基于模型的系统工程(MBSE)实践指南：破解研发不确定性的利器

在这个日新月异的时代，复杂产品的研发正面临着前所未有的挑战。如何在高度不确定性和快速变化的环境中，实现高效、精准的系统设计，成为了众多企业亟待解决的问题。今天，让我们一同走进安托的MBSE（基于模型的系统工程）解决方案，探索它如何为复杂产品研发插上智慧的翅膀，引领我们迈向智能制造的新未来。

从传统到创新的跨越

传统的系统工程方法，往往基于确定论和设计论，需要在项目初期就“冻结需求”。然而，在复杂产品的研发过程中，这种“一刀切”的方式显然难以适应。产品系统的复杂性、层级间的认知模糊性，使得我们必须在逐步完善的场景分析中，逐渐认清系统的全貌。安托通过多年的实践积累，总结出一套面向型号工程实践的MBSE解决方案，并将其固化到系统设计软件中，形成了可快速部署的成套解决方案。

解决方案的核心业务流程

安托的MBSE解决方案，围绕复杂产品的研发需求，精心设计了多个核心业务流程：

• 基于模型的系统设计流程：从系统概念到详细设计，全程采用模型驱动，确保设计的准确性和一致性。
• 跨系统层级的协同设计流程：打破传统壁垒，实现跨层级、跨地域、跨团队的协同设计，提升研发效率。
• 仿真模型协同设计流程：通过仿真技术，提前验证设计方案的可行性，降低试错成本。
• 系统设计仿真验证流程：将仿真结果与设计需求进行对接，实现闭环验证，确保设计满足要求。
• 基于模型的技术要求下发流程：将技术要求精准无误地下发至各个设计环节，保证了设计质量的一致性。
• 基于模型的系统设计综合流程：依托全面系统的视角，及时发现并解决潜在的设计冲突，确保系统设计的整体性和协调性。
• 基于模型的系统设计变更流程：将修改内容自动更新相关设计文档和仿真数据，确保设计变更的准确性和及时性。

复杂产品研发关键技术

“中学为体，西学为用”。安托深知，仅仅引进先进的MBSE工具是远远不够的，必须触及组织和思想的深处，才能真正实现MBSE的价值。因此，安托的MBSE解决方案部署分为三个阶段：方案套装部署、型号应用指导、套装调整适配。通过这三个阶段的深入实施，安托帮助用户将MBSE理念融入日常研发流程中，实现了从理论到实践的飞跃。

面向领域的基于模型设计方法论定义

参考主流方法论，基于行业领域特性和研制业务流程，定义适用的基于模型的系统设计方法论，支持用户规范化建模实施。

基于元模型、模型库的系统架构快速复用建模

基于行业领域特性，定义领域元模型语义，确保建模的规范性和数据的一致性。通过模型库的构建实现型号知识的积累和复用，实现系统架构的快速复用建模设计。

基于SysML模型的上下游协同设计

基于SysML模型实现跨系统层级、跨地域、跨团队的系统协同设计，有效的打通从总体部门到分系统、单机的SysML协同建模全流程，提升并行研发设计工作的效率。

系统模型的技术状态管控

利用PLM平台实现系统模型的技术状态管控，包括系统架构模型的解析存储、模型审签、模型基线管理、模型变更管理等。

系统设计与系统仿真的协同

基于PLM平台，将SysML架构模型中的系统架构、系统参数、需求指标等作为系统仿真的输入，同时将仿真验证的结果与需求进行对接，实现系统设计的闭环验证。

航天某总体院的华丽转身

案例

航天系统作为高端复杂装备，具有多学科、装备构成复杂、研制组织跨层级等特性，以往基于文本的系统工程模式呈现出碎片化或孤岛效应，研制数据难以连续传递和自动解析转换，不利于开展大系统的协同研发和综合验证。作为国内系统工程思想的发源地，航天某总体院已经在型号系统的研制中探索MBSE的应用。然而，在实现从文档到模型的跨越中，其仍然存在一些难关亟待解决

针对用户的业务痛点，安托部署了MBSE解决方案套装，同时借助APA实施方法，在对用户当前的系统研制业务流程进行充分梳理和分析的基础上，对解决方案套装进行了适配，实现了MBSE在复杂型号系统研制中的应用落地，有效支撑基于模型开展型号系统设计的业务模式。通过部署安托的MBSE解决方案套装，为用户的复杂型号系统研制带来了如下价值提升：

1. 定义规范化的协同建模流程，提升系统总体的抓总能力，以及跨系统层级的纵向协同能力；

2. 构建元模型与模型库的管理能力，为航天器研制提供统一的建模语义和知识复用能力，提升研制效率；

3. 实现系统设计的闭环仿真验证，提高架构设计准确性以及对需求的符合性，提升一次研制的成功率；

4. 实现产品需求、测试需求与测试结果的闭环管理，提升系统测试业务的工作效率和管理能力；

5. 建立MBSE数据（架构模型、仿真模型、模型库等）的管理机制，提高技术状态的管控能力；

6. 实现模型元素的提取与解析，支持面向下游业务环节的横向协同，打造研制过程中的全局数据追溯能力。

在这个充满机遇与挑战的时代，安托的MBSE解决方案正以其独特的魅力和强大的实力，赋能复杂产品研发的每一个环节。我们相信，在安托的陪伴下，越来越多的企业将能够跨越重重障碍，实现智能制造的宏伟蓝图。让我们一起，用智慧点亮未来，用创新引领潮流！