系统架构设计

传统的系统工程是基于确定论和设计论的，需要在系统工程的开始就“冻结需求”；而复杂产品的系统工程是基于进化认知论的，产品太复杂，统各层级间及内部对自身的认知是不清晰的，需要在逐步完善的场景分析中逐渐认清系统全貌，因此产品系统设计要不断适应变化。安托通过多个MBSE型号应用项目实施，总结出一套面向型号工程实践的MBSE解决方案，并将其固化到系统设计软件中，形成可快速部署的成套解决方案。

业务挑战

针对高端复杂装备，具有多学科、装备构成复杂、研制组织跨层级等特性，以往基于文本的系统工程模式呈现出碎片化或孤岛效应，研制数据难以连续传递和自动解析转换，不利于开展大系统的协同研发和综合验证。作为国内系统工程思想的发源地，航天某总体院已经在型号系统的研制中探索MBSE的应用。然而，在实现从文档到模型的跨越中，其仍然存在如下问题：

• 系统架构设计业务是基于模型展开的，但是上下游协同依然以文档为核心展开，导致下游重复建模且无法得到完整的综合模型；

• 各层级的建模设计缺乏统一、规范的语义，且历史型号设计知识无法通过模型进行沉淀和服用，影响设计效率和设计质量的稳定性；

• 仿真过程不透明、缺乏有效管控，无法实现仿真场景的规划定义、需求指标与仿真结果的映射关联以及需求验证结果的可视化展示；

• 系统研制过程的技术状态管理仍然是围绕文档展开的，对系统模型缺乏成熟度、生命周期、技术状态等方面的管控。

解决方案

复杂产品MBSE业务目标主要实现系统设计各个任务的流程：

• 基于模型的系统设计流程

• 基于模型的跨系统层级的协同设计流程

• 仿真模型协同设计流程

• 系统设计仿真验证流程

• 基于模型的技术要求下发流程

• 基于模型的系统设计综合流程

• 基于模型的系统设计变更流程

基于模型的系统架构设计主要包含以下核心内容：

• 面向领域的基于模型设计方法论定义

  参考主流方法论，基于行业领域特性和研制业务流程，定义适用的基于模型的系统设计方法论，支持用户规范化建模实施。

• 基于元模型、模型库的系统架构快速复用建模

  基于行业领域特性，定义领域元模型语义，确保建模的规范性和数据的一致性。通过模型库的构建实现型号知识的积累和复用，实现系统架构的快速复用建模设计。

• 基于SysML模型的上下游协同设计

  基于SysML模型实现跨系统层级、跨地域、跨团队的系统协同设计，有效的打通从总体部门到分系统、单机的SysML协同建模全流程，提升并行研发设计工作的效率。

• 系统模型的技术状态管控

  利用PLM平台实现系统模型的技术状态管控，包括系统架构模型的解析存储、模型审签、模型基线管理、模型变更管理等。

• 系统设计与系统仿真的协同

  基于PLM平台，将SysML架构模型中的系统架构、系统参数、需求指标等作为系统仿真的输入，同时将仿真验证的结果与需求进行对接，实现系统设计的闭环验证。

价值收益

通过基于模型的系统架构设计解决方案的实施，带来如下价值：

• 上下游基于模型协同，效率高

• 系统设计与管理单一数据源

• 总体抓总能力极大提升

• 架构设计与仿真关联密切

• 系统设计数据一致性程度高