基于模型的系统工程方法在载人航天任务中的应用探讨

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1、第23卷第5期航天器工程V01．23No．51111篁!!旦塑垒篁星篁里：!i墼兰堕鱼型兰星垦!堕篁!!!基于模型的系统工程方法在载人航天任务中的应用探讨张有山1’2杨雷2王平2陈仁文1(1南京航空航天大学，南京210016)(2中国空间技术研究院载人航天总体部，北京100094)摘要针对基于文档的航天任务设计中设计数据分散、一致性差、跟踪难度大等问题，引入了基于模型的系统工程(MBSE)方法。首先，介绍了MBSE方法理念，即通过构建图形化的模型来支持系统的需求捕获、设计、分析、验证和确认等全生命周期活动。然后，给出了MBSE方法的一般工作流程，即先构

2、建系统的需求模型，用于指导功能模型、物理架构模型等的构建，按照事先制定好的逻辑规则建立模型间的关系，依靠模型间的关系实现设计过程中的关联性分析、参数查询等工作。最后，应用MBsE方法于栽人飞船交会对接任务中。结果表明，此方法改善了人员沟通，提高了设计效率，降低了设计风险，可为MBSE方法在航天任务设计中的进一步应用提供参考。关键词系统工程；载人航天；基于模型的系统工程；需求模型；功能模型；物理架构模型中图分类号：V57文献标志码：AD【)I：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．05．020Discussion0nApplicat

3、i蚰ofM0del-basedSyste瞄EngineeringMethodtoH啪anSpaceflightMissionZHANGYoushanl’2YANGLei2wANGPin酽CHENRenwenl(1NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)(2InstituteofMannedSpaceSystemEngineering，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Consider

4、ingthefactthatdesigndataexistindifferentdocumentsdispersedlyandaredifficulttokeepconsistentandhardtotrace，theconceptofMBSE(model—basedsystemsengi—neering)methodisintroduced．FirstlyMBSEmethodcangraphicaIlysupportsystemrequire—ments，design，analysis，verificationandvalidationactivit

5、iesinwholelifecycle．ThenageneralprocessofMBSEmethodissummarized，creatingarequirementmodeltoguidetheconstructionoffunctionalmodelandphysicalarchitecturemodeletc．Basedonasetofpredefinedruletherela—tionsamongmodelsaresetup，bywhichrelevanceamongdesignelementsandinformationcanbeanaly

6、zedandsearchedout．Intheend，anexampleispresentedtoshowhowtoapplyMBSEmethodtodesignmannedspacecraftdockingmissions．ItisconcludedthatMBSEmethodcanimproVethecommunication，increaseworkefficiency，andreducedesignrisk．Theworkisagoodreferenceforfurtherapplication．收稿日期：2013—12一06：修回日期：201

7、4一03—14基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：张有山，男，博士研究生，研究方向为航天器总体设计。Email：youshanl986@163．com。航天器工程23卷Keywords：systemsengineering；h1曲anspaceni曲t；MBSE；requirementmodel；functiomlmodel；phySical蒯tecturemodel1引言载人航天工程是一个复杂的系统工程，具有系统规模大、技术水平高、可靠性与安全性要求高、研制周期长、参与人员多、投资巨大的显著特点。在研制过程中，从工程大总体的研制要求到产品实现以及

8、在轨运行，将会产生具有复杂关联关系的海量设计信息，如系统、分系统、单机设计要求及接口定义等。目