歡迎收聽(tīng)Talking Aerospace Today（今天來(lái)談?wù)労娇蘸教欤?，一檔有關(guān)航空航天及國(guó)防工業(yè)的播客，為聽(tīng)眾朋友們呈現(xiàn)面向未來(lái)的最新技術(shù)。此“通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提高生產(chǎn)效率”系列專(zhuān)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(guó)防工業(yè)中所扮演的角色。
您企業(yè)的系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜？集成性要求越來(lái)越高？供應(yīng)鏈的協(xié)同越來(lái)越難？
在當(dāng)前激烈的創(chuàng)新時(shí)代，企業(yè)面臨著實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)能和降低成本的雙重巨大壓力，相應(yīng)的系統(tǒng)研制也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)：產(chǎn)品電氣化、智能化程度越來(lái)越高，系統(tǒng)需要跨多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域、多層級(jí)、多角色、多工具等，這些都導(dǎo)致了復(fù)雜度的不斷躍升。航空產(chǎn)品就是典型的高度復(fù)雜的系統(tǒng)產(chǎn)品：一架飛機(jī)上有數(shù)以千計(jì)的系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)、接口和組件之間，也存在越來(lái)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(yīng)對(duì)復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，存在著缺乏整體性，無(wú)法追溯分析，難以進(jìn)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(fù)雜系統(tǒng)的產(chǎn)生，會(huì)變得更加難以管理，難以擴(kuò)展。
因此，是時(shí)候重新思考當(dāng)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(duì)解決復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和開(kāi)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(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)工程數(shù)字方法，能夠更有效地管理產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、需求傳遞、以及設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證和確認(rèn)活動(dòng)的整體集成，為復(fù)雜的系統(tǒng)和流程帶來(lái)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(lǐng)域挑戰(zhàn)，可以更輕松地與供應(yīng)商以及客戶(hù)進(jìn)行協(xié)作。因此，MBSE方法一經(jīng)提出，就得到了迅速的認(rèn)可和應(yīng)用，尤其是在航空航天和國(guó)防領(lǐng)域，MBSE方法已經(jīng)成為了重點(diǎn)應(yīng)用。聯(lián)邦航空局（FAA）、歐盟航空安全局（EASA）等監(jiān)管機(jī)構(gòu)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(guó)國(guó)防部（DoD）也認(rèn)識(shí)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(lái)檢查所有需求是否得到滿(mǎn)足。
那么，什么是MBSE？
MBSE可以定義為，從概念設(shè)計(jì)階段開(kāi)始，持續(xù)貫穿于系統(tǒng)全生命周期各個(gè)階段，支持系統(tǒng)需求、設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證和確認(rèn)活動(dòng)的正規(guī)化應(yīng)用。MBSE對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)采用本體認(rèn)知和概念建模，支持從多視角的系統(tǒng)架構(gòu)建模，從而確保了頂層設(shè)計(jì)的概念完整性，并由此實(shí)現(xiàn)了向下游層級(jí)跨專(zhuān)業(yè)模型的映射，以及實(shí)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(zhuǎn)型的核心——對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)知與表達(dá)》
演講人：張新國(guó)老師 清華大學(xué)特聘教授，復(fù)雜系統(tǒng)工程研究中心主任，中國(guó)航空學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)
來(lái)源：Realize LIVE
以航空產(chǎn)品為例，MBSE流程從需求開(kāi)始。工程團(tuán)隊(duì)從客戶(hù)那里收到一系列需求，概述了飛機(jī)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(xiàn)路等）中，且每個(gè)系統(tǒng)都有自己的一組需求并流向各個(gè)單獨(dú)的組件。然后進(jìn)行系統(tǒng)建模，將這些需求轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)架構(gòu)的功能定義，即將架構(gòu)設(shè)計(jì)與需求聯(lián)系起來(lái)。系統(tǒng)安全是這一建模過(guò)程的關(guān)鍵所在，它不僅定義了組件的需求，還能驗(yàn)證是否滿(mǎn)足了產(chǎn)品的安全意圖。最后，由驗(yàn)證管理完成從需求到驗(yàn)證的整個(gè)過(guò)程。
面對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)，使用模型來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠幫助各參與人員更加直觀的理解和表達(dá)，確保全程傳遞和使用的是基于同一模型表達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的早期可視化和仿真，實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的嚴(yán)謹(jǐn)轉(zhuǎn)換和緊密跟蹤，從而提高質(zhì)量和效率，提高利益攸關(guān)者的認(rèn)可度，由此，MBSE實(shí)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(xiàn)程的技術(shù)基礎(chǔ)。
MBSE和數(shù)字線(xiàn)程
西門(mén)子提供了基于MBSE的數(shù)字線(xiàn)程，用以管理和連接工程、制造、供應(yīng)鏈和項(xiàng)目管理中的所有數(shù)據(jù)。這一MBSE數(shù)字線(xiàn)程可連接一切，在當(dāng)今的行業(yè)中，真的沒(méi)有類(lèi)似的東西。它能夠幫助公司和項(xiàng)目組協(xié)調(diào)其技術(shù)方案，能夠在整個(gè)系統(tǒng)生命周期過(guò)程中跟蹤需求和相應(yīng)的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并且這一MBSE數(shù)字線(xiàn)程建立在靈活開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)之上，可以適應(yīng)各種工具的需求和系統(tǒng)建模，確?？蛻?hù)在能夠在擴(kuò)展MBSE能力的同時(shí)，繼續(xù)向前推進(jìn)其現(xiàn)有架構(gòu)和工具。
（轉(zhuǎn)載）
