基于模型的系統(tǒng)工程PPT教案

1、會計學1基于模型的系統(tǒng)工程基于模型的系統(tǒng)工程第1頁/共53頁第2頁/共53頁第3頁/共53頁建模語言建模方法建模工具管理過程技術過程第4頁/共53頁技術溝通過程商務溝通過程技術溝通過程的管理商務溝通過程的管理第5頁/共53頁第6頁/共53頁n系統(tǒng)要求、系統(tǒng)結構、系統(tǒng)行系統(tǒng)要求、系統(tǒng)結構、系統(tǒng)行為、系統(tǒng)參數(shù)等。為、系統(tǒng)參數(shù)等。第7頁/共53頁第8頁/共53頁DataData系統(tǒng)工程師的桌面抽取出的需求文檔圖表 1圖表 2圖表 3數(shù)據功能列表文檔追溯清單分析和權衡研究工程分析文檔任何更改都會影響其它的文檔物理部件接口定義源文檔打印出的報告、模型和規(guī)格系統(tǒng)模型：牽一發(fā)而動全身第9頁/共53頁第10頁

2、/共53頁系統(tǒng)模型構建模型選擇模型推導模型修改模型驗證模型實現(xiàn)模型第11頁/共53頁第12頁/共53頁理解的難度在增大： 認知和理解是研制出系統(tǒng)的前提，目前對系統(tǒng)進行認知的太慢、成本太高系統(tǒng)越發(fā)復雜系統(tǒng)的系統(tǒng)溝通成本太高： NASA的經驗，“系統(tǒng)工程95是溝通，5是工程”。第13頁/共53頁航天器設計過程中的溝通第14頁/共53頁第15頁/共53頁 MBSE有三個支柱：建模語言，建模思路，建模工具。系統(tǒng)工程團隊會使用特定的建模工具，標準化的建模語言來執(zhí)行特定建模方法所要求的一系列設計任務，以創(chuàng)建出一個集成化的系統(tǒng)模型。MBSE建模語言建模思路建模工具第16頁/共53頁TSEMBSE建模語言自然

3、語言為主系統(tǒng)建模語言為主建模工具計算機（安裝了自然語言編輯軟件）計算機（安裝了系統(tǒng)建模語言編輯軟件）建模方法以處理文本文檔為主以處理圖形化、可視化、形式化的模型為主系統(tǒng)模型一本一本的報告“離散”構成，靠手動、人工關聯(lián)存儲在計算機的模型庫中，自動關聯(lián)系統(tǒng)模型的仿真對計算機的利用程度低對計算機的利用程度高系統(tǒng)建模中的人機分工與協(xié)作低水平高水平第17頁/共53頁TSE：離散、凌亂的各種文檔（紙質、電腦中）MBSE：集成的、關聯(lián)的各種模型第18頁/共53頁SysML 圖示結構 圖示行為 圖示參數(shù)圖PD 內部塊圖 IBD塊定義圖 BDD包圖 PKG需求圖示需求圖REQ序列圖SD 狀態(tài)機圖SMD 活動圖

4、AD用例圖 UC第19頁/共53頁第20頁/共53頁第21頁/共53頁第22頁/共53頁模型元素的交叉關聯(lián)結構行為要求參數(shù)第23頁/共53頁意性的缺點，而且便于計算機處理。n關聯(lián)化：關聯(lián)化：用戶端用線條、箭頭、塊的名字等實現(xiàn)了關聯(lián)，在計算機底層，通過形式化的實現(xiàn)了關聯(lián)，可以保證對系統(tǒng)模型進行修改時的聯(lián)動、同步、一致性。第24頁/共53頁第25頁/共53頁需求分析分析任務和環(huán)境識別功能要求定義/推敲性能與設計的約束條件功能分析與分配把功能分解到下一層把性能和其他限制性要求 分配到功能層次定義功能接口定義功能架構設計綜合將功能結構變?yōu)槲锢砑軜嫸x備選方案定義物理接口需求回路設計回路驗證回路 需求文

5、件 操作概念文檔 功能分解 FFBD/EFBD圖 產品分解結構 系統(tǒng)分解圖N2 第26頁/共53頁需求分析分析任務和環(huán)境識別功能要求定義/推敲性能與設計的約束條件功能分析與分配把功能分解到下一層把性能和其他限制性要求 分配到功能層次定義功能接口定義功能架構設計綜合將功能結構變?yōu)槲锢砑軜嫸x備選方案定義物理接口需求回路設計回路驗證回路包圖 PKG需求圖REQ用例圖 UC順序圖SD 狀態(tài)機圖SMD 活動圖 AD參數(shù)圖PD 內部塊圖 IBD塊定義圖 BDD圖第27頁/共53頁第28頁/共53頁之間的關系，創(chuàng)建的視圖是為了對模型的容納進而審閱、瀏覽，遠超“畫面”所能表達的意義。l常 用 的 建 模 工

6、 具 有 I B M Rhapsody、MagicDraw等。第29頁/共53頁軟件模型機械、電氣模型QQSETCLRSR驗證模型性能、可靠性、保障性等G(s)U(s)分析模型制造Program Management產品保障系統(tǒng)模型Test Plan用戶模型第30頁/共53頁第31頁/共53頁第32頁/共53頁第33頁/共53頁第34頁/共53頁第35頁/共53頁 虛擬分系統(tǒng)集成測試 分系統(tǒng)集成測試 系統(tǒng)集成測試用戶要求分析系統(tǒng)要求 虛擬系統(tǒng)集成和測試 零部件實現(xiàn)分系統(tǒng)要求零部件要求 系統(tǒng)確認交付驗證驗證驗證確認第36頁/共53頁設計圖圖紙物理產品滿意？N發(fā)現(xiàn)問題遲迭代次數(shù)多周期長、成本高Y試

7、驗試驗傳統(tǒng)方式：一切通過試驗的設計第37頁/共53頁理念設計圖試驗滿意？NY力學分析熱分析機構分析流體分析電磁分析建模建模建模建模建?，F(xiàn)行流程：試驗為主，分析為輔第38頁/共53頁理念CAM試驗滿意？N力學分析滿意？N熱分析機構分析流體分析電磁分析優(yōu)化CAT系統(tǒng)模型MBSE的流程第39頁/共53頁塊定義圖內部塊圖參數(shù)圖活動圖順序圖狀態(tài)機圖需求圖用例圖需求的模型設計的模型集成測試模型第40頁/共53頁 制造 編碼和CSU測試 CSC綜合和測試 HWCI試驗 CSCI測試系統(tǒng)要求分析系統(tǒng)設計系統(tǒng)綜合和試驗 初步設計 硬件要求 詳細設計 軟件要求分析 詳細設計 初步設計研制程序當前的開發(fā)模式設計出圖第41頁/共53頁 制造 編碼和CSU測試 CSC綜合和測試 HWCI試驗 CSCI測試系統(tǒng)要求分析初步設計系統(tǒng)綜合和試驗 詳細設計 詳細設計系統(tǒng)設計 設計出圖研制程序第42頁/共53頁也可以在后續(xù)類似型號中重用。也可以在后續(xù)類似型號中重用。nMBSEMBSE和和PDMPDM、并行工程有明顯的、并行工程有明顯的不同。不同。第43頁/共53頁第44頁/共53頁第45頁/共53頁洛馬公司NASA龐巴迪歐洲導彈公司正在大規(guī)模應用；潛艇設計團隊花了1年時間，把原來的文檔全部轉成MBSE的模型十大中心對MBSE都有應用。 新的項目都在用MBSE。是洛馬公司的供應