傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程是基于確定論和設計論的，需要在系統(tǒng)工程的開始就“凍結需求”；而復雜產(chǎn)品的系統(tǒng)工程是基于進化認知論的，產(chǎn)品太復雜，統(tǒng)各層級間及內(nèi)部對自身的認知是不清晰的，需要在逐步完善的場景分析中逐漸認清系統(tǒng)全貌，因此產(chǎn)品系統(tǒng)設計要不斷適應變化。安托通過多個MBSE型號應用項目實施，總結出一套面向型號工程實踐的MBSE解決方案，并將其固化到系統(tǒng)設計軟件中，形成可快速部署的成套解決方案。

業(yè)務挑戰(zhàn)

針對高端復雜裝備，具有多學科、裝備構成復雜、研制組織跨層級等特性，以往基于文本的系統(tǒng)工程模式呈現(xiàn)出碎片化或孤島效應，研制數(shù)據(jù)難以連續(xù)傳遞和自動解析轉(zhuǎn)換，不利于開展大系統(tǒng)的協(xié)同研發(fā)和綜合驗證。作為國內(nèi)系統(tǒng)工程思想的發(fā)源地，航天某總體院已經(jīng)在型號系統(tǒng)的研制中探索MBSE的應用。然而，在實現(xiàn)從文檔到模型的跨越中，其仍然存在如下問題：

• 系統(tǒng)架構設計業(yè)務是基于模型展開的，但是上下游協(xié)同依然以文檔為核心展開，導致下游重復建模且無法得到完整的綜合模型；

• 各層級的建模設計缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的語義，且歷史型號設計知識無法通過模型進行沉淀和服用，影響設計效率和設計質(zhì)量的穩(wěn)定性；

• 仿真過程不透明、缺乏有效管控，無法實現(xiàn)仿真場景的規(guī)劃定義、需求指標與仿真結果的映射關聯(lián)以及需求驗證結果的可視化展示；

• 系統(tǒng)研制過程的技術狀態(tài)管理仍然是圍繞文檔展開的，對系統(tǒng)模型缺乏成熟度、生命周期、技術狀態(tài)等方面的管控。

解決方案

復雜產(chǎn)品MBSE業(yè)務目標主要實現(xiàn)系統(tǒng)設計各個任務的流程：

• 基于模型的系統(tǒng)設計流程

• 基于模型的跨系統(tǒng)層級的協(xié)同設計流程

• 仿真模型協(xié)同設計流程

• 系統(tǒng)設計仿真驗證流程

• 基于模型的技術要求下發(fā)流程

• 基于模型的系統(tǒng)設計綜合流程

• 基于模型的系統(tǒng)設計變更流程

基于模型的系統(tǒng)架構設計主要包含以下核心內(nèi)容：

• 面向領域的基于模型設計方法論定義

  參考主流方法論，基于行業(yè)領域特性和研制業(yè)務流程，定義適用的基于模型的系統(tǒng)設計方法論，支持用戶規(guī)范化建模實施。

• 基于元模型、模型庫的系統(tǒng)架構快速復用建模

  基于行業(yè)領域特性，定義領域元模型語義，確保建模的規(guī)范性和數(shù)據(jù)的一致性。通過模型庫的構建實現(xiàn)型號知識的積累和復用，實現(xiàn)系統(tǒng)架構的快速復用建模設計。

• 基于SysML模型的上下游協(xié)同設計

  基于SysML模型實現(xiàn)跨系統(tǒng)層級、跨地域、跨團隊的系統(tǒng)協(xié)同設計，有效的打通從總體部門到分系統(tǒng)、單機的SysML協(xié)同建模全流程，提升并行研發(fā)設計工作的效率。

• 系統(tǒng)模型的技術狀態(tài)管控

  利用PLM平臺實現(xiàn)系統(tǒng)模型的技術狀態(tài)管控，包括系統(tǒng)架構模型的解析存儲、模型審簽、模型基線管理、模型變更管理等。

• 系統(tǒng)設計與系統(tǒng)仿真的協(xié)同

  基于PLM平臺，將SysML架構模型中的系統(tǒng)架構、系統(tǒng)參數(shù)、需求指標等作為系統(tǒng)仿真的輸入，同時將仿真驗證的結果與需求進行對接，實現(xiàn)系統(tǒng)設計的閉環(huán)驗證。

價值收益

通過基于模型的系統(tǒng)架構設計解決方案的實施，帶來如下價值：

• 上下游基于模型協(xié)同，效率高

• 系統(tǒng)設計與管理單一數(shù)據(jù)源

• 總體抓總能力極大提升

• 架構設計與仿真關聯(lián)密切

• 系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)一致性程度高