基于模型的系统工程(MBSE)

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简介：
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。

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基于模型的系统工程(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基础——基于模型的系统工程入门

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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

关于基于模型的系统工程（MBSE）的案例分析

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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。

对基于模型的系统工程(MBSE)在系统研制中应用的初步分析

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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

基于MBSE的系统架构智能化高效生成流程

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本研究探讨了基于模型的系统工程（MBSE）方法，提出了一种创新性的流程，用于实现系统架构设计的自动化和优化。通过整合先进的算法与工具链，该流程旨在显著提高复杂系统的开发效率及质量，满足现代工程项目的挑战性需求。针对采用基于模型的系统工程（MBSE）进行产品创新性设计过程中存在的问题，如增加大量建模工作量、难以复用已有企业丰富设计经验及设计方案生成效率低等挑战，本研究以动车组高压系统为对象，提出了一套完整的智能高效架构生成流程。这套流程旨在促进动车组高压系统的智能化和创新性设计，并具体包括以下内容：基于MBSE理念扩展系统建模元模型；构建领域功能知识库与组件库，以便复用现有设计经验；定义一套完整且可行的从功能到组件映射规则；以及开发高效的候选设计方案生成算法。以中国标准250km/h动车组高压系统为实验对象，所提出的方法能够针对给定的功能模型自动生成五个有效的候选架构。对于每种方案，都将根据功能性、鲁棒性、风险性、成本及整体性能等维度进行评价。这不仅提升了设计师的建模效率，还启发了设计创新过程中的新思路和方法。

核工程设计中MBSE的应用

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本研究探讨了基于模型的系统工程（MBSE）在核工程设计中的应用，分析其对提高设计效率与安全性的贡献，并评估未来发展趋势。基于模型的系统工程方法的应用会对现有的核电型号研发流程及设计模式产生重大影响，并对项目管理、技术管理和风险决策等方面带来根本性的变革。因此，有必要结合自身特点和发展需求制定长远规划，在吸收国外研究成果的同时积极探索并形成具有特色的核电行业MBSE（Model-Based System Engineering），进而提升整个行业的数字化能力。目前，国内大多数的核电设计单位采用的是基于文档的设计模式，这种模式会通过大量的设计文件、图纸和报告来展示与系统相关的数据信息。例如，包括系统说明书、计算分析报告以及布置图和设备详图等资料。然而，在面对日益增长的核电规模及复杂性时，尤其是对安全性和经济性的要求不断提高的情况下，现有的设计方法面临着严峻挑战。

基于可达矩阵的区域划分—系统工程之系统模型I

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本文介绍了利用可达矩阵进行区域划分的方法，是系统工程中关于系统模型研究的一部分内容。通过数学建模和分析，探索了不同区域间的相互联系与影响，为复杂系统的优化提供理论支持。 4. 根据可达矩阵进行区域划分。

基于MBSE的复杂产品需求建模及追踪系统开发_徐梓贺.caj

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本文探讨了在复杂产品研发中运用模型为基础的系统工程（MBSE）进行需求建模和追踪的方法，由徐梓贺撰写，深入分析并开发了一套有效的系统解决方案。面向MBSE的复杂产品需求建模与跟踪系统研发是徐梓贺的研究内容。该研究旨在开发一个基于模型驱动体系结构（Model-Based Systems Engineering, MBSE）的系统，用于处理复杂产品的各种需求，并能够有效地对这些需求进行建模和追踪。

基于Rhapsody的模型驱动系统工程应用案例分析.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。

基于MATLAB/Simulink的滑模控制系统模型

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本项目利用MATLAB/Simulink平台构建了滑模控制系统的仿真模型，旨在优化系统响应速度和鲁棒性，为实际工程应用提供理论支持。《现代永磁同步电机控制原理及 MATLAB仿真》由袁雷编著，书中研究了基于滑模控制的直接转矩控制，并提供了相应的MATLAB/Simulink模型。