MBSE方法論
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
MBSE方法論的實(shí)例教程
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(shí)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(yàn)證等，只是不同的方法論在這個過程中側(cè)重點(diǎn)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 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(yùn)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(diǎn):
需求分析
架構(gòu)構(gòu)建
架構(gòu)及時驗(yàn)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(yàn)證和確認(rèn)。
展開 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(yàn)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(diǎn)。
展開 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(diǎn)。本文為杉石團(tuán)隊(duì)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(yàn)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。
NO.1
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 一
ARCADIA方法論誕生背景
01
MBSE的發(fā)展
在過去的幾十年里，系統(tǒng)工程領(lǐng)域的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性不斷增加。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)工程師們需要協(xié)調(diào)不斷變化的需求、預(yù)測未來的技術(shù)趨勢以及應(yīng)對潛在的風(fēng)險。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，系統(tǒng)工程領(lǐng)域的專家們提出了一種新的方法，即模型驅(qū)動系統(tǒng)工程 (Model-Based Systems Engineering，MBSE)。MBSE旨在通過使用模型作為系統(tǒng)設(shè)計和分析的核心，替代傳統(tǒng)的文檔驅(qū)動方法，從而提高效率和減少錯誤。
02
MBSE落地的痛點(diǎn)
盡管MBSE的潛力巨大，但其實(shí)施過程中也存在很多痛點(diǎn)，首當(dāng)其沖的是缺乏有效的方法論指導(dǎo)，設(shè)計者常常缺乏清晰的步驟和指南來指導(dǎo)他們從開始到結(jié)束的整個建模活動，進(jìn)而導(dǎo)致一系列后果：首先是缺乏明確的步驟和建模框架，設(shè)計者在實(shí)施過程中容易迷失方向，不清楚應(yīng)如何進(jìn)行下一步工作。其次是工作效率下降，設(shè)計者需要花費(fèi)大量時間和精力去嘗試不同方法，而不能有效地專注于實(shí)際設(shè)計任務(wù)。第三是質(zhì)量和風(fēng)險影響，缺乏方法指引可能導(dǎo)致在實(shí)施過程中出現(xiàn)錯誤或遺漏，這不僅可能影響系統(tǒng)的質(zhì)量和性能，而且可能導(dǎo)致需要進(jìn)行大量的修改和調(diào)整，從而增加工程的成本和風(fēng)險。最后，由于缺乏有效的方法論指導(dǎo)，可能會導(dǎo)致工程師們在實(shí)施MBSE時感到困惑和挫敗，從而影響他們的積極性和創(chuàng)新性。
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MBSE方法論的最新內(nèi)容
方法論
智能自動化和綜合數(shù)據(jù)管理，使整個企業(yè)的團(tuán)隊(duì)能夠更無縫地工作。
MBSE 的方法論有很多，最著名的是 V 型的 Harmony 系統(tǒng)工程方法[6]，從系統(tǒng)需求出發(fā)開始正向設(shè)計，再通過仿真進(jìn)行反向驗(yàn)證。除此之外，IBM 公司提出了統(tǒng)一軟件開發(fā)過程(RPU)[7]，Vitech 公司提出了自己的 MBSE 方法[8]，國際系統(tǒng)工程學(xué)會也提出了以目標(biāo)為導(dǎo)向的系統(tǒng)工程方法[9]等。
MBSE 方法論專家是 MBSE 方法論的能力中心，為組織提供 MBSE 培訓(xùn)和指導(dǎo)。部分外部顧問可以很好地利用從外部獲得新的專業(yè)知識和批判性觀點(diǎn)，幫助公司解決內(nèi)部問題，并將培訓(xùn)任務(wù)外包。MBSE方法論專家能力的主要部分應(yīng)該在組織內(nèi)部。
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(huán)，也是大部分人員開始接觸MBSE的切入點(diǎn)。例如，2012年，中航工業(yè)與IBM開展合作引入HarmonySE方法論開始，航空工業(yè)集團(tuán)內(nèi)部掀起了一股學(xué)習(xí)MBSE的熱潮。其中大部分工程技術(shù)人員接觸MBSE都是從HarmonySE開始的。
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(jìn)行對比，為尋找適合航空發(fā)動機(jī)功能建模的解決方案進(jìn)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。
本文為杉石團(tuán)隊(duì)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(yàn)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。
在我國研究借鑒MBSE、SysML這些方法論、語言及相關(guān)工具時，有必要從設(shè)計思路、設(shè)計語言等層次來加深對MBSE的理解，這些相對抽象、枯燥的分析，有助于我們對MBSE原理、作用的認(rèn)識，有助于我們更好地應(yīng)用MBSE。
參考文獻(xiàn)（References）
[1] 邵維忠，楊芙清.面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析（第二版）[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2007
[2] 姚振武.
基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)方法論綜述[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2014
[9] Friedenthal S, Moore A, Steiner R. OMG systems modeling language (OMG SysML) tutorial[C]//INCOSE Intl. Symp. (2006), 9: 65-67.
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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。
閱讀之前強(qiáng)烈建議參考之前系列文章:
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。
