MBSE實踐
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-06-02
MBSE實踐的實例教程
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 隨著系統復雜性的不斷增長，需要更加嚴格和形式化的系統工程實踐。為了滿足這種需求，以及計算機技術的進步，系統工程實踐正在經歷從基于文檔的方法到基于模型的方法的根本性轉變。在基于模型的方法中，重點從生成和控制關于系統的文檔轉移到生成和控制系統的一致模型。基于模型的系統工程(MBSE)可以幫助管理復雜性，同時提高設計質量和周期時間，增強不同開發團隊之間的溝通，并促進知識獲取和設計演進。
MBSE實踐的三大構成為：建模語言+方法論+建模工具。其中，標準化和健壯的建模語言被認為是實現MBSE的關鍵因素。系統建模語言(OMG SysML? System modeling language)就是這樣一種通用建模語言，是UML在系統工程應用領域的延續和擴展，它支持系統的規范、設計、分析和驗證，這些系統可能包括硬件和設備、軟件、數據、人員、過程和設施。SysML是一種圖形化建模語言，為建模系統需求、行為、結構和參數提供了語義基礎，用于與其他工程分析模型集成。它是MBSE實踐者在創建系統模型時“說”的語言，可以把他們的系統設計觀點可視化，并與利益相關者溝通。
一、SymML與UML的區別與聯系
SysML是統一建模語言(UML 2.0)的擴展，其擴展需要滿足UML?對系統工程征詢方案( UML for Systems Engineering Request For Proposal)的需求，由對象管理組織(OMG)和國際系統工程委員會(INCOSE)聯合開發，并由OMG在2003年3月發布。SysML規范是根據工具供應商、最終用戶、學術界和政府代表的不同團體的需求而開發的。對象管理組在2006年7月6日宣布采用OMG SysML?v1.0，并在2007年9月宣布了OMG SysML?v1.0的可用性。目前，最新的版本是2019年12月份發布的Sysml 1.6。
展開 任何理論都需要實踐。
而實踐要經得起檢驗的方法是在實際工作中對那些使用該實踐的項目成員有充分的指導性和充足的自洽，若此，則該實踐方才有用。當然，達索析統公司的MagicGrid方法也不例外。
關于達索析統公司收購No Magic后及其所屬CATIA品牌下的產品矩陣關系不在我們本次討論范圍，同樣，達索析統原生的MBSE最佳實踐 Modeling Methodology for Systems(簡稱，MMS)我們會另選時間詳細分享。
在與國防，汽車，航空航天和高科技等各行各業的企業及組織合作時，大家需要一種明確的方法來使用SysML開發系統模型，SysML是國際系統工程理事會（INCOSE）定義的MBSE事實上的建模語言。當然，目前市場上有很多MBSE方法可供使用，而現有的方法對于解決現實世界的問題來說過于抽象。達索析統的MagicGrid方法恰好是通過總結和提煉眾多企業在MBSE項目的最佳實踐經驗而來，所以，MagicGrid方法反過來又可以通過修改或擴展以靈活有效地支持特定客戶需求。
何來如此底氣呢？
因為默識在實際工作中，體會最深的就是MagicGrid方法的以下三方面在實踐中得到了充分的驗證：
它明確定義了建模框架(Framework)及詳細過程，該過程又是基于行業中系統工程過程的最佳實踐。
它與SysML完全兼容。絕大多數情況下不需要對SysML進行擴展。
它與工具無關，只要該工具支持SysML即可。
MagicGrid方法基于框架
是的，MagicGrid方法基于框架。首先，框架無論從支持復雜體系的系統系建模到具體的工程建模，乃至嵌入式軟件建模，都是旨在指導工程師完成建模過程并回答他們的如下問題：
如何組織模型？
展開 3.基于模型的系統工程(MBSE)實踐
(1)案例
提前發現主備倒換時鐘死鎖問題,提高功能需求質量；大規模自動生成文檔,實現設計、測試一致性和數字化可追溯性；提高溝通效率,降低串講和反串講時間。
(2)經驗分享
整體戰略:思考袋——從小事做起——采取行動——進化(中文)
·統一語言,建立領域標準語言；
·統一價值評估和衡量標準至關重要；
·建立專門建模能力組織,集中統一賦能培訓；
·改革文化和激勵機制,建立新的相關組織。
(3)COMAC文化變革的需求
a.COMAC進程需要
·衡量MBSE/MBD(有形價值)影響的流程方法
·使用一級、二級和三級培訓優秀的建模者
·確保MBSE/MBD持久性的過程方法
·建模指南和標準
b.COMAC MBSE工具需求-與工具供應商一起
·為所有企業中的分布式用戶提供工具支持
·對參考模型和模型化rouse的工具支持
·所有對象的配置和版本控制工具
·聯盟工程數據的交換和同步
·管理大量模型用戶的工具支持
4.展望
未來研究問題：跟隨式思維到引領式創新思維變化
世界上,最有力量的是劍；而比劍更有力量的是思想。——拿破侖
MBSE支持正向研發原始創新思考：知識通過模型傳承實現真正站在巨人肩膀上。構建全生命周期內數字化模型資產,例如波音747飛機和中國商飛C919飛機周期比較,波音構思基于模型工程的鉆石模式,在物理空間上孿生數字空間設計探索,通過數字打樣提前窮舉試錯,減少物理打樣成本和TTM周期。
新統一思想,定義思想競爭力和思想領導力,以及系統綜合競爭力。
蘋果史蒂夫·喬布斯通過"思想統一"來領導公司設計開發引領世界的新產品；華為如何定義思想競爭力、思想領導力、系統綜合競爭力等方面引來未來,應對進入無人區的不確定性與模糊性？
展開 小結
本文的案例項目通過系統中的集成系統，在其設計過程中引入模塊化實踐，以實現對新部件開發的控制。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。
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</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。
Ansys MBSE&ModelCenter簡介
MBSE實踐的三個層級
M
BSE平臺及組成
描述模型與分析模型
? 描述模型(Descriptive Model)
‐ 強調系統的組成
‐ 捕獲系統內部的關聯關系
實踐者進行系統建模。
在未來的研究中，將繼續在航空發動機控制設計或者其他子系統設計開發中探索和實踐 MBSE方法，制定統一的建模標準與模型管理規范，形成企業自主的MBSE流程和工程手冊。另外，嘗試將MBSE向航空發動機整機建模仿真推廣，從而實現系統級的仿真驗證和綜合優化，為早期的設計方案測試和驗證提供技術支持。
對建模語言的改進需要體現在建模軟件工具中, 并與建模方法共同促進MBSE實踐 . 面向對象方法是應對系統復雜性的有效建模方法. 但當前OPL尚不支持封裝, 這限制了它按照面向對象方法建模. 論文未涉及該問題, 這將是研究和進一步改進OPL值得探索的方向.
它是MBSE實踐者在創建系統模型時“說”的語言，可以把他們的系統設計觀點可視化，并與利益相關者溝通。
如今，我們已經有先進的駕駛輔助系統，無人駕駛，汽車電子電氣和網絡連接，所有這一切都已經被整合到汽車上，進而導致車載軟件的份額實現了飛速增長。
現代汽車，特別是高端的豪華汽車，車內已經包含近2億行代碼，超過45個互聯系統，這個軟件規模已經超過了飛機和電腦的操作系統代碼行數。
隨著汽車新四化的發展，汽車產品的復雜性已經成為了工程師們需要面對的一個難題。而汽車產品越復雜，其安全性和可靠性就越難以得到保證。
目前汽車上電子電氣以及嵌入式系統的占比不斷增加
達索析統的MagicGrid方法恰好是通過總結和提煉眾多企業在MBSE項目的最佳實踐經驗而來，所以，MagicGrid方法反過來又可以通過修改或擴展以靈活有效地支持特定客戶需求。
何來如此底氣呢？
概述：
我國復工復產復商復市全面推進，生產需求持續改善，新舊基建項目逐步建設開工，2020前5個月，全國挖掘機累計產量153289臺，同比增長14.7%。挖掘機產量大幅增長的背后是工業設備系統復雜性的提升
