本报告旨在对当今工业界使用的一些领先的基于模型的系统工程 (MBSE) 方法进行粗略描述。本文描述的材料旨在直接响应 INCOSE MBSE 路线图元素中的“MBSE 生命周期方法目录”[1]。在本报告中,方法被定义为相关流程、方法和工具的集合 [2]。MBSE 方法可以描述为用于在“基于模型”或“模型驱动”环境中支持系统工程学科的相关流程、方法和工具的集合。本调查旨在让读者了解各种市售的候选 MBSE 方法以及 NASA 喷气推进实验室 (JPL) 开发的基于控制和状态的 MBSE 方法,该方法已在公开文献中发表。
• 详细且明智的候选概念的模型重用 • 嵌入式经验教训促进明智的决策 • “数字孪生” - 实现自动接口验证 • 通过以数字为中心的认证流程提高工程效率,为物理认证提供信息并降低成本 • 更及时地识别元素之间的差异,改善主要门审查的设计收敛 • “实时审查”,具有交互式信息 • 在日益复杂的背景下恢复跨学科和子系统理解系统的能力
“基于模型的工程 (MBE):一种工程方法,使用模型作为技术基线的一个组成部分,包括整个采购生命周期中能力、系统和/或产品的需求、分析、设计、实施和验证。”
注意 本文件由美国运输部赞助发布,旨在进行信息交流。美国政府对其内容或使用不承担任何责任。美国政府不认可产品或制造商。此处出现的贸易或制造商名称仅仅是因为它们被认为对本报告的目标至关重要。本报告中的调查结果和结论均为作者的观点,并不一定代表资助机构的观点。本文件不构成 FAA 政策。有关其使用,请咨询技术文档页面上列出的 FAA 赞助组织。本报告可在联邦航空管理局 William J. Hughes 技术中心的全文技术报告页面:actlibrary.tc.faa.gov 以 Adobe Acrobat 便携式文档格式 (PDF) 获得。
JAXA 的工程测试卫星 9 (ETS-9) 项目团队正在将基于模型的系统工程方法应用于飞行系统开发的接口管理。ETS-9 将于 2020 年代初发射,展示了下一代通信卫星的全电动航天器技术,包括新开发的霍尔效应推进器系统(如图 1 所示)。霍尔效应推进器系统由三个主要组件组成:推进器、电源处理单元 (PPU) 和推进剂流量控制模块。电源处理单元控制和监控推进器系统性能。由于不同供应商开发的组件之间存在复杂的相互作用,全面了解复杂的霍尔效应推进器系统对于项目系统工程师来说是一个具有挑战性的问题。
姓名:Thomas Heckwolf 白天工作:i3 高级 MBSE 工程师 主管:Patrick Buckley 博士 夜间工作:奥本大学博士生 研究兴趣:软件工程、区块链、软件架构、人工智能 导师:Gerry Dozier 博士 电子邮箱:Thomas.Heckwolf@i3-corps.com
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航空航天和国防 (A&D) 行业需要遵守严格的法规,这推动了从基于文档的系统工程向基于模型的工程的转变。然而,基于模型的系统工程 (MBSE) 的应用尚未在整个行业中制度化。MBSE 的数字范式加上更好的方法标准化、模型/数据交换和知识产权可以加速产品开发周期。它可以通过整理多个数字信息线程并连接不同的模型来帮助各种利益相关者查看概念。这种跨学科的连接和协作将确保最终产品的更高完整性。但是,除了财务挑战之外,向数字 MBSE 过渡还带来了几个挑战。它主要取决于数字基础设施的成熟度、公司是否准备好将旧模型和数据迁移到最新的基础设施。本白皮书提出了一个框架,帮助 A&D 公司从基于纸张的需求管理转向基于 MBSE 的数字需求管理。它还列出了在大型航空航天和国防项目中实施 MBSE 的潜在收益。
本论文中表达的观点为作者的观点,不反映美国空军、国防部或美国政府的官方政策或立场。本材料被宣布为美国政府的作品,不受美国版权保护。
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