国产基于模型的系统工程软件MBSE软件ModelCoder
基于模型的系统工程(MBSE)作为未来工业研发数字化的重要发展方向之一,埃登威旗下迪捷软件是以清华大学康硕教授团队加上后期加入的前华为技术团队人员组成,主要方向是就是专注于**行业的国产自主MBSE软件,在**关键领域,基于模型的软件工程或者软件开发已逐渐进入了我国的装备研制过程中。使用SimuLink或者SCADE等嵌入式软件建模工具对算法或者控制逻辑进行可视化建模,然后生成高可靠的二进制代码逐渐成为了**关键领域的主流软件开发方式。由我司自主开发的ModelCoder是一款支持多种嵌入式系统建模并可以自动生成高**可靠的C代码的软件设计和开发工具。ModelCoder支持同步数据流以及状态机等嵌入式模型,其从模型生成代码的过程经过了形式化验证,保证生成过程的正确无误性,能够用于飞机的飞控,飞机的航电,核电的DCS等多个**关键领域的嵌入式软件的设计和开发。
目前我们已经合作过的单位有:
中国航K工业集团有限公司
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成都F机设计研究所
西安航K计算技术研究所
西安自动F行控制研究所
洛阳电光S备研究所
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中国航T科技集团有限公司
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四川航T技术研究院
上海航T技术研究院
上海航T控制技术研究所
上海卫X工程研究所
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中国航T科工集团有限公司
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航天X院
航天X江集团
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中国船B工业集团有限公司
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中国船B工业系统工程研究院
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中国电Z科技集团有限公司
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第X研究所
第5XX研究所
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中国电Z信息产业集团有限公司
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武汉中原D子集团有限公司
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中国核工Y集团有限公司
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中国He动力研究设计院
广东H电集团
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中国航K发动机集团有限公司
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中国航F商用航K发动机有限责任公司
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高校合作
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清华大学
武汉理工大学
重庆交通学院
新疆农业职业技术学院
中国矿业大学
华南理工大学
北京交通大学
湖南大学
合肥工业大学
中国科学技术大学
西安电子科技大学
中山大学
山东科技大学
辽宁工程技术大学
河南工业大学
天津理工大学
成都电子科技大学
中国人民解放军装甲兵工程学院
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其他客户
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华为
北京星地恒通
重庆慧尔科技
苏州胜利科技有限公司
天津华宁电子
大连微龙软件有限公司
广州国笔科技公司
北京国威集成技术有限公司
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1. 什么是MBSE国产基于模型的系统工程软件MBSE软件ModelCoder
基于模型的系统工程(MBSE)是相对于传统基于文档的系统设计而言的,传统设计方式中,系统方案设计阶段多数通过撰写方案设计文档来对系统进行定义,如下图所示:
MBSE(基于模型的系统工程) = 用数字化建模代替写文档进行系统方案设计,把设计文档中描述系统结构、功能、性能、规格需求的名词、动词、形容词、参数全部转化为数字化模型表达。
以下例子可帮助直观理解如何从文档转换到数字化模型:
1) 名词(描述系统结构)
基于文本的设计:
“该系统由发动机、通信系统、控制系统、生命保障系统等子系统构成”
MBSE中的数字化模型表达:
2) 动词(描述系统行为)
基于文本的设计:
“系统的启动过程为:首先启动发动机,然后依次检查控制系统、生命保障系统、通信系统状态,如一切正常,则进入工作状态;如发现异常,则由操作人员进行故障排查。”
MBSE中的数字化模型表达:
3) 参数(对系统规格、系统性能等的定量描述)
基于文本的系统设计:
“需求A:系统总重量不能超过100kg。”
MBSE中的数字化模型表达:国产基于模型的系统工程软件MBSE软件ModelCoder
4) 形容词(需要被量化)
形容词是文档中的特殊产物,在模型中不存在对应内容。
原因在于形容词是模糊描述,无法明确表达,也意味着无法准确验证。因此,理论上,在系统设计和需求规格描述中,不应该使用形容词。否则可能导致下图中的后果:
2. 为什么要做MBSE
1) 当前的挑战
在当前航空、航天、汽车等行业,对工业产品易用性、舒适性、**性等方面要求的提高,导致当前工业产品电气化、智能化程度越来越高,产品复杂度的量级不断跃升。
基于文本的系统设计方式存在天然局限,导致其越来越难以应对当前的复杂产品设计挑战,比如:
基于自然语言描述的设计文档一致性差,沟通效率低且容易出现歧义;
自然语言容易引入形容词等模糊描述,很难保证准确性
文本描述的设计元素之间无法实现追溯分析,当出现设计变更时很难对变更影响进行准确评估
基于文本的设计方案无法进行前期仿真验证
设计方案无法与详细设计阶段的数字化模型(如CAD)关联...
而MBSE技术的出现为应对这些问题提供了有效的应对手段。
2) MBSE带来的价值
一项新技术*终的价值体现,一般有:
节省成本,省钱
提高效率,省时间
保证产品质量,提高产品竞争力
产品质量提升→产品问题减少→研发周期&运维成本降低→省钱&省时间
产品竞争力提高→销量提升→企业利润提高
基于上述几个角度,我们分别从几个系统设计活动– 需求分析&验证、系统设计、系统验证,来具体分析MBSE到底可以为企业带来哪些价值:
(红色代表文本无法实现而MBSE能够实现的功能,蓝色代表MBSE相对文本的优势功能)
3. 怎么做MBSE?示例
MBSE是系统设计工作通过数字化设计手段的实现,因此在工作流程上与传统系统工程并无太大差异,仍然分为需求分析、系统设计、系统验证、需求确认四个步骤。
具体实现方式案例如下:
1) 需求分析
实现需求条目化分类,并对特殊需求(性能需求)进行量化描述:
需求类型示例
需求量化描述
2) 系统设计
依照特定的系统设计逻辑方法,完成系统功能、结构设计,以及参数化表征,并将设计内容与需求进行关联,确保追溯关系完整。
系统设计
系统设计与需求的关联追溯
3) 系统验证
基于数字化系统设计模型进行系统仿真,根据设计需求进行系统验证工作
系统模型仿真验证国产基于模型的系统工程软件MBSE软件ModelCoder
4) 需求确认
将设计参数值与量化的需求约束进行验证
需求确认
4. 掌握MBSE需要学习哪些内容
MBSE的三大支撑:方法论、系统设计语言、系统建模工具。
1) MBSE方法论
MBSE方法论是设计师进行系统设计活动的指南,不同行业、不同产品在实际产品研发方面都有其特殊的地方,因此在方法论方面会有不同的选择。
以下提供了当前MBSE方法论方面能够查找到的部分公开资料,可作为企业在实践MBSE项目时的参考。
企业在实际项目中选择哪一种方法论、对方法论做哪些特定的裁剪,需要基于企业当前研发流程的实际需求来分析和确定,而不能直接照搬某个“理论模型”。
关于MBSE方法论,2008年有相关研究汇总了当时的相关理论 - "Survey of Model-BasedSystems Engineering (MBSE) Methodologies", 报告中涵盖了以下6类不同的MBSE方法论:
INCOSE Object-Oriented SystemsEngineering Method (OOSEM)
IBM Rational Telelogic Harmony-SE
IBM Rational Unified Process for Systems Engineering (RUP-SE)
Vitech Model-Based Systems Engineering (MBSE) Methodology
JPL State Analysis (SA) Methodology | JPL State Analysis (SA)
Dori Object-Process Methodology (OPM)
在此之后,作为补充,http://www.omgwiki.org/MBSE中的“Methodology and Metrics”文章里又增加了几类MBSE方法论的介绍,包含:
Weilkiens Systems Modeling Process (SYSMOD)
Fernandez Process Pipelines in OO Architectures (PPOOA)
An Ontology for State Analysis: Formalizing the Mapping to SysML
ISO-15288, OOSEM and Model-Based Submarine Design
Alstom ASAP Methodology
Pattern-Based Systems Engineering (PBSE)
Arcadia, a model-basedengineering method
以上这些仅仅为MBSE方法论的部分内容,在此之外,仍有一些公司或研究者针对特定应用场景提出了自己的方法论。比如,当前在国内工程界应用广泛的MagicDraw工具,其母公司NoMagic(现被达索析统公司收购)也独立提出自己的MagicGrid方法论。
2) 系统设计语言
系统设计语言是描述系统设计的标准"语法",当前MBSE领域主流的系统设计语言是OMG维护和发布的SysML – System Modeling Language,该语言基于UML发展而来,并专门针对系统设计领域特点进行了扩展。
(SysML虽为主流MBSE建模语言,但仍有部分软件工具通过非SysML语言进行模型描述,此处不做展开。)
SysML是一种图形化设计语言,共包含9类图,如下所示:
9类图分别用来描述系统设计过程中的需求、系统结构、系统行为和系统参数:
3) 系统建模工具
目前国内工程领域主要的MBSE工具为NoMagic(达索) MagicDraw和IBM Rhapsody,其他如Sparx Systems的Enterprise Architecture, 达索CATIA RFLP, Siemens PLM, ANSYS Scade等也有部分应用。
更多国产基于模型的系统工程软件MBSE软件ModelCoder信息请直接致电埃登威上海021-55581219其他产品:微量氧分析仪,药品残氧仪,露点仪,热导气体分析仪,GE流量计,OX-1氧传感器,顶空分析仪,红外气体分析仪,高温湿度仪,西门子U23分析仪,ppb微量水分析仪,OXY.IQ氧分析仪,烟气湿度仪,燃气热值仪,Kaye温度验证仪,L&W白度,仪激光氧分析仪,压缩空气露点仪,干燥机露点仪,激光气体分析仪,便携式露点仪,便携式微量氧分析仪西门子氧电池\oxy-12\ultramat-23代表U23氧模块价格|PID传感器 |总代理|代表处|授权代理商|办事处|分公司|全资子公司|价格|品牌|批发|选型|维修|校准