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係統開發解決方案

1、需求背景

現代工程係統伴隨著技術精細化與管理思想的發展,複雜性迅速增長,其軟件密集的特性越來越突出,單位成本急劇增加,研發組織中幾乎沒有人或單個團隊能夠理解整個係統,而且,與其相關的運轉支撐環境也越來越複雜,這些特點都對複雜產品設計提出了新的要求。具體表現如下:


(1)、高端製造業複雜產品及其運轉係統已從分立式演變為高度綜合式,其複雜性帶來開發周期和成本的增加;

(2)、軟件密集導致的龐大信息與數據難以管理。傳統係統工程方法以文檔作為基線來組織架構係統工程活動,使得產品開發過程中會生成大量各個方麵、層麵的文檔,由於眾多信息分散於不同文檔中,因此難以保證信息的完整性與一致性,同時,也帶來文檔版本眾多、技術狀態難以控製等問題;

(3)、傳統設計重方案、輕需求,往往在係統設計開始前未能全麵了解需求,無法形成需求牽引的研發流程,時常會造成南轅北轍的嚴重後果,浪費大量的人力、物力;

(4)、傳統設計缺乏準確描述目標(無歧義)的手段,對複雜的、動態交互性強的活動難以描述,表達力不足,有時會產生歧義,導致工程人員交流時的誤解;

(5)、傳統設計中早期驗證發現問題不到位。


2、解決方案

針對當前複雜產品研發中存在的問題,基於MBSE的係統開發體係提供了很好的解決方案。MBSE是一種新的係統工程方法——基於模型的係統工程方法,該方法引入特定的建模語言與工具、建模規範與流程,以模型為基線來組織係統工程活動。工程中所有相關人員都著眼於公共認同的係統模型,在需求分析、結構分析、功能分析、性能分析、仿真驗證等方麵圍繞該模型進行設計、加工、反饋修改等活動,不斷利用該模型來指導工程,也不斷通過工程實踐的反饋,來維護更新模型,從而使得模型與工程並行前進。


基於MBSE的係統開發解決方案,通過進行需求分析、係統功能分析、係統設計及係統仿真,對係統問題進行全麵的表達,將頂層的係統問題逐層分解成可被硬件、軟件解決的各個小問題,並將小問題的解決方案逐層集成整合到係統中以解決頂層的係統問題。


基於模型的係統開發過程


係統開發體係的整體業務框架如下圖所示:


係統開發體係整體業務框架


(1)、根據作戰需求、運行方案等,識別需求和驗證策略,遞給出結構化的需求,建立追蹤體係,輸出需求規範和用例模型;

(2)、分析係統靜態結構和動態活動,完成需求和功能邏輯的驗證和確認,輸出係統功能模型;

(3)、選擇最優架構,基於模型開展功能分解和分配,識別係統內外接口,執行模型對需求和功能邏輯進行驗證和確認;

(4)、進行多物理場統一建模與聯合仿真,實現功能(性能)樣機的協同。


3、客戶價值

  • 強大的表達能力,使得知識表達無歧義;
  • 提供多視角、多剖麵對係統的審視,有助於在設計初期進行係統驗證,從而盡可能少地引入錯誤,降低風險與設計修改成本,有效提高產品質量並縮短產品開發周期;
  • 係統仿真使得仿真技術的應用從單學科、零組件級向多學科、係統級乃至體係級進化,與底層工程仿真分析結合,形成係統的行為仿真與零部件物理仿真互動的閉環,真正實現對研發早期階段和係統工程全過程的支持,實現需求在複雜產品係統全生命期各階段的分析、定義、追蹤和驗證。

4、案例應用


具體案例請點擊:B737飛機供電係統設計