1、需求背景

現(xiàn)代工程系統(tǒng)伴隨著技術(shù)精細(xì)化與管理思想的發(fā)展，復(fù)雜性迅速增長(zhǎng)，其軟件密集的特性越來越突出，單位成本急劇增加，研發(fā)組織中幾乎沒有人或單個(gè)團(tuán)隊(duì)能夠理解整個(gè)系統(tǒng)，而且，與其相關(guān)的運(yùn)轉(zhuǎn)支撐環(huán)境也越來越復(fù)雜，這些特點(diǎn)都對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出了新的要求。具體表現(xiàn)如下：

（1）、高端制造業(yè)復(fù)雜產(chǎn)品及其運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)已從分立式演變?yōu)楦叨染C合式，其復(fù)雜性帶來開發(fā)周期和成本的增加；

（2）、軟件密集導(dǎo)致的龐大信息與數(shù)據(jù)難以管理。傳統(tǒng)系統(tǒng)工程方法以文檔作為基線來組織架構(gòu)系統(tǒng)工程活動(dòng)，使得產(chǎn)品開發(fā)過程中會(huì)生成大量各個(gè)方面、層面的文檔，由于眾多信息分散于不同文檔中，因此難以保證信息的完整性與一致性，同時(shí)，也帶來文檔版本眾多、技術(shù)狀態(tài)難以控制等問題；

（3）、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)重方案、輕需求，往往在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始前未能全面了解需求，無法形成需求牽引的研發(fā)流程，時(shí)常會(huì)造成南轅北轍的嚴(yán)重后果，浪費(fèi)大量的人力、物力；

（4）、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)缺乏準(zhǔn)確描述目標(biāo)（無歧義）的手段，對(duì)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)交互性強(qiáng)的活動(dòng)難以描述，表達(dá)力不足，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生歧義，導(dǎo)致工程人員交流時(shí)的誤解；

（5）、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中早期驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)問題不到位。

2、解決方案

針對(duì)當(dāng)前復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)中存在的問題，基于MBSE的系統(tǒng)開發(fā)體系提供了很好的解決方案。MBSE是一種新的系統(tǒng)工程方法——基于模型的系統(tǒng)工程方法，該方法引入特定的建模語言與工具、建模規(guī)范與流程，以模型為基線來組織系統(tǒng)工程活動(dòng)。工程中所有相關(guān)人員都著眼于公共認(rèn)同的系統(tǒng)模型，在需求分析、結(jié)構(gòu)分析、功能分析、性能分析、仿真驗(yàn)證等方面圍繞該模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、反饋修改等活動(dòng)，不斷利用該模型來指導(dǎo)工程，也不斷通過工程實(shí)踐的反饋，來維護(hù)更新模型，從而使得模型與工程并行前進(jìn)。

基于MBSE的系統(tǒng)開發(fā)解決方案，通過進(jìn)行需求分析、系統(tǒng)功能分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真，對(duì)系統(tǒng)問題進(jìn)行全面的表達(dá)，將頂層的系統(tǒng)問題逐層分解成可被硬件、軟件解決的各個(gè)小問題，并將小問題的解決方案逐層集成整合到系統(tǒng)中以解決頂層的系統(tǒng)問題。

基于模型的系統(tǒng)開發(fā)過程

系統(tǒng)開發(fā)體系的整體業(yè)務(wù)框架如下圖所示：

系統(tǒng)開發(fā)體系整體業(yè)務(wù)框架

（1）、根據(jù)作戰(zhàn)需求、運(yùn)行方案等，識(shí)別需求和驗(yàn)證策略，遞給出結(jié)構(gòu)化的需求，建立追蹤體系，輸出需求規(guī)范和用例模型；

（2）、分析系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)活動(dòng)，完成需求和功能邏輯的驗(yàn)證和確認(rèn)，輸出系統(tǒng)功能模型；

（3）、選擇最優(yōu)架構(gòu)，基于模型開展功能分解和分配，識(shí)別系統(tǒng)內(nèi)外接口，執(zhí)行模型對(duì)需求和功能邏輯進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)；

（4）、進(jìn)行多物理場(chǎng)統(tǒng)一建模與聯(lián)合仿真，實(shí)現(xiàn)功能（性能）樣機(jī)的協(xié)同。

3、客戶價(jià)值

• 強(qiáng)大的表達(dá)能力，使得知識(shí)表達(dá)無歧義；
• 提供多視角、多剖面對(duì)系統(tǒng)的審視，有助于在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證，從而盡可能少地引入錯(cuò)誤，降低風(fēng)險(xiǎn)與設(shè)計(jì)修改成本，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量并縮短產(chǎn)品開發(fā)周期；
• 系統(tǒng)仿真使得仿真技術(shù)的應(yīng)用從單學(xué)科、零組件級(jí)向多學(xué)科、系統(tǒng)級(jí)乃至體系級(jí)進(jìn)化，與底層工程仿真分析結(jié)合，形成系統(tǒng)的行為仿真與零部件物理仿真互動(dòng)的閉環(huán)，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)研發(fā)早期階段和系統(tǒng)工程全過程的支持，實(shí)現(xiàn)需求在復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)全生命期各階段的分析、定義、追蹤和驗(yàn)證。