歡迎收聽Talking Aerospace Today（今天來談談航空航天），一檔有關航空航天及國防工業(yè)的播客，為聽眾朋友們呈現(xiàn)面向未來的最新技術。此“通過數(shù)字化轉型提高生產效率”系列專題共有五期節(jié)目，本期節(jié)目中，我們將探討MBSE及其在航空航天及國防工業(yè)中所扮演的角色。
您企業(yè)的系統(tǒng)越來越復雜？集成性要求越來越高？供應鏈的協(xié)同越來越難？
在當前激烈的創(chuàng)新時代，企業(yè)面臨著實現(xiàn)新產能和降低成本的雙重巨大壓力，相應的系統(tǒng)研制也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)：產品電氣化、智能化程度越來越高，系統(tǒng)需要跨多專業(yè)領域、多層級、多角色、多工具等，這些都導致了復雜度的不斷躍升。航空產品就是典型的高度復雜的系統(tǒng)產品：一架飛機上有數(shù)以千計的系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)、接口和組件之間，也存在越來越多的交互。然而，傳統(tǒng)的基于文檔的系統(tǒng)工程方法難以應對復雜的產品設計挑戰(zhàn)，存在著缺乏整體性，無法追溯分析，難以進行前期仿真，溝通效率低且易歧義的缺陷。并且隨著新的需求和更加復雜系統(tǒng)的產生，會變得更加難以管理，難以擴展。
因此，是時候重新思考當前的系統(tǒng)工程方法了
基于模型的系統(tǒng)工程（Model Based Systems Engineering，MBSE）就是針對解決復雜系統(tǒng)進行分析、設計和開發(fā)的有效方法。相較于傳統(tǒng)基于文檔的系統(tǒng)工程，MBSE是一種更嚴謹?shù)南到y(tǒng)工程數(shù)字方法，能夠更有效地管理產品開發(fā)、需求傳遞、以及設計、分析、驗證和確認活動的整體集成，為復雜的系統(tǒng)和流程帶來了更高的集成度和效率，跨越了企業(yè)今天面臨的諸多跨領域挑戰(zhàn)，可以更輕松地與供應商以及客戶進行協(xié)作。因此，MBSE方法一經提出，就得到了迅速的認可和應用，尤其是在航空航天和國防領域，MBSE方法已經成為了重點應用。聯(lián)邦航空局（FAA）、歐盟航空安全局（EASA）等監(jiān)管機構都要求OEM及其合作伙伴采用更有條理的系統(tǒng)工程方法。美國國防部（DoD）也認識到MBSE的必要性，將其視為一種更有效地與OEM溝通需求的方法，并制定了流程來檢查所有需求是否得到滿足。
那么，什么是MBSE？
MBSE可以定義為，從概念設計階段開始，持續(xù)貫穿于系統(tǒng)全生命周期各個階段，支持系統(tǒng)需求、設計、分析、驗證和確認活動的正規(guī)化應用。MBSE對復雜系統(tǒng)采用本體認知和概念建模，支持從多視角的系統(tǒng)架構建模，從而確保了頂層設計的概念完整性，并由此實現(xiàn)了向下游層級跨專業(yè)模型的映射，以及實現(xiàn)系統(tǒng)全生命周期的可追溯性。
掃描下方二維碼，觀看完整演講《MBSE轉型的核心——對復雜系統(tǒng)的認知與表達》
演講人：張新國老師 清華大學特聘教授，復雜系統(tǒng)工程研究中心主任，中國航空學會副理事長
來源：Realize LIVE
以航空產品為例，MBSE流程從需求開始。工程團隊從客戶那里收到一系列需求，概述了飛機的基本配置，以及這些需求如何流向不同的系統(tǒng)（飛行控制、起落架系統(tǒng)、電氣線路等）中，且每個系統(tǒng)都有自己的一組需求并流向各個單獨的組件。然后進行系統(tǒng)建模，將這些需求轉化為系統(tǒng)架構的功能定義，即將架構設計與需求聯(lián)系起來。系統(tǒng)安全是這一建模過程的關鍵所在，它不僅定義了組件的需求，還能驗證是否滿足了產品的安全意圖。最后，由驗證管理完成從需求到驗證的整個過程。
面對復雜系統(tǒng)，使用模型來設計系統(tǒng)，能夠幫助各參與人員更加直觀的理解和表達，確保全程傳遞和使用的是基于同一模型表達，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的早期可視化和仿真，實現(xiàn)各個階段的嚴謹轉換和緊密跟蹤，從而提高質量和效率，提高利益攸關者的認可度，由此，MBSE實現(xiàn)了功能與形式的高度和諧，成為數(shù)字孿生和數(shù)字線程的技術基礎。
MBSE和數(shù)字線程
西門子提供了基于MBSE的數(shù)字線程，用以管理和連接工程、制造、供應鏈和項目管理中的所有數(shù)據(jù)。這一MBSE數(shù)字線程可連接一切，在當今的行業(yè)中，真的沒有類似的東西。它能夠幫助公司和項目組協(xié)調其技術方案，能夠在整個系統(tǒng)生命周期過程中跟蹤需求和相應的架構實現(xiàn)，并且這一MBSE數(shù)字線程建立在靈活開放的生態(tài)系統(tǒng)之上，可以適應各種工具的需求和系統(tǒng)建模，確?？蛻粼谀軌蛟跀U展MBSE能力的同時，繼續(xù)向前推進其現(xiàn)有架構和工具。
（轉載）
