MBSE:实现中国制造创新设计的使能技术探析

 中国制造行业迫切需要创新设计技术,以实现中国"智"造。然而目前中国制造行业创新能力较弱。基于模型的系统工程（MBSE）由于其明显的优势正成为增强中国制造企业创新能力的重要使能技术。本文分析了MBSE的国内外研究现状,探讨了MBSE的建模方法、使能作用、实施挑战与方法,中国制造企业如何进行MBSE应用实施提出了建议。     

MBSE在核工程设计中的应用

 通过阐述目前核工程设计面临的问题和困难以及核电工程的复杂性与安全性,探究了一种面向未来的设计模式和方法--基于模型的系统工程（MBSE）。调研了国外核电研发企业对MBSE的实践和应用情况。针对核电项目非能动安全系统进行了MBSE实施流程的案例试点,探索了MBSE方法在核电研发设计中的指导作用,进而摸索了核电工程研发设计模式的创新,为数字化转型提供了一种可行的解决方案。     

在组织中实践基于模型的系统工程

 基于模型的系统工程（MBSE）要解决复杂系统工程的问题，需要通过信息、计算和软件来架设传统系统与各领域工程（嵌入式、安全、结构等）之间的桥梁。综合产品团队使MBSE的有效方式可以有效降低实践风险，同时MBSE工具链和集成开发环境的成熟度也是制约实践效果的重要影响因素。全面数字化趋势引领的第4次工业革命中，MBSE向数据主线/数字工程等演进的趋势日趋显著。面向未来，必须认识到MBSE和产品数据管理/产品生命周期管理集成，以及在数字工程和数字主线大背景下理解和再造MBSE的必要性。     

夯实系统工程基础,推进MBSE实践

 基于模型的系统工程（MBSE）已经在国内各行业得到重视并大力推进。通过分析MBSE的基础问题、探讨MBSE的实践范式，表明从MBSE的推进实践看，MBSE需要系统工程作为基础，而系统工程的基础是需求，系统工程应用依赖于流程，用好系统工程依托于SE能力体系，核心是系统思维。     

基于模型系统工程中国应用调查

 基于模型系统工程（MBSE）是当前工业界比较关注的热点技术，被认为是新一代的系统工程实施方法。它采用基于模型的方法支持系统工程规范，实现设计风险的最小化及由于产品研发后期的设计变更所带来的设计风险。其中，模型可以被应用于形式化的方法，用于实现目标产品分析、设计、优化、验证及确认等研发活动进而实现跨领域、组织、产品的整合。尽管基于模型的设计和开发已经在个别领域被广泛应用，例如软件、机械、电子系统等，其在系统层的实现整合开发的目标目前还无法实现。本文通过针对MBSE的利益相关人的调查问卷分析当前中国工业界相关技术的应用状态。通过问卷，初步了解当下国内系统开发工程师对于MBSE的使用、优势、障碍、关注点及趋势的定位和判断。     

从面向对象视角认识基于模型的系统工程

 软件工程经历了从面向过程到面向对象的转变，实践证明了这种转变的成功。相对软件工程更为一般化的系统工程，也遇到了系统日益复杂的问题。基于模型的系统工程（MBSE）是对建模（活动）的形式化应用，以便支持系统要求、设计、分析、验证和确认等活动，这些活动从概念设计阶段开始，持续贯穿到设计开发及其后来的所有寿命周期阶段。MBSE采用从统一建模语言（UML）发展而来的系统建模语言（SysML）构建系统模型，其本质是面向对象的系统工程（OOSE），也将获得类似面向对象的软件工程（OOSWE）的优势，而且MBSE的工作流程，应以面向对象为指导原则来探索和实践。     

基于模型的系统工程在航空发动机控制设计中的应用

 基于模型的系统工程（MBSE）采用模型的表达方法描述系统的整个生命周期过程中需求、设计、分析、验证和确认等活动,以其无歧义、模块化、可重用、可追溯等优点迅速覆盖了航空航天、船舶等相关工程领域。总结了MBSE的方法论、建模语言和建模工具,并探索适合航空发动机功能建模的解决方案。     

基于MBSE的核反应堆热电转换系统建模

文章将SysML V2应用到基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)方法中,结合SysML V1.x的多视图和SysML V2的语言精确性对复杂系统进行全面立体的描述.首先,基于可视化积木式SysML V2平台BlocklySysML2,针对核电系统提出了一套新的从需求分析、功能分解到系统架构的MBSE正向设计建模方法.其次,以某堆型热电转换系统为例进行适用性分析.结果表明,相较于SysML V1.x, SysML V2的关系描述更高效、更严谨,可提高MBSE的有效性.     

MBSE:系统工程的发展方向

 阐述了传统西方系统工程思想与钱学森系统工程思想的核心内容,引出基于模型的系统工程发展的外部条件与内在因素,包括模型驱动开发方法的推广与逐渐成熟、传统系统工程方法缺少对经验的积累和复用等。对比传统的系统工程方法,分析了基于模型的系统工程（MBSE）在系统形式化描述方面的优势及发展期望,提出应用MBSE指导信息物理系统的构建将是系统工程发展的新思路。     

MBSE:系统工程的发展方向

 阐述了传统西方系统工程思想与钱学森系统工程思想的核心内容，引出基于模型的系统工程发展的外部条件与内在因素，包括模型驱动开发方法的推广与逐渐成熟、传统系统工程方法缺少对经验的积累和复用等。对比传统的系统工程方法，分析了基于模型的系统工程（MBSE）在系统形式化描述方面的优势及发展期望，提出应用MBSE指导信息物理系统的构建将是系统工程发展的新思路。     

基于模型的复杂机电系统创新设计

 分析了项目式教学的主要内容及其存在的问题，提出了基于模型的复杂机电系统创新设计方法，建立了基于项目过程模型和设计对象模型的复杂机电系统设计过程模型，并以摩擦磨损试验机创新设计为例对所提出的方法进行应用验证。     

基于能力、架构中心的体系工程过程模型

 在分析体系工程过程模型及其不足的基础上，借鉴MBSE思想，把能力作为体系需求分析、设计和验证评估的不变量，以架构及架构原型作为勾连体系工程各项活动成果的抓手，提出一种体系工程过程环模型，并从时间、能力、架构3个角度对过程环模型进行了分析。     

RESEARCH INTO DEVELOPING INTELLIGENT CAE SYSTEMS——An FEM-based Mechanism Design Approach

A general methodology for developing intelligent CAE systems is presented, which is based on a so-called Model Based Reasoning Approach (MBRA) in knowledge engineering. Generic features of CAE systems are described, and a generic model for the architecture of CAE systems with these generic features is then presented. A model-based reasoning approach is modified for implementing the generic model. A case for developing a computer system for the mechanism design based on a specific finite element theory is used to explain the methodology.     

多架构建模方法在飞机娱乐系统的实现及应用

 提出了一种实现基于模型的系统工程（MBSE）多架构建模方法。基于多架构建模方法的元元模型,构建了Capella中的特定域建模语言,采用Arcadia建模方法作为建模规范,同时基于架构驱动的方法建立了模型间的追溯关系,形成了一套完整的基于模型的系统工程驱动流程。通过飞机娱乐系统作为案例建立模型,比较Capella建模和多架构建模两种方法,给出了两种方法在效率及效能方面的比较,结果表明多架构建模方法具有建模的高效性和较强的扩展能力,为不同MBSE建模语言和建模方法的整合提供一种解决方案。     

基于特定域建模方法的航空发动机MBSE实施方法

 提出一种基于模型系统工程（MBSE）的方法,将基于系统工程航空发动机系统的研发与基于模型的研发有效结合起来：采用系统思维方法对航空发动机需求、架构及验证进行形式化表达,并采用特定域建模方法与代码生成方法实现发动机验证模型的自动生成及验证。该方法通过元元模型对航空发动机的需求、架构及验证进行元模型建模,将用于描述航空发动机研发流程的特定域模型分为3个视图,并根据不同视图实现航空发动机研发过程的信息描述。通过开发代码生成器实现航空发动机验证模型自动生成的过程,实现航空发动机验证模型的自动验证和确认。以某型航空发动机为例,验证了所提方法的有效性。     

体系实验工程的探索与实践

 体系（SoS）是“系统的系统、网络的网络”,是一个典型的多网铰链、跨域联动的复杂系统,贯穿物理、赛博、认知乃至社会等多个空间。体系实验作为体系研究的工程化解决途径和方法,需要明确整体、关联、弹性、博弈等体系化思维理念。通过总结大数据分析、模型辅助、行动仿真、对抗推演等基本实验方法,提出了“人机协同多重聚焦框架”“多域网信融合体系背景”“能力指标动态实时监测”“基于基线多维比对评估”等4个体系实验工程需要关注的重点问题,展望了体系实验工程未来可能的发展方向。