各方來賓到神軟創(chuàng)新驗證中心進行了參觀體驗，基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）技術(shù)研討會圓滿結(jié)束。與會專家一致希望后續(xù)能夠有更多更為深入的交流活動，推動MBSE在航天等領(lǐng)域探索性驗證應(yīng)用，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級做出貢獻。
展開 
淺談基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）技術(shù)
基于模型的系統(tǒng)工程將系統(tǒng)的設(shè)計過程分解為需求（requirements）定義-功能（function）分析-邏輯（logical）設(shè)計-3D物理（physical）設(shè)計過程，簡稱為RFLP。RFLP貫穿于產(chǎn)品概念設(shè)計、方案設(shè)計、詳細初步設(shè)計以及詳細設(shè)計整個研制階段中，對應(yīng)于每個階段、每個設(shè)計層級（飛機級、系統(tǒng)級、分系統(tǒng)級、設(shè)備級）、每個系統(tǒng)(燃油系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等)構(gòu)建相應(yīng)的R模型、F模型、L模型和P模型，從而實現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)需求、架構(gòu)、功能、行為等不同層面的建模，基于模型支撐整個系統(tǒng)的需求、設(shè)計、分析、驗證和確認(rèn)等活動，實現(xiàn)整個設(shè)計過程的數(shù)據(jù)追溯。基于Ｖ模式的MBSE技術(shù)的分層設(shè)計過程如圖3所示。
圖3 機電系統(tǒng)分層V模式MBSE技術(shù)
圖3的上半部分為系統(tǒng)工程的V研制過程。左側(cè)描述了自頂向下設(shè)計過程：在R層通過捕獲客戶需求，進行設(shè)計需求的定義，將捕獲的需求進行分類、分層的結(jié)構(gòu)化組織和管理；在F層構(gòu)建系統(tǒng)功能分析模型，進行系統(tǒng)功能的分析，構(gòu)建系統(tǒng)的功能架構(gòu)，對功能需求進行驗證，并建立功能設(shè)計數(shù)據(jù)和需求之間的追溯關(guān)系；考慮各項性能需求，在L層進行系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計，進行系統(tǒng)仿真模型的構(gòu)建，進行系統(tǒng)綜合設(shè)計方案的論證，經(jīng)過權(quán)衡分析，確定綜合性能最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計方案，建立邏輯設(shè)計數(shù)據(jù)和功能設(shè)計數(shù)據(jù)或者需求間的追溯關(guān)系；在P層，進行各系統(tǒng)的3D結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)設(shè)計，進行物理樣機的幾何審查，并建立物理和邏輯、功能以及需求數(shù)據(jù)之間的追溯關(guān)系。右側(cè)描述了自底向上的測試、集成和驗證過程：首先進行各設(shè)計單元獨立的測試，然后逐級向上集成為分系統(tǒng)、系統(tǒng)，進行各級需求的驗證，不滿足系統(tǒng)功能、性能、外形、重量等設(shè)計要求的，追蹤到相應(yīng)的設(shè)計層，進行相應(yīng)的設(shè)計更改，并重新進行測試、集成和驗證過程。最終，確認(rèn)系統(tǒng)的整個設(shè)計是否滿足客戶的需求，是否達到客戶的期望。
展開 基于模型的系統(tǒng)工程MBSE探索和實踐
分科而學(xué),嚴(yán)重阻礙復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展,如土木工程、機械工程、電氣工程、化學(xué)工程、控制工程、電子工程、光學(xué)工程等
(4)為什么我們需要系統(tǒng)工程模型
傳統(tǒng)系統(tǒng)工程面臨的挑戰(zhàn)：高復(fù)雜,高并行,高不確定性,高風(fēng)險
避免無意識下被他人從高價值鏈端降維打擊要樹立升維思考意識。目前企業(yè)的數(shù)字化僅僅是信息化,缺少數(shù)字化的模型,只有信息化文檔和人腦；知識傳承困難,無法站在巨人肩膀上敏捷迭代。
系統(tǒng)工程
a.企業(yè)挑戰(zhàn):
·市場時機。
·提高質(zhì)量并優(yōu)化解決方案。
b.系統(tǒng)工程挑戰(zhàn):
·工程師無法理解產(chǎn)品的復(fù)雜性。
·開發(fā)基于部分和子系統(tǒng)，缺乏從系統(tǒng)角度和利益相關(guān)者需求的整體觀點，這導(dǎo)致它難以驗證和證實，從而增加了開發(fā)時間和成本。
c.常見挑戰(zhàn):
·在開發(fā)過程中丟失的領(lǐng)域知識。
·無法識別和管理風(fēng)險。
·子系統(tǒng)間不一致的信息和接口。
·工程師很難從自上而下的系統(tǒng)視角理解產(chǎn)品。
·文件準(zhǔn)備對每個人來說都是耗時的任務(wù)。
2.基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)的價值與目標(biāo)
國內(nèi)公司面臨卡脖子問題,如何發(fā)揮MBSE的價值。基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)是模型的正式應(yīng)用，以支持系統(tǒng)要求、設(shè)計、分析、核查和驗證活動，這些活動始于概念設(shè)計階段，并貫穿整個開發(fā)和生命周期的后期階段。
—INCOSE SE Vision 2020( INCOSE-TP-2004-004-02，2007年9月)
(1)基于模型的系統(tǒng)工程視野
通過提高和顯著降低可行性研究、權(quán)衡分析和影響分析的成本來避免災(zāi)難性錯誤。模型所捕獲的關(guān)于系統(tǒng)的整個規(guī)范集是一個科學(xué)和工程信息的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。而不是分散在一組不可搜索、不可導(dǎo)航的文檔中，需要專門的人員來管理。
(2)MBSE價值觀
·有助于理解問題。
·開發(fā)基于標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)架構(gòu)來改進。
展開 MBSE:基于模型的系統(tǒng)工程在航空發(fā)動機控制設(shè)計中的應(yīng)用
導(dǎo)讀：基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）采用模型的表達方法描述系統(tǒng)的整個生命周期過程中需求、設(shè)計等活動，以其無歧義、模塊化等優(yōu)點迅速覆蓋了航空航天、船舶等相關(guān)工程領(lǐng)域。本文總結(jié)了 MBSE的方法論、建模語言和建模工具，通過不同角度對不同方法、工具進行對比，為尋找適合航空發(fā)動機功能建模的解決方案進行了初步探索。
作者：郭宇 臧睿 周璐莎 王佳川 葉祖趙 | 來源：科技導(dǎo)報
在系統(tǒng)工程初期階段，系統(tǒng)產(chǎn)生的信息均以文檔形式描述和記錄。但是隨著系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷提高，基于文檔的系統(tǒng)工程面臨的困難越來越突出，如信息表示不準(zhǔn)確造成歧義、難以從海量文檔中查找所需信息、無法與其他工程領(lǐng)域的設(shè)計相銜接（如軟件、機械、電子等）。于是基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）應(yīng)運而生，這也是未來系統(tǒng)工程發(fā)展的必然趨勢。
基于模型的系統(tǒng)工程
MBSE基本概念
國際系統(tǒng)工程學(xué)會（International Council of Systems Engineering，INCOSE）在 2007 年提出了基于模型的系統(tǒng)工程，它是系統(tǒng)工程領(lǐng)域發(fā)展的一種基于模型表達的方法。一方面，MBSE 通過標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)建模語言構(gòu)建需求模型、功能模型、架構(gòu)模型，實現(xiàn)需求、功能到物理架構(gòu)的分解和分配；另一方面，MBSE通過模型執(zhí)行實現(xiàn)系統(tǒng)需求和功能邏輯的確認(rèn)和驗證，并驅(qū)動產(chǎn)品設(shè)計、實現(xiàn)、測試、綜合、驗證和確認(rèn)環(huán)節(jié)。
展開 搶“鮮”看：基于模型開發(fā)的應(yīng)用與實踐研討會【演講嘉賓&日程更新】
2018年6月5日-6月15日，Altair基于模型開發(fā)的應(yīng)用與實踐研討會將分別在上海、北京、西安和臺北四大城市召開。
本次研討會將由Altair國內(nèi)外專家對Altair基于模型的開發(fā)方案及應(yīng)用做系統(tǒng)介紹，典型應(yīng)用場景包括機電一體化、系統(tǒng)控制以及e-Mobility、IoT、Digital Twin等，并邀請相關(guān)研究領(lǐng)域的專家交流最新研究成果，來自航空航天、汽車、電子電器等行業(yè)資深用戶分享應(yīng)用經(jīng)驗，共同探討基于模型的系統(tǒng)工程及實踐。
日程安排（以各站當(dāng)天發(fā)布日程為準(zhǔn)）
6月5日 上海站
注：上海站還將設(shè)置現(xiàn)場虛擬駕駛系統(tǒng)及控制模塊演示、交互式硬件在環(huán)演示等
6月7日 北京站
6月11日 西安站
演講嘉賓（持續(xù)更新中）
1、
Jim Ryan（美國）
全球戰(zhàn)略總監(jiān)
Altair
美國斯坦福大學(xué)機械工程碩士，工程軟件和技術(shù)服務(wù)專家，30年跨國公司工作經(jīng)驗。
2、
Livio Mariano（意大利）
Math & System技術(shù)專家
Altair
在基于模型的開發(fā)設(shè)計、復(fù)雜系統(tǒng)建模、多體動力學(xué)等領(lǐng)域超過7年工程經(jīng)驗，多個國際項目負責(zé)人。
3、
吳一帆
研究員
北京控制工程研究所
現(xiàn)任職北京控制工程研究所副所長，負責(zé)信息化建設(shè)以及供應(yīng)鏈管理。
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