基于MBSE方法进行民机设计的工具链建设

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1、研究论文基于MBSE方法进行民机设计的工具链建设徐州(上海飞机设计研究院，上海201210)【摘要】随着民机系统的复杂度日益提升，系统工程的思想越来越多地被应用到民机设计中，而在系统工程中，基于模型的系统工程(MBSE)方法是未来的发展方向。阐述了基于MBSE的民机设计理念及基本的设计流程，介绍了对MBSE方法发展过程中具有重大影响意义的重要标准，针对设计流程中的每个阶段列举了当今世界比较流行的软件并介绍了这些软件的功能，最后提出了符合MBSE思想的工具链框架，为MBSE方法在民机设计中的落地提供了参考。关键词：MBSE；民机设计；

2、设计流程；工具链TbOlChainConstructionofCivilAircraftDesignBasedonMBSEMethodXUZhou(ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，Shanghai201210，China)【ABSTRACT】Asthecomplexityofsystemrisingdaybyday,theideaofsystemengineeringisusedincivilaircraftde-signmoreandmore，andthemodelbaseds

3、ystemengineering(MBSE)isthetrend．ThisarticledescribedtheconceptandprocessofcivilaircraftdesignbasedonMBSEmethodandthreeimportantstandardswhichbringalotofbenefittoMBSEduringtheirdevelopment．ThenitlistedafewfamiliarsoftwaretoolswhicharewildlyusedindeferentstagesofMBSEpro

4、cess．AnditalsoproposedthetoolchainarchitectureofMBSEwhichcanprovideagoodreferenceformakingMBSEpracticableincivilaircraftdesign．Keywords：MBSE；Civilaircraftdesign；Designprocess；ToolchainDoI：10．16080／j．issnl671．833x．2017．05．100民用飞机的创新设计能力与制造水平体现了国家的综合实力和科技水平，是工业化国家竞相抢占的战略

5、性产业制高点。民用飞机不同于其他产品，是一个极其复杂的系统，需要满足极高的安全性和可靠性的要求；飞机行业也不同于其他行业，是一项高难度、高风险、高成本、长周期的工程。为了应对民机研制这种行业的特殊性和复杂性，将系统工程思想应用到民机研制已经得到广泛认同，而基于模型的系统工程(MBSE)是系统工程领域未来发展的趋势。1MBSE简介系统工程是一个职业、一个过程、一个观点，是一种使系统成功实现的跨学科的方法和手段⋯。系统工程在发展的过程中，大致经历了4个阶段：(1)传统系统工程；(2)流程结构化；(3)工具信息化；(4)知识模型化【2】。

6、在当今的工程应用中，系统工程已经发展到第4个阶段，所谓的知识模型化，就是将传统的系统工程信息传递方式由文件发展成模型，也就形成了基于模型的100航空制造技术·2017年第5期系统工程(MBSE)，它能为解决复杂系统工程问题提供方法论。国外很早就开始MBSE的研究，并把研究成果应用于实践。由于复杂系统更需要系统工程的应用，所以航空、航天及汽车领域一直是系统工程发展的主要战场。美国航空航天局(NASA)开发了MBSE的基础架构，并在实际的项目和工程中进行应用，目前JPL实验室已经有20多个任务是把MBSE贯穿于任务始终的。在MBSE的发

7、展过程中，Modelica建模语言和FMI(功能样机接口)接口规范的发展使得多学科、多专业的仿真建模得以真正实现，图1是MBSE发展的重大事件。2MBSE中的几个重要标准在MBSE的发展历程中，有几个标准的产生和发展对MBSE的推动和成长起了重要的作用，分别是SysML标准、Modelica语言和FMI规范。2．1SysML标准为了支持MBSE，国际系统工程学会(INCOSE)和研究论文■’’＼l门CoSEij=界巾的信息技术研发》图1MBSE的简要发展历史Fig．1ConcisehistoryofMBSEdevelopment对象

8、管理组织(OMG)在对UML2．0(统一建模语言)的子集进行重用和扩展的基础上联合提出一种通用的针对系统工程应用的“标准系统建模语言”SysML【3】。它是一种多用途的标准建模语言，能够支持系统工程应用的多领域系统包含硬件、软件、信息