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关于基于模型的系统工程(MBSE)的案例分析

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简介:
本案例分析聚焦于基于模型的系统工程(MBSE)的应用实践,通过具体实例探讨了MBSE在复杂系统的开发与优化中的作用及其带来的效益。 自建模技术出现以来,它一直是系统工程中的关键要素之一。在过去的十年里,工程师们显著增加了基于模型的技术的应用,并由此发展出一门新的学科——基于模型的系统工程(MBSE)。这门新学科与传统的系统工程技术有所不同,因为它强调使用一个中心化的系统模型来同时捕捉系统的各项需求以及满足这些需求的设计决策。除了作为知识库之外,这个中央化系统模型还可以通过模拟来进行成本、性能研究和设计选择的有效验证。 例如,在广泛应用的IBMRationalHarmonyforSystemsEngineers工具中,MBSE流程特别关注于进行系统功能分析。这意呈着将功能性要求转化为一致且有效的系统操作描述是其核心任务之一。然后,基于这些模型来进一步发展和完善整个系统的架构和设计。

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客服
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  • MBSE
    优质
    本案例分析聚焦于基于模型的系统工程(MBSE)的应用实践,通过具体实例探讨了MBSE在复杂系统的开发与优化中的作用及其带来的效益。 自建模技术出现以来,它一直是系统工程中的关键要素之一。在过去的十年里,工程师们显著增加了基于模型的技术的应用,并由此发展出一门新的学科——基于模型的系统工程(MBSE)。这门新学科与传统的系统工程技术有所不同,因为它强调使用一个中心化的系统模型来同时捕捉系统的各项需求以及满足这些需求的设计决策。除了作为知识库之外,这个中央化系统模型还可以通过模拟来进行成本、性能研究和设计选择的有效验证。 例如,在广泛应用的IBMRationalHarmonyforSystemsEngineers工具中,MBSE流程特别关注于进行系统功能分析。这意呈着将功能性要求转化为一致且有效的系统操作描述是其核心任务之一。然后,基于这些模型来进一步发展和完善整个系统的架构和设计。
  • (MBSE)
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    基于模型的系统工程(MBSE)是一种采用形式化建模语言和工具来定义、设计和验证系统的复杂性方法,旨在提高系统开发过程的效率与准确性。 系统工程师在复杂产品研发过程中扮演着关键角色,但往往因沟通协调工作繁重以及需要处理大量文档和变更而感到疲惫不堪。如何帮助他们更好地发挥核心作用,并逐步成长为具备广泛知识与技能的复合型人才?基于模型的系统工程(MBSE)提供了一种解决方案。 MBSE在2007年INCOSE国际研讨会上首次被提出,它是一种规范化的建模方法,能够为需求分析、功能分析、设计综合和验证确认等多个阶段的工作提供支持。从概念开发到交付使用维护的整个系统生命周期中,MBSE都能发挥作用。
  • MBSE础——入门
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    《MBSE基础——基于模型的系统工程入门》是一本引导读者进入基于模型的系统工程项目的世界的书籍。它涵盖了MBSE的基本概念、工具和技术,并通过实际案例帮助初学者理解如何使用模型来解决复杂的系统工程问题,为项目管理和设计提供新的视角和方法论。 STELLA 9.0 软件入门 吉林大学商学院 2008年十一月
  • (MBSE)在研制中应用初步
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    本文旨在探讨基于模型的系统工程(MBSE)在现代系统研发中的实施情况及潜在价值,通过案例分析其优势与挑战,并提出改进建议。 在传统系统工程的研发模式下,基于文档的方法存在需求定义模糊、矛盾等问题,在设计阶段或实现验证过程中才可能发现这些问题,此时的需求变更会导致产品开发过程中的大量资源浪费。 相比之下,“需求驱动型”的研发模式——即基于模型的系统工程(MBSE),则致力于在早期阶段就明确和分析系统的具体需求,并通过严格的测试来确保这些需求的有效性和一致性。这种做法可以在问题出现之前将其解决,从而减少后续开发过程中不必要的反复修改,大大提高了效率并节省了资源。 关键词:正向设计;需求驱动型;MBSE
  • Rhapsody驱动应用.pdf
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    本论文通过具体实例探讨了在软件开发过程中运用Rhapsody工具进行模型驱动系统工程的方法与成效,为相关领域的实践提供了宝贵的经验和参考。 本书是一本使用基于模型的SysML和UML2.0语言开发系统工程项目的实践指导手册。该书是在本人翻译了《嵌入式系统实时 UML 应用实例》之后,所翻译的第二本关于 UML 建模的书籍。本书侧重于帮助读者熟悉并掌握在系统工程阶段如何应用基于模型的SysML和UML2.0语言进行需求分析、系统功能分析、架构分析及设计等工作。 本书适用于以下人群:系统架构设计师、软件架构设计师、项目经理,以及对系统工程建模感兴趣的开发人员,大学本科高年级学生和研究生等。 英文书原名《Model-Based Systems Engineering with Rational Rhapsody and Rational Harmony for Systems Engineering》 ### 使用Rhapsody进行基于模型的系统工程应用实例解析 #### 一、引言 本书由美国作者Hans-Peter Hoffmann撰写,徐海川翻译,并于2010年12月首次出版。它是一本面向系统工程师、软件架构设计师和项目经理的专业参考资料。书中主要介绍了如何使用SysML(System Modeling Language)与UML 2.0这两种基于模型的语言来完成系统工程项目的各个阶段工作。 #### 二、主要内容概述 ##### 2.1 Rational一体化系统嵌入式软件和谐开发过程 本书首先介绍Rational公司的Rhapsody工具及其在系统工程中的应用。Rational Rhapsody是一款强大的基于模型的设计工具,支持从需求分析到最终实现的全过程开发。它不仅涵盖了传统的软件开发周期,还特别强调了系统级设计与实现。 该一体化过程主要包括以下几个方面: - **需求管理**:确保所有需求都被清晰定义和理解,并在整个开发过程中保持一致性和可追溯性。 - **系统架构设计**:通过使用SysML来描述系统的高层结构,包括组件之间的交互关系及数据流。 - **详细设计**:利用UML 2.0细化设计,包括类图、序列图等,以确保设计的完整性和一致性。 - **编码与测试**:基于模型自动生成代码,并通过自动化手段保证代码质量。 ##### 2.2 基于模型的系统工程过程 接下来本书深入探讨了基于模型的系统工程(MBSE)的具体实施方法。该方法论旨在提高系统的可预测性、可靠性和维护能力,具体包括以下阶段: - **需求分析** 需求分析是开发的第一步和关键步骤。书中详细介绍了如何使用SysML进行需求建模以确保所有相关方对需求的理解一致。主要活动包括: - 需求收集:明确功能性及非功能性要求。 - 规格说明:通过SysML的需求图表形式化描述需求。 - 验证:利用模型检查工具验证一致性与完整性。 - **系统功能分析** 该阶段详细描述了系统的内部结构和组件之间的交互方式。书中提供了丰富的案例研究,展示如何使用SysML的功能模型进行此过程: - 功能分解:将大功能细分为小的子功能。 - 交互定义:用交互图及顺序图描绘各功能间的相互作用。 - 验证保证设计符合原始需求。 - **设计综合** 这一阶段是把前面的需求分析和系统功能分析的结果转化为具体的系统设计方案。重点在于选择合适的架构模式和技术栈满足性能与功能性要求: - 架构描述:使用SysML模型展示顶层架构。 - 模块划分:根据需要将系统分解为不同的模块或组件。 - 技术选型:挑选适合的技术实现设计目标。 #### 三、特点与优势 - **以实例为主线**:通过具体项目案例解释理论知识的应用,使读者更好地理解基于模型的开发流程。 - **可执行和验证的模型**:书中所有模型都实际可行,读者可通过实践操作来检验其有效性。 - **设计模式与过程结合**:不仅介绍常见设计模式,还强调如何在过程中有效运用这些模式。 - **实践导向的学习方法**:通过大量练习及项目帮助巩固知识并提升实战能力。 #### 四、适用人群 本书适合以下几类读者: - **系统架构设计师**: 对使用SysML和UML 2.0优化设计感兴趣的专家。 - **软件架构设计师**: 对系统工程建模有兴趣的工程师。 - **项目经理**:负责复杂工程项目进度的专业人员。 - **软件开发者**:希望提升自己在系统层面的设计能力的技术人员。 《使用Rhapsody开发基于模型的系统工程应用实例》是一部非常实用的手册,不仅提供丰富的理论知识,还通过实践案例帮助读者掌握相关技能。无论初学者还是有经验的人士都能从中受益匪浅。
  • 多元线性回归.doc
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    本文档详细探讨了多元线性回归模型的应用,通过具体案例展示了如何建立、解释及评估该模型,为数据分析和预测提供了实用指导。 多元线性回归模型案例分析文档探讨了如何利用统计方法来建立预测模型,并通过实际数据的应用展示了该模型的实用性和有效性。文中详细介绍了多元线性回归的基本原理、参数估计以及检验步骤,同时提供了几个具体应用场景的例子以帮助读者更好地理解这一理论工具在实践中的应用方式和价值。
  • 人口预测优秀论文
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    本文深入探讨了多篇关于人口预测模型的研究论文,通过对比分析不同模型的优势与局限性,为未来的人口研究提供了宝贵的参考和启示。 一篇优秀的人口预测模型论文应具备以下特点:创新性——提出新颖的模型或改进现有模型以提高准确性和可靠性;精确性——所提出的模型能较好地拟合历史人口数据,并在未来的预测中表现出较高的准确性;可解释性——详细解释了采用的模型结构、参数选择和计算方法,使读者能够理解其原理和工作机制;验证性——充分验证提出的模型,包括与其他常用的人口预测模型进行比较以及使用独立的数据集测试;实用性——所提模型具有实际应用价值,能为人口规划、城市规划等决策提供有益参考;可复现性——提供了完整的实验设置与数据处理方法,并分享了使用的代码和数据集,使其他研究者能够复现并验证结果。值得注意的是,由于人口预测涉及社会经济因素、自然环境因素及政策影响等多个方面,优秀的模型需综合考虑这些因素,并采用适当的数学和统计方法进行建模和预测。
  • 人口预测优秀论文
    优质
    本文精选了几篇在人口预测领域内具有代表性的优秀学术论文,深入剖析了各种人口预测模型的应用、优缺点及未来发展方向。 优秀的关于人口预测模型的论文应当具备以下特点: 创新性:提出新颖的人口预测方法或改进现有模型,使其更加准确可靠。 精确度:所提出的模型能够较好地拟合历史数据,并对未来趋势进行精准预测。 可解释性:详细阐述了使用的模型结构、参数选择和计算方式,使读者能理解其工作原理及机制。 验证性:充分检验论文中的模型有效性。通过与常用人口预测方法对比以及利用独立的数据集测试来证明模型的可靠性。 实用性:提出的模型具有实际应用价值,在制定城市规划或人口政策时提供有价值的参考信息。 可复现性:提供了详尽的研究设置、数据处理流程及所用代码和数据集,使其他研究者能够重复实验并验证结果的有效性和准确性。 值得注意的是,由于人口预测涉及多种因素的影响(如社会经济环境变化、自然条件以及相关政策等),优秀的模型需全面考虑这些影响,并采用适当的数学与统计技术进行建模。
  • VISUM.pdf
    优质
    本PDF文档提供了多个使用VISUM软件进行交通规划和模拟的实际案例分析,深入探讨了其在城市交通系统优化中的应用。 “VISUM的案例分析.pdf” 本段落通过具体的实例展示如何在PTV VISUM软件中实现操作流程,帮助初学者更好地理解和掌握其工作原理及注意事项。 【知识点详解】 PTV VISUM是一款广泛应用于宏观交通规划领域的软件工具,它提供了强大的功能来构建、模拟和分析复杂的交通模型。本案例将深入介绍使用VISUM进行一系列关键步骤的操作方法,以创建一个完整的交通模型。 1. 创建步骤概述: 在开始建立模型前,我们需要对整个流程有一个大致的了解。这通常包括定义文件路径、设定交通系统参数、创建网络元素(如节点和路段)、分配出行需求、设置转向关系、规划公共交通线路及站点等,并进行路网检查以及计算交通分配结果。 2. 步骤操作详述: 2.1 定义文件路径: 我们需要指定项目的存储位置和文件命名,这将影响数据的保存与访问方式。 2.2 设定出行模式及其权重: 定义私家车、公共汽车、自行车等多种出行方式,并为每种方式设定相应的权重值以反映现实世界中的交通分布情况。 2.3 添加背景图并设置比例尺: 使用地图作为参考有助于精确地绘制道路网络,适当的比例尺确保地理空间信息的准确性。 2.4 创建节点: 节点代表了交叉口或特定位置,在构建路段时起到连接作用的基础单元。 2.5 定义路段类型属性: 定义不同类型的路段(如车道数、限速等),以适应不同的道路条件需求。 2.6 设置流量延误函数(VD Function): VD函数描述交通流与延误之间的关系,用于计算交通分配时的状态信息。 2.7 创建实际的路段连接节点形成网络。 将各个节点通过定义好的属性参数连接起来形成真正的路网结构。 2.8 定义转向规则: 设置从一个路段到另一个路段的可能性和偏好,是构建模型的重要组成部分之一。 2.9 建立交通小区划分: 根据地理区域来创建基本的单位——交通小区,并分配出行需求数据给这些单元进行分析使用。 2.10 创建公交站点及线路规划: 定义公交车站的位置以及相应的运营时间表和途径路线等信息,以反映公共交通系统的实际情况。 2.11 建立交通矩阵: 记录不同区域之间的出行量情况,为后续的分配计算提供基础数据支持。 2.12 构建连接线: 描述小区内部或之间相互联系的道路路径图示。 2.13 进行路网检查: 验证所创建网络是否存在错误或者不连续性等问题,并确保模型准确性符合要求。 2.14 计算交通分配结果: 根据上述定义的数据及参数,计算出各路段上的车流量、延误等关键指标值。 通过以上步骤的介绍与操作演示,初学者可以逐步了解并掌握PTV VISUM的基本功能和应用技巧。在实际使用过程中需要不断调整优化模型参数设置以使其更贴近实际情况,并为城市交通规划提供科学有效的决策依据。
  • VISUM.pdf
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    本PDF文档提供了多个使用VISUM交通规划软件进行城市交通系统分析的实际案例研究,深入探讨了其应用方法和效果。适合从事交通规划的专业人士阅读参考。 ### VISUM案例分析 通过具体的实例在VISUM软件中实现操作流程,并帮助初学者掌握其工作原理及注意事项。 #### PTV VISUM 宏观交通规划简介 PTV VISUM是一款广泛应用于宏观交通规划的软件,它提供了强大的功能来构建、模拟和分析各种类型的交通模型。本案例将详细介绍如何使用VISUM进行一系列关键的操作步骤,以创建一个完整的交通模型。 ### 创建步骤概述 在开始构建模型前,我们需要对整个流程有一个大致的理解。这通常包括定义文件路径、设定交通系统、创建网络元素(如节点和路段)、分配交通需求、设置转向关系、规划公共交通系统、创建交通小区矩阵等操作,并进行路网检查及交通分配计算。 ### 步骤操作详述 1. **定义文件路径**:指定项目的存储位置和文件命名,这将影响数据的保存与访问。 2. **定义交通系统**:设定出行方式(如私家车、公共汽车、自行车等)及其权重,以反映现实世界中的交通分布情况。 3. **添加背景图及设置比例尺**:使用地图作为背景有助于精确绘制网络,并确保地理空间准确性。 4. **节点创建**:定义道路交叉口或特定位置的节点,它们是连接路段的基础单元。 5. **创建路段类型**:定义不同路段的基本属性(如车道数、限速等),适用于不同的道路条件。 6. **设置VD函数(流量延误)**:描述交通流与延误之间的关系,用于计算交通分配时的状态参数。 7. **路段创建**:将节点连接起来形成实际的道路网络结构。 8. **转向关系定义**:车辆从一个路段到另一个的转移规则和偏好,是模型的关键部分之一。 9. **创建交通小区**:确定基本地理单位以进行需求分配与收集工作。 10. **公交站点及线路规划**:设定乘客上下车点以及运营时间表等信息。 11. **矩阵创建**:记录不同区域间的出行需求数据,是做流量分析的基础依据。 12. **交通小区连接线定义**:为内部或之间流动路径提供支持性结构。 13. **路网检查及优化调整**:确保模型准确无误并进行必要修改以符合实际需要。 通过上述步骤的详细解释与操作示例,读者可以逐步掌握PTV VISUM的基础应用能力,并能够构建和分析复杂的交通系统。在实践过程中,请注意不断调整参数使其更加贴近实际情况,为城市规划提供科学依据。