MBSE:系统工程的发展方向

发布时间：2022-02-10 01:16

　　阐述了传统西方系统工程思想与钱学森系统工程思想的核心内容,引出基于模型的系统工程发展的外部条件与内在因素,包括模型驱动开发方法的推广与逐渐成熟、传统系统工程方法缺少对经验的积累和复用等。对比传统的系统工程方法,分析了基于模型的系统工程（MBSE）在系统形式化描述方面的优势及发展期望,提出应用MBSE指导信息物理系统的构建将是系统工程发展的新思路。 

【文章来源】：科技导报. 2020,38(21)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

霍尔系统工程三维结构

MBSE是对传统的基于文本系统工程（TBSE）的一脉相承。MBSE方法的提出既有外在条件的具备，也有内在因素的推动。外在条件来说，工程界提出了各种模型驱动的或是基于模型的开发方法，特别是在软件领域，统一建模语言UML的推广使用，提出了一种规范的、无二义性的形式化描述语言，并被大家所接受，成为软件设计的标准，MBSE中使用Sys ML语言，便是在UML的基础上开发出来的[6-7]。在计算机辅助建模方面，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）技术也已发展成熟，各专业领域的仿真建模技术也发展迅速，特别是跨物理域物理系统建模语言Modelica的发展，为系统的物理层建模提供了方法支持[8]。

信息物理系统通过构建一套信息空间与物理空间之间基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系，解决系统运转过程中的复杂性和不确定性问题，提高资源配置效率，实现资源优化[9]；并通过信息虚体中的学习提升，不断总结系统的运行规律，将系统中的显性数据与隐性数据转化为优化物理实体的知识，实现“虚体”与“实体”之间的学习反馈闭环，促进系统的螺旋上升。其目标图像是在信息空间构造物理实体系统对应的虚拟系统。物理信息系统的构建是对当前主要先进技术的综合运用，其技术架构如图3[10-11]所示。构建信息物理系统的关键是对物理实体系统的运行规律进行建模，并在信息空间中建立同步映射模型。MBSE中建立的系统模型将为信息物理系统的构建提供一部分模型支持。MBSE的模型主要是系统内部运行规律的建模，对于系统与外部环境之间的交互建模，以及系统发展到体系级后，体系架构主要采用Do DAF标准，成员系统之间的行为建模主要采用多主体建模技术（multi agent）。因此，为了让MBSE能适应未来信息物理系统的构建过程，需要对其中的建模技术进行扩展，将SysML、Do DAF与Multi Agent建模技术进行融合，建立适应信息物理系统描述的模型语言。在技术过程与技术管理过程上也要考虑信息物理体系构建的特点，开发出适合体系研制的系统工程过程。

【参考文献】：
期刊论文
[1]体系生命力理论框架[J]. 张宏军,黄百乔,鞠鸿彬,邱伯华,张鹏.  科技导报. 2018(20)
[2]国内基于模型的系统工程面临的挑战及发展建议[J]. 贾晨曦,王林峰.  系统科学学报. 2016(04)
[3]工程系统与系统工程[J]. 栾恩杰,陈红涛,赵滟,胡良元.  工程研究-跨学科视野中的工程. 2016(05)
[4]基于模型的系统工程的基本原理[J]. 陈红涛,邓昱晨,袁建华,赵滟,蒲洪波.  中国航天. 2016(03)



本文编号：3617983