基于模型的系统工程PPT教案

1、会计学1基于模型的系统工程基于模型的系统工程第1页/共53页第2页/共53页第3页/共53页建模语言建模方法建模工具管理过程技术过程第4页/共53页技术沟通过程商务沟通过程技术沟通过程的管理商务沟通过程的管理第5页/共53页第6页/共53页n系统要求、系统结构、系统行系统要求、系统结构、系统行为、系统参数等。为、系统参数等。第7页/共53页第8页/共53页DataData系统工程师的桌面抽取出的需求文档图表 1图表 2图表 3数据功能列表文档追溯清单分析和权衡研究工程分析文档任何更改都会影响其它的文档物理部件接口定义源文档打印出的报告、模型和规格系统模型：牵一发而动全身第9页/共53页第10页

2、/共53页系统模型构建模型选择模型推导模型修改模型验证模型实现模型第11页/共53页第12页/共53页理解的难度在增大： 认知和理解是研制出系统的前提，目前对系统进行认知的太慢、成本太高系统越发复杂系统的系统沟通成本太高： NASA的经验，“系统工程95是沟通，5是工程”。第13页/共53页航天器设计过程中的沟通第14页/共53页第15页/共53页 MBSE有三个支柱：建模语言，建模思路，建模工具。系统工程团队会使用特定的建模工具，标准化的建模语言来执行特定建模方法所要求的一系列设计任务，以创建出一个集成化的系统模型。MBSE建模语言建模思路建模工具第16页/共53页TSEMBSE建模语言自然

3、语言为主系统建模语言为主建模工具计算机（安装了自然语言编辑软件）计算机（安装了系统建模语言编辑软件）建模方法以处理文本文档为主以处理图形化、可视化、形式化的模型为主系统模型一本一本的报告“离散”构成，靠手动、人工关联存储在计算机的模型库中，自动关联系统模型的仿真对计算机的利用程度低对计算机的利用程度高系统建模中的人机分工与协作低水平高水平第17页/共53页TSE：离散、凌乱的各种文档（纸质、电脑中）MBSE：集成的、关联的各种模型第18页/共53页SysML 图示结构 图示行为 图示参数图PD 内部块图 IBD块定义图 BDD包图 PKG需求图示需求图REQ序列图SD 状态机图SMD 活动图

4、AD用例图 UC第19页/共53页第20页/共53页第21页/共53页第22页/共53页模型元素的交叉关联结构行为要求参数第23页/共53页意性的缺点，而且便于计算机处理。n关联化：关联化：用户端用线条、箭头、块的名字等实现了关联，在计算机底层，通过形式化的实现了关联，可以保证对系统模型进行修改时的联动、同步、一致性。第24页/共53页第25页/共53页需求分析分析任务和环境识别功能要求定义/推敲性能与设计的约束条件功能分析与分配把功能分解到下一层把性能和其他限制性要求 分配到功能层次定义功能接口定义功能架构设计综合将功能结构变为物理架构定义备选方案定义物理接口需求回路设计回路验证回路 需求文

5、件 操作概念文档 功能分解 FFBD/EFBD图 产品分解结构 系统分解图N2 第26页/共53页需求分析分析任务和环境识别功能要求定义/推敲性能与设计的约束条件功能分析与分配把功能分解到下一层把性能和其他限制性要求 分配到功能层次定义功能接口定义功能架构设计综合将功能结构变为物理架构定义备选方案定义物理接口需求回路设计回路验证回路包图 PKG需求图REQ用例图 UC顺序图SD 状态机图SMD 活动图 AD参数图PD 内部块图 IBD块定义图 BDD图第27页/共53页第28页/共53页之间的关系，创建的视图是为了对模型的容纳进而审阅、浏览，远超“画面”所能表达的意义。l常 用 的 建 模 工

6、 具 有 I B M Rhapsody、MagicDraw等。第29页/共53页软件模型机械、电气模型QQSETCLRSR验证模型性能、可靠性、保障性等G(s)U(s)分析模型制造Program Management产品保障系统模型Test Plan用户模型第30页/共53页第31页/共53页第32页/共53页第33页/共53页第34页/共53页第35页/共53页 虚拟分系统集成测试 分系统集成测试 系统集成测试用户要求分析系统要求 虚拟系统集成和测试 零部件实现分系统要求零部件要求 系统确认交付验证验证验证确认第36页/共53页设计图图纸物理产品满意？N发现问题迟迭代次数多周期长、成本高Y试

7、验试验传统方式：一切通过试验的设计第37页/共53页理念设计图试验满意？NY力学分析热分析机构分析流体分析电磁分析建模建模建模建模建模现行流程：试验为主，分析为辅第38页/共53页理念CAM试验满意？N力学分析满意？N热分析机构分析流体分析电磁分析优化CAT系统模型MBSE的流程第39页/共53页块定义图内部块图参数图活动图顺序图状态机图需求图用例图需求的模型设计的模型集成测试模型第40页/共53页 制造 编码和CSU测试 CSC综合和测试 HWCI试验 CSCI测试系统要求分析系统设计系统综合和试验 初步设计 硬件要求 详细设计 软件要求分析 详细设计 初步设计研制程序当前的开发模式设计出图第41页/共53页 制造 编码和CSU测试 CSC综合和测试 HWCI试验 CSCI测试系统要求分析初步设计系统综合和试验 详细设计 详细设计系统设计 设计出图研制程序第42页/共53页也可以在后续类似型号中重用。也可以在后续类似型号中重用。nMBSEMBSE和和PDMPDM、并行工程有明显的、并行工程有明显的不同。不同。第43页/共53页第44页/共53页第45页/共53页洛马公司NASA庞巴迪欧洲导弹公司正在大规模应用；潜艇设计团队花了1年时间，把原来的文档全部转成MBSE的模型十大中心对MBSE都有应用。 新的项目都在用MBSE。是洛马公司的供应