基于MBSE模型的标准体系构建.pdf
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1、标准化研究Standardization Research2023 年第 9 期http:/211 引言标准体系是装备在研究制造中的重要基础,是制造各阶段应用技术的保障,是研究、生产、使用和管理等各阶段的标准化要求。标准体系通过研究制定标准,规范装备的研究过程,确保了产品开发的效率和质量。随着我国科技产业的快速发展,对装备研究的专业化和信息化越来越高。对于研究周期短和专业化程度高的装备制造来说,需要构建完善的标准体系。但由于缺乏系统的方法,标准体系建设处于起步阶段,在体系建设和实施中出现了问题,如体系间的相互独立性和管理体系的交叉现象。作为新兴的系统技术,以模型为基础的研究正在不断扩大,其在防
2、卫产业的应用也起到了重要的作用,受到政府机构和国防的广泛关注。本文基于MBSE(Model-Based Systems Engineerin,基于模型的系统工程)模型方法1,设计了面向对象的 MBSE 模型,并构建了标准化系统,为相关工作提供参考。2 标准体系目前面临的问题标准体系是保证装备研发的重要工作。美国、俄罗斯等国家在装备开发中较为重视标准体系的建设。通过在装备研制过程中的标准化管理,实现了统一的编制和管理,提高了装备研发的质量和效率。从国外标准体系的建设来看,以项目为基础的标准体系,是装备标准化生产与管理的重要方法。分析装备研发的需要,确定研发标准,并根据实际工作的需要进行体系建设,
3、可以提高装备的研制水平。确立以项目为基础的标准体系,基于标准框架和结构,对装备开发中的问题进行分析,以此来确定开发内容。形成以项目为基础的系统开发,以体系结构为基础框架,确保各环节的标准化模型层次清晰,各体系间相互支持和促进,在研究中满足需求的标准化管理。在国外发达国家,在装备的研发中,形成了系统完整的标准体系和工作流程,在各环节实行标准化管理,以保证装备产品质量。美国、英国和俄罗编辑:胡欣E-mail:电子科学研究院 武 宁 沈方达Construction of Standard System Based on MBSE Model摘 要 围绕制度指导和保障需求,针对标准体系目前存在的问题,
4、研究基于模型的系统工程管理措施,建立以模型为基础的标准体系,并对该体系建设的需求分析、模型设计、评估验证进行分析,以提高多学科共同优化设计,加快产业数字化转型。关键词 MBSE 标准体系 数字化转型Abstract:Focusing on institutional guidance and security needs,and addressing the current problems in the standard system.This paper researches model-based system engineering management measures,establ
5、ishes a standard system based on models,and analyzes the requirements,model design and evaluation validation of the system construction to improve multidisciplinary collaborative optimization design and accelerate the digital transformation of the military supply industry.Keywords:Model-Based System
6、s Engineerin;standard system;digital transformation 基于 MBSE 模型的标准体系构建标准化研究Standardization Research信息技术与标准化http:/22斯等国家在确立的标准体系,采用了“标准-指南-技术标准”的体系架构,按类型分别制定具体的实施标准,形成完整的技术体系。英国通过标准化委员会,加强装备研究开发的标准制定。俄罗斯通过标准化委员会,开展装备开发的标准化工作。我国从 20 世纪 90 年代开始在航空、航天和船舶等推进了标准体系建设,确立了完善的标准体系框架。但是,由于研究标准化的方法不足,缺乏对体系建设的有效管
7、理。我国的标准系统还有一定的问题:第一,部分内容不够完善,并且实际的技术应用缺乏自上而下的设计;第二,研究开发中,项目和标准没有有效结合,导致标准体系不能相互促进,项目的标准不能满足实际应用需求;第三,现有标准体系装备对实际存在的问题研究不够,并且实际过程也缺乏一定的针 对性。3 MBSE 方法研究MBSE 概念是在 1987 年由美国系统工程学创始人 A.Wayne Wymore 教授提出,但是也仅是基于模型的系统工程学的理论。2007 年,国际系统工程协会针对产业和学术的MBSE 计划提出基于模型的系统工程。从概念设计开始,到开发和之后的生命周期,为系统要求、设计和验证活动。MBSE 以数
8、字模型为中心传递信息,包括使用需求、结构、参数和验证模型,确保了信息传递的一致性,确保了多领域的明确合作,降低修改设计的成本。2008 年,在 MBSE 方法综述中提出了构成完整的要素的相互关联,描述了基于 MBSE 的新方法,以支持基于模型的系统工程。国内的 MBSE 目前还处于初步阶段,只有少数机构进行了试点,成功的案例并不多。目前,国内的方法和使用基本参照国外的案例,未形成权威的体系,对于 MBSE 的应用尚不成熟。MBSE 重视模型的再利用和共享,在实际的体系建设中具有较强的结构性,可作为体系建设的参考。4 基于 MBSE 模型的标准体系构建以 MBSE 为基础的标准体系构建,将系统工
9、程和标准化组合,定义各要求属性,阐明各事项和属性之间的关系。通过构建标准体系,提高实际应用的可视性,基于各模块设计强调了各体系存在的关系。现有的系统工程构建在不能直接看到密钥内容或开发阶段等信息,但基于模块的构建可以追踪标准信息,确保了标准系统的不断完善与优化。本文中,建立以 MBSE 模型的标准体系主要包括需求分析、功能模型设计等。各阶段实施方法如下。4.1 需求分析需求分析作为体系构建的重要步骤,明确体系的目标和需求,并考虑实现过程中所需的资源和应用。确定标准体系构建的目标,包括系统的应用领域、范围、目标以及应遵守的相关标准。收集标准系统和应用场景的信息,对比收集新标准的优缺点和设计场景的
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