MBSE方法論應(yīng)用的案例
MBSE系列: 方法論之OOSEM
本篇屬于基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)專題系列第02篇內(nèi)容，我們聊聊MBSE方法論之OOSEM相關(guān)內(nèi)容。
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為什么MBSE是系統(tǒng)復(fù)雜性應(yīng)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(qū)動開發(fā)過程是MBSE核心內(nèi)容，為了建立模型我們需要相應(yīng)的方法論，建模語言以及工具。今天我們主要來聊聊MBSE相關(guān)的方法論。
所謂的方法論就是以解決問題為目標(biāo)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(yè)界不同企業(yè)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(zhì)都是基于V模型，都是從系統(tǒng)需求獲取及定義，到系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，再到詳細(xì)設(shè)計及驗證等，只是不同的方法論在這個過程中側(cè)重點以及采取的方法不完全相同而言。
當(dāng)然，并不是所有的MBSE方法論在汽車行業(yè)都有應(yīng)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 MBSE系列: 方法論之RFLP
本篇屬于基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)專題系列第04篇內(nèi)容，我們一起來聊MBSE終極方法論之RFLP相關(guān)內(nèi)容。
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為什么MBSE是系統(tǒng)復(fù)雜性應(yīng)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(yè)比較常見的OOSEM, Arcadia等。當(dāng)然MBSE還包含很多其他的方法論，但這些方法論本質(zhì)都離不開兩個內(nèi)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(xiàn)在大家熟悉的大部分系統(tǒng)，軟件等開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，例如MBSE, Aspice, ISO 26262等，其方法論基礎(chǔ)都離不開V模型，V模型左邊TopDown的開發(fā)思路，以需求為基礎(chǔ)，然后依次進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計，V模型右邊以集成，驗證和確認(rèn)為主，具體如下圖，在此不再贅述。
當(dāng)然，隨著汽車產(chǎn)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(fā)嚴(yán)重依賴于前序輸入，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)周期長，變更速度慢，開發(fā)成本難把控等，所以Agile開發(fā)模式逐漸得到汽車行業(yè)的青睞。這塊是個比較大的問題，我們后續(xù)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(qū)動是其主要特點。
展開 MBSE系列: 方法論之Arcadia
本篇屬于基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)專題系列第03篇內(nèi)容，我們聊聊MBSE方法論之Arcadia相關(guān)內(nèi)容，個人認(rèn)為也是在汽車領(lǐng)域相對應(yīng)用最廣泛的方法論之一，非常值得學(xué)習(xí)。
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為什么MBSE是系統(tǒng)復(fù)雜性應(yīng)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(fā)流程，邏輯架構(gòu)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(nèi)容:
Arcadia基本概念
Arcadia開發(fā)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(tuán)針對MBSE專門開發(fā)的方法論，該集團(tuán)專注于航空航天，交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。
Arcadia近幾年被廣泛應(yīng)用到汽車行業(yè)，該方法論以架構(gòu)模型建立為核心，貫穿產(chǎn)品整個開發(fā)過程，主要專注于以下幾點:
需求分析
架構(gòu)構(gòu)建
架構(gòu)及時驗證和確認(rèn)
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(tǒng)需求分析兩個過程，為后續(xù)邏輯和物理架構(gòu)模型的建立提供基礎(chǔ)，并對解決方案進(jìn)行及時的驗證和確認(rèn)。
展開 解讀ARCADIA：MBSE方法論的卓越實踐
03
ARCADIA的誕生歷史
為了應(yīng)對上述痛點，法國Thales集團(tuán)從2001年開始進(jìn)行基于模型的嘗試，經(jīng)過近10年的探索，期間嘗試了UML/SysML等語言和NAF，UAF框架，以及一些商業(yè)建模工具，最后他們認(rèn)為：沒有一種建模語言可達(dá)到預(yù)期效果，配套工具過于通用且缺乏方法論指導(dǎo)進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)用困難。所以經(jīng)過一段時間決策，Thales決定完全自己構(gòu)建一套方法論，就是ARCADIA的前身，經(jīng)過數(shù)年的應(yīng)用迭代，到2008年，Thales又決定定義支持ARCADIA方法論的專用語言 (Domain Specific Language (DSL))，同時啟動了建模工具Capella的開發(fā)。又經(jīng)過2年，ARCADIA方法論逐步成型，Thales開始在內(nèi)部推廣使用，直到2015年，Thales向全社會公開了ARCADIA方法論，并開源了Capella工具。之后以其開放、開源、完整的特點，迅速得到了歐洲多個行業(yè)應(yīng)用，不久也得到國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注和試點應(yīng)用。2018 年ARCADIA被法國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織 AFNOR 注冊為Z67-140 標(biāo)準(zhǔn)。
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MBSE方法論專題 | OOSEM-Modelook綜合設(shè)計候選架構(gòu)
建模語言、建模方法和建模工具作為MBSE的三大支柱，是MBSE能否有效落地的重要影響因素，尤其方法論尤甚，它是絕大部分人開始接觸MBSE的切入點。本文為杉石團(tuán)隊在INCOSE提出的方法論OOSEM的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年來在國內(nèi)MBSE領(lǐng)域?qū)嵤┙?jīng)驗的基礎(chǔ)上，梳理總結(jié)出的由Modelook工具支撐的MBSE建模方法論。
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流程說明
1. 定義及流程
綜合設(shè)計候選架構(gòu)的目的是在系統(tǒng)功能需求和邏輯架構(gòu)的牽引下，非功能性需求約束下，明確定義物理架構(gòu)方案。物理架構(gòu)由為特定子系統(tǒng)設(shè)計選定的有形設(shè)備組成。物理架構(gòu)設(shè)計還應(yīng)考慮除功能性之外約束，例如由安全性牽引得到的冗余備份設(shè)計。
展開 MBSE建模應(yīng)用案例和實踐經(jīng)驗：挖掘機(jī)傾覆解決方案（工業(yè)設(shè)備行業(yè)MBSE方法實踐）
得益于3DEXPERIENCE平臺和MBSE方法，項目經(jīng)理和工程師們可以在產(chǎn)品開發(fā)過程中驗證市場和消費者需求之間的正確聯(lián)系，對市場和客戶需求做出非常積極的反應(yīng)。
基于3DEXPERIENCE 的MBSE方法
根據(jù)國際系統(tǒng)工程學(xué)會給出的定義，MBSE是從概念設(shè)計出發(fā)，使用建模方法逐次支持系統(tǒng)需求、設(shè)計、分析、驗證和確認(rèn)等活動，持續(xù)貫穿整個設(shè)計生命周期。MBSE起源于航空航天領(lǐng)域，致力于解決復(fù)雜系統(tǒng)的研發(fā)問題，而現(xiàn)在隨著各行業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品復(fù)雜度的不斷提升，MBSE方法也逐漸“出圈”，開始應(yīng)用于各行各業(yè)。
圖11 “V”形開發(fā)流程
基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）屬于“需求驅(qū)動型”研發(fā)模式，在需求分析階段進(jìn)行系統(tǒng)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(xù)研制，大大減少了研制過程中的反復(fù)和浪費。
RFLP框架即分為Requirement、Function、Logical和Physical四個層面，導(dǎo)入需求管理中的需求條目和架構(gòu)后，在功能和邏輯層進(jìn)行細(xì)分架構(gòu)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(tài)行為。特點是統(tǒng)一數(shù)據(jù)源、保證數(shù)據(jù)連續(xù)性，同時在設(shè)計研發(fā)過程中可以不斷迭代，提高研發(fā)效率。
-END-
文章來源：達(dá)索系統(tǒng)
展開 揚(yáng)聲器仿真高階應(yīng)用】Bl(x)和激勵頻率的關(guān)系，兼論另一種揚(yáng)聲器低頻失真仿真方法
揚(yáng)聲器仿真高階應(yīng)用】Bl(x)和激勵頻率的關(guān)系，兼論另一種揚(yáng)聲器低頻失真仿真方法
通常的Bl(x)都是通過靜態(tài)掃描得到的，和激勵信號無關(guān)。
在實際運動過程中，音圈在磁場中運動會生成感應(yīng)電流，且磁路中的鐵件也會生成感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。
所以在實際運動過程中感應(yīng)電流會略微影響磁場，從而影響B(tài)l值。所以Bl（x）和激勵信號的頻率相關(guān)。
可以采用Comsol或者Ansoft Maxwell軟件（屬于Ansys公司）來進(jìn)行仿真。
為減少計算規(guī)模，且只考慮揚(yáng)聲器低頻段。在軟件中仿真磁路，同時耦合運動微分方程，導(dǎo)入Kms（x）的曲線。 需要采用移動網(wǎng)格，否則很難收斂。
得到幅值1A，100Hz的激勵電流下的Bl（x）循環(huán)。可以看到Bl（x）上下循環(huán)時變化較小，也就是運動過程中感應(yīng)電流對磁場影響很小。
由此，也可以衍生出另一種揚(yáng)聲器低頻失真仿真的方法。
得到位移的時域曲線
做快速傅里葉變換FFT。可以計算二次/三次諧波失真，最大位移，直流偏移等。如下圖100Hz的激勵信號，200Hz和300Hz的幅值/100Hz的幅值就是二次/三次諧波失真的數(shù)值。
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