基于MBSE的民机研制过程管理

为保证在基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)背景下民机研制的高效过程管理,分析了当前民机研制的过程特征与面临的挑战,在此基础上规划了基于模型的民用飞机研制整体框架与基于模型的过程全寿命周期管理(model-based process lifecycle mana...     

基于MBSE的航天器系统建模分析与设计研制方法探索

航天器任务具有任务复杂、高风险、高成本、高可靠性、长周期等特点, 为了适应未来更加复杂的航天器任务研制需要, 在航天器设计与研制中引入了基于模型的系统工程(model-based system engineering, MBSE)方法。提出了基于模型的航天器研制流程和适应航天器研制过程需要的6类模型体系, 分别为需求模型、功能模型、工艺模型、架构模型、产品模型以及验证模型。以月球水资源探测为假想任务背景, 给出了MBSE建模过程及其模型, 充分体现了MBSE方法在航天器设计及其集成仿真验证方面的优势。     

基于建模仿真的体系工程

通过军事、社会、制造等领域中的典型案例,介绍了复杂工程体系的概念和特点以及建模仿真对研究复杂工程体系的意义,以复杂产品制造为例,梳理了从系统工程到基于模型的系统工程(MBSE),再到基于建模仿真的体系工程(MSBS2E)的演变过程,分析了复杂工程体系建模仿真的特点和挑战,介绍了模型理论与方法、计算方法与平台以及不确定性...     

战斗机无人机编组协同系统需求捕获与验证

战斗机-无人机编组协同(fighter-drone teaming, FDT)是人员-信息-物理-智能一体化的全新作战形态, 其系统需求捕获与验证方法尚没有工程先例和经验可循, 亟需正向探索和实践。在一般的基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)方法基础上, 提出整体纳入跨装备协同要素、将分析模型和验证模型分开构建、同步考量逻辑行为与时空关系的捕获与验证策略, 以及适用于编组协同“任务场景构建-系统行为分析-需求映射定义-模型在环验证”的流程和具体方法, 进而以典型“二带二”对地FDT为例进行应用检验。检验结果表明, 该方法可满足工程总体多专业联合工作需要, 能够高效形成编组协同系统需求清单及相应的捕获与验证依据, 从而为后续的系统设计和实现确立清晰的开发目标和设计指导。     

知识经济时代的过程系统工程——面临的挑战与发展的趋势

对过程系统工程这门学科面向 2 1世纪所面临的挑战及发展方向做了综合性评述 .首先对新世纪过程工程系统发展的特点及其对系统工程的需求进行了综合介绍 .在此基础上 ,从五个方面论述了本学科的发展方向 :1 )研究对象“过程系统”从传统的中观点系统向两头延伸 :一方向的产品设计为代表的微观世纪延伸 ;一方面向以供应链管理及全球环境化学为代表的超大规模系统延伸 ;2 )“过程”涵义自制造过程延伸到经营管理业务决策过程 ;3 )考虑环境影响的绿色过程系统工程 ;4)动态过程系统工程 ;5 )过程集成 .     

Exponential stability of impulsive jump linear systems with Markov process

The exponential stability is investigated for a class of continuous time linear systems with a finite state Markov chain form process and the impulsive jump at switching moments. The conditions, based on the average dwell time and the ratio of expectation of the total time running on all unstable subsystems to the expectation of the total time running on all stable subsystems, assure the exponential stability with a desired stability degree of the system irrespective of the impact of impulsive jump. The uniformly bounded result is realized for the case in which switched system is subjected to the impulsive effect of the excitation signal at some switching moments.     

基于MBSE的民机功能需求辨识与确认

为构建与飞行任务需求匹配的飞机系统功能架构,在民机系统概念设计阶段引入基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)的改进方法,明确了MBSE的民机系统关键功能架构的正向设计过程。以民机典型任务场景“应急复飞”作为研究案例。通过辨识典型民机的功能需求,构建基于人机联合仿真实验的功能需求架构,记录需求的确认过程,实现捕获需求的功能黑盒解白,并利用MBSE架构中功能状态机仿真验证需求的完备性与合理性,最终确保功能设计阶段捕获功能需求过程的可追溯性。可应用于以航空器为代表的复杂系统,能将客户的模糊需求转化为可应用工程实践方法加以验证的具体功能,完善系统功能架构,满足高层级的技术需求。     

系统工程在工程装备论证工作中的应用研究

运用系统工程的相关理论与方法,分析了工程装备论证工作的系统特征.在此基础上,对工程装备的系统论证模式进行了论述,并结合工程装备论证工作的研究现状,提出了一种分析工程装备论证问题的综合集成论证方法,即"智能化嵌套式分析-研讨法",并对该方法的基本内涵及主要特征进行了深入的剖析与论述.     

Applying process mining approach to support the verification of a multi-agent system

Using agent development tools to construct an agent-based system is a well applied approach.However,the development tools usually do not have the function to check the feasibility about the workflow of the agent system during it implementation stage.Therefore,to develop an evaluation approach to analyze the feasibility of a developing agent system such that the improper workflow of an agent system can be found in the early design stage is a necessary task to reduce the risk of implementation.In this research,a Petri Net(PN) based three-stage evaluation approach was developed.In the conceptual stage,the pitfall of the current agent system developing process was examined and an improvement analysis process was specified.Then,in the system design stage,an evaluation approach which extracted the process log file from a developing agent system into a PN model in terms of a process mining approach-α algorithm was proposed.This model was simulated in a PN simulation package.The agent system performance was evaluated in terms of analyzing the deadlock phenomena of the PN model.Finally,in the implementation stage,the proposed concept was implemented by using an agent developing tool JADE and a PN simulation tool CPN.An agent-based robotic assembly system was used to examine the possible deadlock of the agent system.     

基于MBSE的民机系统功能建模方法

针对传统系统工程存在的迭代周期长、开发效率低、模型二义性等问题, 结合基于模型的系统工程理念, 将敏捷系统工程概念引入到民机研制过程中, 并利用系统建模语言定义了基于场景的功能建模方法, 详细分析了民机自动飞行控制系统高度控制用例的顶层功能愿景, 建立了对应的功能模型和接口描述视图。该方法以迭代的形式展开系统功能建模, 能够充分保证需求和功能模型紧密结合, 正向构建满足民机系统以需求为导向的功能建模方法, 为民机系统的架构设计工作提供基础。     

基于MBSE的民机审定试飞场景设计

面向适航审定的飞行试验是验证民用飞机满足设计需求、表明适航条款符合性、形成审定证据的高风险、高成本的重要取证活动。定义和设计民机审定试飞场景是进行民机适航审定飞行试验的前提。由此提出了基于适航符合性证据链的审定试飞场景设计方法及流程。以“符合性证据链”为核心,规划了逻辑严密、可追溯的适航符合性证据。通过引入基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)方法,实现了审定试飞场景符合性证据链构建过程的模型化。为提升可操作性,以适航要求“地面航向操纵性”为典型案例,演示了审定试飞场景需求分析、设计与需求确认的过程。最终设计得到的审定试飞场景能够支持民机适航审定飞行试验的开展。     

民用飞机高度控制系统MBSE建模方法

针对传统基于文本的系统工程方法中存在设计文档变更难度大、工程模型可读性差、模型复用性不强等问题,提出了基于美国国防部体系架构(department of defense architecture framework,DoDAF)的基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBS...     

系统科学视角下高分辨率对地观测系统任务管控统筹优化

高分辨率对地观测系统因其高清晰度的影像产品倍受测绘、农业、林业、采矿、城市规划、国土资源等众多领域的用户青睐.在面对不同用户各种繁杂的任务需求和超过载的卫星影像订购,以及在云层遮挡等随机因素干扰下,如何通过对任务统筹管控来提升系统整体效益已成为航天领域一个崭新的管理科学问题.通过对高分辨率对地观测任务管控流程的分析,指出了星务管控的关键在于卫星任务规划和星地资源调度问题,并围绕问题基本输入要素和输出要素构建了该问题的概念模型.通过与车辆调度、车间作业调度等常见资源调度问题对比,强调了该问题的特殊性和巨复杂性,并从任务、资源、约束和优化目标四方面进行了详细论述.最后,基于系统科学观的思想提出采用统筹优化的方法来处理高分辨率对地观测系统任务管控问题,并从系统层次性、涌现性和协调性角度进行了系统分析.     

基于灰色系统理论的数据挖掘技术

利用灰色系统理论是研究贫信息系统分析、建模、预测、决策、控制的有效工具的特性,针对系统样本数据量不大或有残缺,样本数据更新变换快,整体数据规律相当复杂,而在某一时间或空间的数据却有很强的规律性之类的贫信息灰色系统中的数据挖掘课题,探讨了灰色系统理论与技术在数据挖掘中的应用问题,提出了贫信息灰色数据挖掘的灰色关联算法、灰色统计算法、灰色聚类算法、灰色统计聚类算法,并提出了灰色系统数据挖掘的体系结构。     

敏捷型生产过程优化和制造执行系统

从成本控制、系统需求、系统结构等方面,分析了高质量车轮轮箍产品在下料环节、生产调度环节以及制造过程中的优化问题,建立了多型材变截面多品种组合下料优化与决策模型及其求解方法、工序不完全一致的多品种流水线作业生产调度优化与决策模型及其求解方法、以及具有序依赖机器设置时间的生产调度优化与决策模型及其求解方法,并在此基础上构建了敏捷型生产过程优化和制造执行系统的体系结构.     

基于马尔可夫过程的k/n(G)系统共因失效分析

利用马尔可夫过程研究了发生共因失效的k/n(G)系统可靠度计算方法。建立了共因失效时部件全部失效和共因失效时多个部件失效这两种情况下,不可修系统和可修系统的马尔可夫模型。分析了系统部分部件属于共因失效组的可靠度计算方法。利用算例验证了所建立的模型的有效性,结果显示,所建立的马尔可夫模型适用范围广,计算方便。     

A user designer-based systems methodology

This paper develops the argument that in organizational redesign it is desirable to utilize user-designers as the architects for the redesign. A methodology is developed which emphasizes the use of ideal systems models by user-designers to plan for the organization's future. The methodology involves the creation of an ideal system model, then an analysis of the present system through the creation of root definitions and process models of the existing system. Then root definitions and process models for the idealized system are created. Finally, the two are compared and desirable changes are generated which bring the existing system toward the idealized.     

Living systems applications in Sweden

The paper discusses Swedish experiences of applying living systems theory within geoInformatics, urban management, rescue systems, software engineering, and modeling. In assessing these experiences it is found that a sound base has been established but that further development and research are needed. Finally, three current projects for making the theory more operational are briefly presented.     

系统工程优化决策理论及其发展战略

系统工程是一门综合性的技术学科.本文分别从单人优化决策和多人优化决策的角度出发:介绍了系统工程涉及到的优化与决策方法.包括最优化理论、决策理论、博弈论等多种理论方法.综述了每种理论方法研究问题的特征、基本的结论以及发展过程,并对系统工程中使用到的优化与决策理论的发展趋势进行说明.为解决系统工程问题使用到的优化与决策理论方法的研究与应用提供一定的参考.     

A CASE FOR SERVICE SYSTEMS ENGINEERING

A case is made for further developing a branch of systems engineering that focuses on problemsand issues which arise in the service sector We promulgate this special focus not only because of thesize and importance of the service sector but also because of the unique opportunities that systemsengineering can exploit in the design and joint production and delivery of services. We begin byconsidering the economic, technological and demographic contexts within which the service sector hasflourished; we then address both services, especially emerging services, and systems engineering,followed by a discussion of how to advance the field of service systems engineering, and concludingwith several remarks. In particular, a number of service systems engineering methods are identified toenhance the design and production/delivery of services, especially taking advantage of the uniquefeatures that characterize services-namely, services, especially emerging services, are information-driven, customer-centric, e-orien