波音公司在其 3D 产品生命周期管理 (PLM) 解决方案的旗帜下开发了这些软件。波音公司采用了这些元素,并与达索系统公司进一步开发,以创建一个支持整个 787 项目的全方位软件程序。达索系统公司航空航天和国防副总裁 Mich Tellier 开始说道:“实际上,我们创建的是今天所谓的基于模型的系统工程 (MBSE)。这意味着将许多系统工程流程(例如设计和结构开发)集成到全数字制造、物流、制造和车间跟踪中,甚至集成到飞机维护和支持包的开发中。”“另一个元素是使用我们所谓的‘关系设计’来增强它,这意味着设计和工程是可变形的。如果你
通过采用和实施数字工具来增强员工队伍的经验,并以数字技术重新构想我们的业务模型,这是我们运作方式的中心。我们正在确保我们的劳动力准备使用最新技术,软件工具,高性能计算机资源以及跨域企业系统,以使用基于模型的系统工程方法来解决当前和未来的挑战。我们的数字现代化努力确保了可扩展,敏捷,弹性,无缝和安全的IT基础架构和服务的开发,维护,连通性和可用性,这些基础架构和服务使我们能够将数据收集和合成为可行的信息和可靠的任务执行。用于跨平台数据运动和聚合的无缝功能将使数据科学方法,预测分析以及建模和仿真来准备人工智能的数据生态系统。
基于模型的工程 一种产品开发、制造和生命周期支持方法,使用数字模型和仿真来提高首次质量和可靠性。基于模型的系统工程 由数字模型原理驱动,对系统整个生命周期的物理和操作行为进行系统级建模和仿真的学科。基于模型的定义 使用 3D 模型进行零件定义。它还可能包括 3D 模型内的特征和零件属性的定义。符合行业标准表格 ASME Y14.41 和波音表格 BDS-600。基于模型的说明包括装配工作所需的图形信息和 MBD 技术信息(工艺规范、几何公差等)。架构:系统的基本概念或基于设计思想和演化原则对系统特性的要素及其关系在其环境中的具体体现。
任务工程 (ME) 是一个跨学科过程,涵盖分析、设计和整合当前和新兴的运营需求和能力以实现预期任务结果的整个技术工作。1 本风格指南旨在帮助任务架构师应用基于模型的系统工程 (MBSE) 方法和国防部研究与工程副部长办公室 (OUSD(R&E)) 任务工程指南第 2 版中概述的原则。0 (MEG 2.0) 创建任务架构,为国防部 (DoD) 的决策提供信息。任务架构通过图形表示以系统的方式协调任务结果、要求和能力,从而增强利益相关者对任务空间和相关问题领域的理解。构建工件是为了使利益相关者能够利用已完成的研究,进行额外的游览,或扩展研究以解决更大的范围。
摘要。本文展示了如何使用一种新的危害分析技术 STPA(系统理论过程分析)在概念开发阶段的早期生成高级安全要求,然后帮助设计系统架构。在做出决策时,可以使用 STPA 来细化这些一般的系统级要求。该过程与设计和生命周期的其余部分密切相关,因为 STPA 可用于提供信息以协助整个开发甚至运营阶段的决策。STPA 也适用于基于模型的工程过程,因为它在系统模型上工作(在做出设计决策时也会进行细化),尽管该模型与当今通常为基于模型的系统工程提出的架构模型不同。该过程促进了整个开发过程的可追溯性,因此可以更改决策和设计,而对重新进行以前的分析的要求最低。最后,虽然本文描述了与安全性相关的方法,但它可以应用于任何新兴系统属性。
美国国家航空航天局 (NASA) 的工程学作为一门学科经历了快速而持续的发展。变化包括使用基于模型的系统工程来改进产品的开发和交付,以及适应 NASA 程序要求 (NPR) 7123.1 的更新。系统工程的经验教训记录在 NASA 综合行动小组 (NIAT)、哥伦比亚事故调查委员会 (CAIB) 和后续的 Diaz 报告等报告中。其他经验教训来自机器人任务,例如 Genesis 和火星勘测轨道器,以及地面操作和商业航天行业的事故。NASA 总工程师办公室 (OCE) 的倡议就是在这些报告中提出的,旨在改善整个机构的系统工程基础设施和能力,以便高效和有效地设计 NASA 系统,生产优质产品,并实现任务成功。本手册更新是 OCE 赞助的机构范围的系统工程计划的一部分。
我们不仅从技术的性能,而且还从Cislunar域独有的操作约束来优化分布式传感器优化问题方面显示了进度。代表这两个因素的模型已组装到软件包中,以实现基于模型的系统工程(MBSE)分析问题。为了在潜在模型的库中进行优化研究,我们进一步开发了可快速可配置的多学科分析和优化(MDAO)建模框架。MDAO框架使用面向对象的编程技术来标准化模型接口,并允许将它们集成到NASA的OpenMDAO软件包中扩展的统一优化环境中。在优化阶段,该MDAO系统利用遗传算法就所需的操作绩效指标提供了技术和设计的最佳选择。最终结果是一个模块化软件包,可用于在当前和未来的Cislunar技术和设计范围内执行优化。
基于模型的系统工程 (MBSE) 是一种采用的建模和开发方法,用于对复杂软件系统(如空间应用)进行正确的构建。TASTE [1] 是 ESA 支持的实用且成熟的 MBSE 工具集,可实现软件系统开发大部分阶段的自动化:(i) 通过多种建模和编程语言(例如 ASN.1、AADL、SDL、C/C++)进行异构系统设计,(ii) 代码生成、构建和部署二进制应用程序,(iii) 通过静态分析和模拟进行验证,以及 (iv) 通过模型检查对属性进行形式化验证。形式化验证功能最近已添加到 ESA 项目“空间系统形式化验证的模型检查”(MoC4Space) 中的 TASTE 工具集中,并在两个实际案例研究中进行了验证。在本文中,我们报告了项目期间的成果和经验教训。
美国国家航空航天局 (NASA) 的工程学作为一门学科经历了快速而持续的发展。变化包括使用基于模型的系统工程来改进产品的开发和交付,以及适应 NASA 程序要求 (NPR) 7123.1 的更新。系统工程的经验教训记录在 NASA 综合行动小组 (NIAT)、哥伦比亚事故调查委员会 (CAIB) 和后续的 Diaz 报告等报告中。其他经验教训来自机器人任务,例如 Genesis 和火星勘测轨道器,以及地面操作和商业航天行业的事故。NASA 总工程师办公室 (OCE) 的倡议就是在这些报告中提出的,旨在改善整个机构的系统工程基础设施和能力,以便高效和有效地设计 NASA 系统,生产优质产品,并实现任务成功。本手册更新是 OCE 赞助的机构范围的系统工程计划的一部分。