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基于模型的系統工程應用新趨勢

　　當前基于模型的系統工程（MBSE）方法體系所提出的基于正規化模型（Formal Model）的正向設計、研制早期階段的確認與驗證，已經(jīng)在高端復雜裝備的研發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了巨大作用。數字化技術(shù)的深入應用，進(jìn)一步推動(dòng)了MBSE在高端裝備研制中的應用進(jìn)程。

　　2018年，美國國防部發(fā)布“數字工程”戰略，旨在構建統一的數字化研發(fā)環(huán)境，使用體系化的權威模型源和數據源，以在生命周期內可跨學(xué)科、跨領(lǐng)域連續傳遞模型和數據，支撐裝備從概念開(kāi)發(fā)到運行、處置的所有活動(dòng)，并且融入大數據分析、人工智能等先進(jìn)技術(shù)持續提升工程能力。以美國數字工程為代表，全球裝備設計模式正在發(fā)生著(zhù)巨大變革，在數字空間中快速迭代、演進(jìn)、換代，成為MBSE的應用新趨勢。

　　但是，當前國內制造企業(yè)在MBSE的各類(lèi)應用過(guò)程中，存在不少問(wèn)題，比如遇到大量的瓶頸，基本為離散的部署，導致數據標準不統一，數據異構現象突出，全生命周期數據鏈路難以打通，導致大量異構數據難以關(guān)聯(lián)和追溯；信息一致性理解存在障礙，模型治理重用困難；裝備研制全生命周期各環(huán)節的數據權威性不足、信息交互效率低、管理維護成本高；亟需探索一種新的、行業(yè)級的一體化設計平臺，以滿(mǎn)足新形勢下對縮短裝備研制周期、快速提升交付能力的迫切需求。

應對策略

　　伴隨著(zhù)“數字工程”的不斷深入推進(jìn)，MBSE已經(jīng)進(jìn)入2.0時(shí)代，其表現有二：一是利用數字環(huán)境、數字處理、數字方法、數字工具和數字工件，實(shí)現對計劃、需求、設計、分析、核實(shí)、驗證、運行和/或維持等裝備系統全壽命周期活動(dòng)的支持；二是“敏捷”、“協(xié)同”、“數字模型（單一真相源）”已成為裝備MBSE應用新趨勢中的核心要素。

　　1、敏捷：系統漸進(jìn)式開(kāi)發(fā)，實(shí)現基于模型的周期性增量與同步；

　　2、協(xié)同：跨地域協(xié)同、跨層級協(xié)同；

　　3、數字模型（單一真相源）：從低保真度、隱式描述轉變?yōu)楦弑Ｕ娑取@式模型，作為所有用途的“單一真相源”。

　　金航數碼以INCOSE系統工程方法論為指導，以數字化技術(shù)為手段，面向復雜系統的數字化正向研發(fā)新模式，集近十年的航空工業(yè)系統工程實(shí)踐，開(kāi)發(fā)形成復雜系統敏捷數字化協(xié)同研發(fā)新引擎SysFamily。SysFamily是一套支撐復雜系統“體系論證-需求捕獲-需求分析-架構設計-架構權衡-系統驗證-綜合優(yōu)化”全過(guò)程、以模型為中心的數字化系統工程工業(yè)軟件集，可幫助用戶(hù)實(shí)現復雜系統研發(fā)從傳統“需求—設計—制造—試驗”模式到“需求—設計—虛擬綜合—虛擬驗證—數字制造—物理制造”模式的轉型。

SysFamily全業(yè)務(wù)鏈工具集

發(fā)展規劃

　　SysFamily基于開(kāi)放式服務(wù)統一架構，提供了數字化系統工程全業(yè)務(wù)鏈的工具集。涵蓋：全生命周期需求定義，基線(xiàn)、追溯、構型、審簽管控；跨越體系到系統的運行、架構、行為建模與仿真；面向多物理系統、嵌入式系統的架構設計與分析；跨越層級的數字化集成驗證與確認；統一數據中心、跨層級異構模型的協(xié)同與傳遞。

需求管理

　　1、系統各層次、全生命周期需求定義；

　　2、需求基線(xiàn)、追溯、構型管控；

　　3、跨越組織的需求協(xié)同定義、審簽。

系統領(lǐng)域設計

　　1、涵蓋體系與系統的基于標準的工業(yè)領(lǐng)域規范建模；

　　2、支持DoDAF、MoDaF和UAF的體系建模與仿真；

　　3、系統運行、結構、行為建模與仿真。

專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域設計

　　1、以架構為中心，面向專(zhuān)業(yè)的需求/ 指標分解、分配與權衡；

　　2、覆蓋七大專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的多物理仿真模型庫；

　　3、覆蓋設計多專(zhuān)業(yè)的知識組件庫及快速原型設計環(huán)境；

　　4、基礎框架及典型裝備快速概念原型設計知識組件庫；

　　5、嵌入式系統架構設計與分析。

集成驗證確認

　　1、跨層級、跨地域的模型的持續集成；

　　2、多領(lǐng)域、異構模型的聯(lián)合驗證與確認。

模型中心

　　1、全生命周期模型存儲、傳遞與追溯；

　　2、以架構為中心的多重視角的數據中心作為“單一真相源”（Single Source of Truth）；

　　3、基于國際標準的模型總線(xiàn)，支持異構模型之間的一致性互換。

應用價(jià)值

　　SysFamily采用開(kāi)放API和分布式平臺架構，可實(shí)現與企業(yè)已有資源的靈活集成；遵循主流國際標準，融合INCOSE系統工程方法論和ISO、OMG標準，支持主流MBSE方法論與擴展，始終保持方法論、工具體系的先進(jìn)性；整合模型驅動(dòng)的技術(shù)與技術(shù)管理，將模型貫通到體系、系統、多物理仿真、嵌入式開(kāi)發(fā)等各階段和各層級，實(shí)現靈活的持續IVV，幫助客戶(hù)真正實(shí)現模型驅動(dòng)的正向研發(fā)；與工業(yè)知識體系有效融合，內置流程、規范，通過(guò)知識內嵌與推送，幫助研發(fā)人員進(jìn)行設計輔助與核查，實(shí)現開(kāi)箱即用與基于知識的工具體系自我完善；數據分發(fā)能夠跨越組織，并可進(jìn)行設計評審的在線(xiàn)互動(dòng)，通過(guò)跨地域、跨層級的協(xié)同，消除組織間的數據壁壘，實(shí)現組織內外的實(shí)時(shí)協(xié)同。