基于DoDAF的载人登月体系结构建模

针对传统文本模式存在的需求域与设计域之间信息离散、关联性差、不易追溯等问题,采用基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)方法开展载人登月系统设计。引入美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework, DoDAF),提出载人登月总体设计体系结构可执行模型的流程和方法;采用系统建模语言(system modeling language, SysML)建立了视图模型,描述了系统架构、需求模型和逻辑接口。并开展了初步逻辑仿真验证,可为载人登月系统设计和MBSE方法应用提供参考。     

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DoDAF的民机MBSE研制方法

针对传统的民机研制方法中面临的设计需求不完整、难以保证设计与需求一致性、设计方案难以更改等一系列问题, 结合美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework, DoDAF)的多个视角, 提出基于DoDAF的民机基于模型的系统工程研制方法。该方法参考DoDAF中不同的视点从多角度对民机研制要求进行分解与细化, 生成资源流动模型、活动模型以及系统接口模型等, 开发出信息更加立体的飞机能力模型, 指导民用飞机的设计, 证明了基于DoDAF的民机研制方法能够从多视角的角度完整、全面地分解飞机能力要求,并将其转化为具体的设计要求, 从而更好地指导民机研制, 提高民机研制效率。     

基于SysML的武器装备体系能力需求建模分析方法

为了便于不同领域研究人员之间的沟通交流,减少文本描述的歧义性,有必要采用建模的形式开展体系能力需求分析。本文根据基于模型的系统工程(model-based system engineering, MBSE)思想,采用系统建模语言(system modeling language, SysML)以及多视图产品形式,描述了武器装备体系能力需求的建模分析方法,分别对作战概念、作战场景、任务分解、作战活动、需求分类、需求分析以及指标分析等7个方面进行了描述,并选取未来空战新概念“作战云”典型空战样式,构建了“海上防御型协同制空作战场景”,验证了该体系能力需求建模分析方法的可行性。     

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...     

基于模型的无人机系统架构综合评估方法

系统架构综合评估是无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)研制中的重要环节,本文从UAV总体设计的需求出发,提出了系统架构综合评估指标体系的全面性和层次性原则。根据基于模型的系统工程方法构建了三级评估指标体系。通过将系统架构模型的仿真结果作为评估指标体系的输入,建立了一种系统架构模型与评估模型关联的综合评估分析方法,以达到UAV总体技术方案快速闭环设计与优化的目标。面向工程应用,开发了一个系统架构多方案权衡软件。以某UAV系统架构综合评估作为实例,验证了方法与工具的正确性和工程实用性。     

基于MBSE的信息管理系统安全识别设计

针对采用基于模型的系统工程(MBSE)实现复杂系统研发时,缺少安全性分析与识别的问题,以高校信息管理系统为例,提出一种安全需求建模方法,选择SysML作为建模语言,采用Cameo System Modeler作为建模工具,使用模型驱动的OOSEM方法进行模型搭建,将安全识别整合到MBSE设计中来.首先,完成高校信息管理的环境构建,以教师申请职称评定为例,构建其白盒活动图,完成各部门解耦,提高系统设计效率,降低用户业务处理迭代次数;随后对安全相关概念进行定义,在系统设计早期进行安全需求设计,建立风险和威胁模型,通过攻击案例分析,进行风险处理.将安全问题识别纳入早期设计过程,减少系统设计的风险与成本,为软件开发提供参考.     

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...     

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。     

基于扩展UML的多Agent系统建模方法

基于对象和Agent概念的一致性 ,在多Agent系统的建模过程中 ,利用已经比较成熟的面向对象技术是一种值得重视的方法。在分析了统一建模语言 (UML)的基本建模思想和基于组织分析的多Agent系统建模思路基础上 ,以一个分布式后勤管理系统的分析为例 ,从Agent组织的角色定义、静态组织结构描述和动态行为描述等三方面给出了基于扩展UML的多Agent系统建模的主要步骤和方法     

基于模型的人力资源管理系统工程:以某企业为例

针对企业面临的人力资源管理术语定义、职业发展通道系统建设、人才队伍结构优化等管理需求,提出了一种基于模型的企业人力资源管理方法,提升了人力资源管理队伍的分析能力、协同效率和人才队伍建设质量,并进一步选取了典型的应用场景,用基于本体语言的建模工具和较为多样化的建模方法,建立一组人力资源管理领域的实用模型.以某研究院的实践为案例,验证了基于模型的人力资源管理系统工程的相关技术.研究结果表明,基于模型的系统工程方法在人力资源管理领域具有良好的适用性,能够有效指导相关的人力资源管理实践.     

基于模型的载人航天工程需求分析方法

基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)能够提升复杂工程的总体设计能力和设计效率,在工程领域得到了广泛应用,但在载人航天工程领域尚处于起步阶段。在载人航天任务方案论证与方案设计阶段,为了规范基于模型的需求分析与系统设计工作,提出了任务需求分析的初步工作方法和流程。基于MBSE方法论和载人航天工程特点,提出了开展任务需求分析、能力需求分析、系统架构设计、系统需求分析、仿真验证、需求发布6个步骤,并以美国阿尔特弥斯计划为案例,详述了需求分析的流程。为后续开发覆盖载人航天全任务周期的数字化设计和技术管理流程奠定了基础。     

基于本体论的能量管理系统建模

本体建模是智能信息处理领域研究的热点.在深入分析本体的定义、及其理论方法的基础上,为了增强本体建模表达能力,扩展定义了本体论的相关概念,提出了应用扩展的UML语言描述本体建模的方法;深入分析了能量管理系统建模的意义,采用扩展的统一建模语言建立的能量管理系统应用框架模型,达到能量管理系统应用之间、及其与相关系统之间数据共事的目的.     

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...     

基于图象建模技术的综述

综述了基于图象的建模技术。并根据环境表示的分类,论述了在各种表示下的采样和建模技术。并给出了建模过程的定义。最终论述了未来建模技术所需要克服的问题。     

基于模型的飞机系统架构多视图表达方法

飞机系统架构设计呈现典型的多层级、多系统集成、多接口形式、多专业合作等复杂特征, 传统的基于文档和离散二维制图的架构设计方法已经不能满足要求。对此, 提出一种基于系统建模语言(systems modeling language, SysML)模型的飞机复杂系统架构多视图设计表达方法, 对各项复杂特征进行了解耦, 将复杂的系统架构设计分解到多张有机关联的视图上; 在开展多视图相对独立的设计和建模工作中, 本质上就已经逐步完成了多层级的飞机系统架构集成设计; 以机轮刹车系统为例, 给出了基于模型的多视图架构设计方法的应用。实践结果表明, 基于模型的多视图架构设计方法可以有效应对各种复杂性, 并充分提升多系统集成架构设计的效率和质量。     

基于MBSE的对流层飞艇运行概念研究

面向对流层飞艇起降过程复杂、气象适应能力弱等特殊性,传统基于文本的运行概念分析方法具有设计一致性较差、设计无法有效追溯、验证困难等局限性。基于此,提出了基于模型的系统工程的对流层飞艇运行概念设计方法。首先,建立系统用例与利益攸关者需求的关联关系,保证了设计可追溯性。然后,基于活动图、时序图与内部块图建立对流层飞艇运行场景模型,详细梳理了飞艇运行的执行逻辑与外部交互关系。通过执行状态机对飞艇运行概念模型进行验证,并进一步补充完善利益攸关者需求。最后,通过执行状态机验证了该无人飞艇系统能够满足任务飞行、飞行控制和应急情况响应等利益攸关者的需求。     

基于X语言的起飞场景民机协同设计与仿真一体化方法

针对大型复杂产品,传统基于模型的系统工程(model-based system engineering, MBSE)方法存在系统设计和仿真验证的多语言、多平台集成实现,难以保证高效、准确地反馈系统设计的缺陷,无法达到快速优化设计目的等问题,提出采用基于面向复杂系统支持MBSE的新一代一体化建模仿真语言—X语言实现面向起飞场景的民机跨域子系统的一体化建模仿真。从民机起飞过程需求分析出发,建立了起飞场景的系统级模型和物理级模型,并在X语言的建模仿真软件—XLab进行统一的建模仿真验证,给出了基于X语言面向复杂产品协同设计与仿真一体化方法,为不同领域的设计人员实现复杂产品设计的协同与优化提供了全新的理论与方法参考。     

数字工程研究综述

数字工程是系统工程和基于模型的系统工程在数字化时代的延申,其目的在于使用先进信息技术实现对现实世界对象的数字化表达,以提高工程能力,建立一个覆盖系统工程技术流程和管理流程的数字工程生态系统,以提高效率,节约成本,提高工程质量.梳理了数字工程基本概念和关键技术,研究分析国内外针对数字工程的研究动态与热点方向及应用现状,重点识别当前数字工程应用中存在的问题,形成改善意见与提升路径,以期为我国重大工程项目数字化转型提供参考.