MBSE方法
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-06-02
MBSE方法的視頻教程
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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MBSE方法的實例教程
本篇屬于基于模型的系統工程(MBSE)專題系列第02篇內容，我們聊聊MBSE方法論之OOSEM相關內容。
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為什么MBSE是系統復雜性應對之道
在上一篇MBSE開篇文章，我們聊到了MBSE基本概念及其重要性，以模型驅動開發過程是MBSE核心內容，為了建立模型我們需要相應的方法論，建模語言以及工具。今天我們主要來聊聊MBSE相關的方法論。
所謂的方法論就是以解決問題為目標的一種通用理論體系，告訴我們以什么的方式，步驟或流程去解決問題。MBSE方法論其實比較多，業界不同企業或組織提出了不同的方法論，比較常見的包括:
OOSEM
Arcadia
Harmony SE
State Analysis
Object Process Methodology (OPM)
MagicGrid
Vitech
但不管這些方法論如何變化，其本質都是基于V模型，都是從系統需求獲取及定義，到系統架構設計，再到詳細設計及驗證等，只是不同的方法論在這個過程中側重點以及采取的方法不完全相同而言。
當然，并不是所有的MBSE方法論在汽車行業都有應用，我會挑幾個比較有代表性，且比較有借鑒意義的方法論給大家介紹。
我們今天先來來聊聊MBSE方法論之OOSEM。
展開 本篇屬于基于模型的系統工程(MBSE)專題系列第03篇內容，我們聊聊MBSE方法論之Arcadia相關內容，個人認為也是在汽車領域相對應用最廣泛的方法論之一，非常值得學習。
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為什么MBSE是系統復雜性應對之道
02 - MBSE系列: 方法論之OOSEM
在上一篇文章，我們聊到了MBSE方法論之OOSEM，包括其基本概念，建模語言，開發流程，邏輯架構的重要性等。
今天我們接著來聊聊MBSE方法論之Arcadia，主要包括以下內容:
Arcadia基本概念
Arcadia開發活動
Arcadia建模語言
01
Arcadia基本概念
Arcadia(Architecture Analysis and Design Integrated Approach)是法國泰雷茲(Thales)集團針對MBSE專門開發的方法論，該集團專注于航空航天，交通運輸等領域。
Arcadia近幾年被廣泛應用到汽車行業，該方法論以架構模型建立為核心，貫穿產品整個開發過程，主要專注于以下幾點:
需求分析
架構構建
架構及時驗證和確認
其中，需求分析是SE重要步驟，為更好地捕捉用戶需求，Arcadia將需求分析分解為操作需求和系統需求分析兩個過程，為后續邏輯和物理架構模型的建立提供基礎，并對解決方案進行及時的驗證和確認。
展開 得益于3DEXPERIENCE平臺和MBSE方法，項目經理和工程師們可以在產品開發過程中驗證市場和消費者需求之間的正確聯系，對市場和客戶需求做出非常積極的反應。
基于3DEXPERIENCE 的MBSE方法
根據國際系統工程學會給出的定義，MBSE是從概念設計出發，使用建模方法逐次支持系統需求、設計、分析、驗證和確認等活動，持續貫穿整個設計生命周期。MBSE起源于航空航天領域，致力于解決復雜系統的研發問題，而現在隨著各行業領域產品復雜度的不斷提升，MBSE方法也逐漸“出圈”，開始應用于各行各業。
圖11 “V”形開發流程
基于模型的系統工程（MBSE）屬于“需求驅動型”研發模式，在需求分析階段進行系統需求的捕獲、分析和驗證，在早期暴露并全部解決需求存在的隱患和問題，并基于驗證后的需求開展后續研制，大大減少了研制過程中的反復和浪費。
RFLP框架即分為Requirement、Function、Logical和Physical四個層面，導入需求管理中的需求條目和架構后，在功能和邏輯層進行細分架構和建模，物理層面是三維模型，配合仿真可以直觀地觀察其動態行為。特點是統一數據源、保證數據連續性，同時在設計研發過程中可以不斷迭代，提高研發效率。
-END-
文章來源：達索系統
展開 圖13 系統層級中的能力視圖示例
實現ARCADIA方法的工具——Capella
Capella不僅僅是一個建模工具，它是一個基于模型的工程解決方案，已經成功地部署在各種各樣的工業環境中。基于圖形建模工作臺，它為系統、軟件和硬件架構師提供了豐富的方法論指導，依賴于基于模型的綜合工程方法ARCADIA：
通過共享相同的參考體系結構，確保工程范圍內的協作
掌握系統和架構的復雜性
通過權衡分析定義最佳架構
通過自動轉換和信息細化，掌握不同的工程級別和可追溯性
Capella基于Eclipse的工具平臺，不僅提供了特定領域建模語言，還提供了一個工具集。
Capella一個非常有吸引力的特征是內嵌了一個MBSE方法的瀏覽器，為用戶提供ARCADIA的基本原則和方法指引。這個活動瀏覽器提供了Capella中關鍵活動的方法入口，可以幫助用戶逐層地創建主要的視圖，對初學者和高級用戶都非常有價值。
圖14 Capella內嵌MBSE方法導航
由于元素的圖形化表達在溝通中扮演重要的角色，Capella提供了一致的顏色組合 。
展開 本篇屬于基于模型的系統工程(MBSE)專題系列第04篇內容，我們一起來聊MBSE終極方法論之RFLP相關內容。
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為什么MBSE是系統復雜性應對之道
02 - MBSE系列: 方法論之OOSEM
03 - MBSE系列: 方法論之Arcadia
在上幾篇MBSE文章，我們聊到了MBSE基本概念及其重要性，以及不同方法論，包括汽車行業比較常見的OOSEM, Arcadia等。當然MBSE還包含很多其他的方法論，但這些方法論本質都離不開兩個內容:
V模型
V模型屬于汽車工程師必修課，相信大家都不陌生，基本上現在大家熟悉的大部分系統，軟件等開發標準，例如MBSE, Aspice, ISO 26262等，其方法論基礎都離不開V模型，V模型左邊TopDown的開發思路，以需求為基礎，然后依次進行架構設計和詳細設計，V模型右邊以集成，驗證和確認為主，具體如下圖，在此不再贅述。
當然，隨著汽車產品，尤其是軟件的快速迭代要求，V模型也受到一些詬病，即不夠靈活，后序開發嚴重依賴于前序輸入，導致產品開發周期長，變更速度慢，開發成本難把控等，所以Agile開發模式逐漸得到汽車行業的青睞。這塊是個比較大的問題，我們后續專門詳聊。但不論如何，V模型重要性不可忽視。
RFLP
MBSE方法論除基于V模型外，模型驅動是其主要特點。
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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。
方法論
智能自動化和綜合數據管理，使整個企業的團隊能夠更無縫地工作。
</p><p> </p><p><strong>產品功能及特點</strong></p><ul><li>提供獨特的MagicGrid方法論</li></ul><p> MagicGrid方法論是基于INCOSE-OOSEM方法和MBSE工程實踐提出的，與ISO/IEC/IEEE 15288定義的流程一致。
本文將MBSE的建模方法引入到對流層飛艇的運行概念研究中，通過SysML系統建模語言搭建運行概念模型并與利益攸關者需求建立關聯關系，從而達到精確、可追溯和可驗證的建模目的。
面向特定任務和基于Excel的視圖，僅向每個用戶顯示他們需要查看的內容；MapleMBSE 在熟悉MBSE 方法的系統工程師與不熟悉MBSE方法的參與者之間建立一個橋梁，使MBSE 的方法應用于相關部門和人員，并貫穿于系統開發過程中
? 容易使用的基于Excel界面的系統工程工具，減少使用MBSE工具常犯的錯誤：MapleMBSE提供了一個直觀的、基于Excel界面的使用環境，可輕松輸入系統定義
而MBSE采用整體系統方法來管理系統信息和數據關系，將所有信息視為模型。圖3展示了一種鏈接多類模型信息的通用結構。
圖 3. 鏈接跨域模型
可追蹤性有助于快速準確地了解需求調整對系統的影響，或在域層次的變動對系統其他部分和需求的影響。例如，在Epic審查流程中，敏捷團隊和系統架構師可以利用模型信息進行審查。
1、需求定義
需求定義是整個MBSE方法最頂層的設計輸入,是對用戶需求和行業設計規范的條目化管理,需要對需求建立各類屬性以便進行分類和查詢。通常需求屬性包含有編號、類型、狀態、階段等。后續的設計仿真只針對其中功能性需求進行建模。
MBSE 的方法論有很多，最著名的是 V 型的 Harmony 系統工程方法[6]，從系統需求出發開始正向設計，再通過仿真進行反向驗證。除此之外，IBM 公司提出了統一軟件開發過程(RPU)[7]，Vitech 公司提出了自己的 MBSE 方法[8]，國際系統工程學會也提出了以目標為導向的系統工程方法[9]等。
MBSE方法學家
MBSE 方法學家負責 MBSE 方法學。
描述
MBSE 方法學家定義 MBSE 方法并負責為特定的項目或組織定制方法論。該角色負責將 MBSE 方法論傳達給所有利益攸關者。此外，MBSE 方法學家還需提供應用該方法所需的文檔、良好用例和工具。
二、MBSE方法論
2.1 常見的MBSE方法論
建模方法論是MBSE里重要的一環，也是大部分人員開始接觸MBSE的切入點。例如，2012年，中航工業與IBM開展合作引入HarmonySE方法論開始，航空工業集團內部掀起了一股學習MBSE的熱潮。其中大部分工程技術人員接觸MBSE都是從HarmonySE開始的。
