基于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践

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1、第23卷第3期航天器工程V01．23No．32014年6月SPACECRAFTENGINEERING119基于模型的系统工程在航天器研制中的研究与实践韩凤宇林益明范海涛(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要针对基于文档的传统航天器研制模式，存在着信息表示不准确、信息查找／更改困难等不足，指出基于模型的系统工程(MBSE)是解决这些问题的有效途径。根据MBSE的定义，分析其内涵；在继承国外实践成果的基础上，在航天器研制过程中进一步创新MBSE的理论，并应用MBSE理论指导航天器研制，以推动系统工程理论

2、和实践的发展。关键词基于模型的系统工程；基于模型定义；航天器研制；协同设计中图分类号：V57文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673-8748．2014．03．021ResearchandPracticeofModel—BasedSystemsEngineeringinSpacecraftDevelopmentHANFengyuLINYimingFANHaitao(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，Chin

3、a)Abstract：Inviewofthetraditionalspacecraftdevelopmentmodebasedondocumentandwiththeproblemofinformationexpressioninaccurateandinformationsearch／alterationdifficult，thispa—perpresentsthatMBSE(Model—BasedSystemsEngineering)isaneffectivewaytosolvethisproblem．Ac

4、cordingtothedefinitionofMBSE，itsconnotationisanalyzed．Onthebasisofinher—itingoverseaspracticeresults，theconceptofMBSEisextendedinthepracticeofspacecraftde—velopment．AndMBSEtheoryisappliedtoguidespacecraftdevelopmentreversely．Thedevelop—mentofthesystemenginee

5、ringtheoryandpracticeispromoted．Keywords：MBSE；model—baseddefinition；spacecraftdevelopment；collaborationdesign引言航天器研制是一项多学科、多专业相结合的大型系统工程，具有技术难度大、投入资金多、质量与可靠性要求高、协作单位多、研制风险高和管理难度大等特点[1。4]。我国航天工业经过几十年的发展，逐步形成了一套独具特色的航天器研制系统工程管理模式。近年来，随着一批重大工程的启动，航天器研制出现了一些新的特点

6、：①研制数量大幅增加，研制周期不断缩短；②性能指标要求不断提升，新产品、新技术不断涌现；③多产品并举，大规模协同，耦合关系复杂。传统的航天器研制模式都是基于文档的[5]，但由于航天器研制是一项涉及多学科融合的系统工程，不同设计人员所关注的领域不同，从文档中读取信息很容易产生理解的不一致性，在产品设计过程中经常出现反复迭代修改等情况。虽然近年来，已从过去的纸质形式转换为电子形式，但并未从根本上改变这一状况。收稿日期：2014—03—18；修回日期：2014—04—23基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：韩凤宇

7、，男，高级工程师，现任北京空间飞行器总体设计部副部长，主要研究方向为系统工程与项目管理、宇航企业多项目综合管理、航天器数字化系统设计与分析等。Email：fan—future@hotmail．corn。120航天器工程23卷基于模型的系统工程(Model-BasedSystemsEn—gineering，MBsE)是这些问题的有效解决方案[6]。它从需求阶段开始即通过模型(而非文档)的不断演化、迭代递增而实现产品的系统设计，通过模型的结构化定义可以清晰地表达产品设计初期各方面的需求，在设计初期就能通过仿真发现大

8、量不合理的设计方案。同时，由于模型的唯一性，还为各方提供了一个统一的、无二义性的设计信息交流工具。为了支持MB—SE，国际系统工程学会(InternationalCouncilonSys—ternsEngineering，INCOSE)和对象管理组织(ObjectManagementGroup，OMG)提出了一种新的系统建模语言(SystemsModelingLanguage，SysM