为支撑铁路系统模型建设的数字化转型,将基于模型的系统工程(MBSE,Model-Based Systems Engineering)方法融入铁路体系结构设计领域,阐述面向铁路系统设计的MBSE建模方法和流程,构建铁路体系结构MBSE模型,并设计铁路体系结构建模平台。...为支撑铁路系统模型建设的数字化转型,将基于模型的系统工程(MBSE,Model-Based Systems Engineering)方法融入铁路体系结构设计领域,阐述面向铁路系统设计的MBSE建模方法和流程,构建铁路体系结构MBSE模型,并设计铁路体系结构建模平台。以铁路旅客运输场景为例开展平台应用研究,采用系统建模语言(SysML,Systems Modeling Language)完成需求模型、功能模型、架构模型的构建及模型的参数设计和验证。实践验证结果表明,该平台可有效提升铁路系统建模的效率和质量,为MBSE在铁路建模领域的应用提供理论和技术支撑。展开更多
为解决现有民用航空器适航规章对氢能源动力飞机的设计特征存在潜在适用性差异和覆盖性不全问题,对氢能源动力飞机适航基础分析。首先,以民用航空正常类飞机适航规章为基础,运用基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MB...为解决现有民用航空器适航规章对氢能源动力飞机的设计特征存在潜在适用性差异和覆盖性不全问题,对氢能源动力飞机适航基础分析。首先,以民用航空正常类飞机适航规章为基础,运用基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)方法,利用系统建模语言构建了适航条款自动化分析框架。然后,基于给定的适航条款适用性分析准则与流程,对3类不同氢能源飞机进行了架构分析与适航需求对比。研究结果表明,MBSE方法能够为氢能源动力飞机的设计和适航审定提供有效的决策支持,提升审定效率。所提方法可以兼顾优先性、一致性和正确性,确保适用性判断准确可靠,避免经验判断误差。展开更多
电磁场有限元仿真软件在电磁设计和分析中至关重要。然而商业软件价格高昂且功能冗余,同时随着人工智能(AI)的发展,深度学习与传统数值模拟的结合提升了仿真精度和效率。为此,亟须开发自主可控、轻量化、面向企业定制的智能仿真软件。...电磁场有限元仿真软件在电磁设计和分析中至关重要。然而商业软件价格高昂且功能冗余,同时随着人工智能(AI)的发展,深度学习与传统数值模拟的结合提升了仿真精度和效率。为此,亟须开发自主可控、轻量化、面向企业定制的智能仿真软件。该文首先提出了双向耦合的设计方法,使仿真软件能适应复杂需求。然后,基于模型系统工程(MBSE)方法,建立四个层级的电磁场有限元仿真软件的架构设计流程,并完成软件的建模,实现了系统结构和行为的定义和可视化。最后,基于Python开发了集成AI的软件原型IFEM,并通过两个实际案例验证了其功能和准确性。研究成果提高了软件开发的质量、效率和知识传承能力,为数值模拟工业软件在AI for Science背景下的AI集成提供了有效思路。展开更多
针对复杂系统设计过程缺乏早期可靠性评估的问题,提出一种基于模型的系统工程方法支持复杂系统的设计及可靠性评估。结合复杂系统的研发特点,提出一种基于“使命、运行、功能、逻辑、物理、可靠性”的基于模型的系统工程(model-based sy...针对复杂系统设计过程缺乏早期可靠性评估的问题,提出一种基于模型的系统工程方法支持复杂系统的设计及可靠性评估。结合复杂系统的研发特点,提出一种基于“使命、运行、功能、逻辑、物理、可靠性”的基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)建模方法,支持复杂系统设计和可靠性评估;利用基于“图、对象、属性、点、关系、角色”的系统建模语言KARMA对上述过程进行统一表达;通过KARMA的代码生成功能实现图模型到计算模型的映射,完成复杂系统可靠性的评估;将方法应用于液压系统案例,结果表明所提方法对于复杂系统设计和评估具备有效性。展开更多
水面无人艇是海上有人/无人协同作战体系中重要的一环,对装备的保障性、可维修性要求较高,因此亟需建立与其装备体系相匹配的装备保障体系。为解决水面无人艇的保障体系设计问题,应用基于模型的系统工程(Model Based System Engineering...水面无人艇是海上有人/无人协同作战体系中重要的一环,对装备的保障性、可维修性要求较高,因此亟需建立与其装备体系相匹配的装备保障体系。为解决水面无人艇的保障体系设计问题,应用基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,MBSE)方法,面向典型应用场景构建水面无人艇装备保障体系的多视图模型,并给出水面无人艇装备保障体系在仿真推演过程中的关键要素和基本流程,初步构建可靠性-能力-效能综合评估指标体系,实现了“作战任务-保障任务-保障能力需求-保障体系结构”的闭环验证,为水面无人艇装备体系和装备保障体系的协同设计和高效运用提供参考。展开更多
文摘为支撑铁路系统模型建设的数字化转型,将基于模型的系统工程(MBSE,Model-Based Systems Engineering)方法融入铁路体系结构设计领域,阐述面向铁路系统设计的MBSE建模方法和流程,构建铁路体系结构MBSE模型,并设计铁路体系结构建模平台。以铁路旅客运输场景为例开展平台应用研究,采用系统建模语言(SysML,Systems Modeling Language)完成需求模型、功能模型、架构模型的构建及模型的参数设计和验证。实践验证结果表明,该平台可有效提升铁路系统建模的效率和质量,为MBSE在铁路建模领域的应用提供理论和技术支撑。
文摘为解决现有民用航空器适航规章对氢能源动力飞机的设计特征存在潜在适用性差异和覆盖性不全问题,对氢能源动力飞机适航基础分析。首先,以民用航空正常类飞机适航规章为基础,运用基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBSE)方法,利用系统建模语言构建了适航条款自动化分析框架。然后,基于给定的适航条款适用性分析准则与流程,对3类不同氢能源飞机进行了架构分析与适航需求对比。研究结果表明,MBSE方法能够为氢能源动力飞机的设计和适航审定提供有效的决策支持,提升审定效率。所提方法可以兼顾优先性、一致性和正确性,确保适用性判断准确可靠,避免经验判断误差。
文摘电磁场有限元仿真软件在电磁设计和分析中至关重要。然而商业软件价格高昂且功能冗余,同时随着人工智能(AI)的发展,深度学习与传统数值模拟的结合提升了仿真精度和效率。为此,亟须开发自主可控、轻量化、面向企业定制的智能仿真软件。该文首先提出了双向耦合的设计方法,使仿真软件能适应复杂需求。然后,基于模型系统工程(MBSE)方法,建立四个层级的电磁场有限元仿真软件的架构设计流程,并完成软件的建模,实现了系统结构和行为的定义和可视化。最后,基于Python开发了集成AI的软件原型IFEM,并通过两个实际案例验证了其功能和准确性。研究成果提高了软件开发的质量、效率和知识传承能力,为数值模拟工业软件在AI for Science背景下的AI集成提供了有效思路。
文摘针对复杂系统设计过程缺乏早期可靠性评估的问题,提出一种基于模型的系统工程方法支持复杂系统的设计及可靠性评估。结合复杂系统的研发特点,提出一种基于“使命、运行、功能、逻辑、物理、可靠性”的基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)建模方法,支持复杂系统设计和可靠性评估;利用基于“图、对象、属性、点、关系、角色”的系统建模语言KARMA对上述过程进行统一表达;通过KARMA的代码生成功能实现图模型到计算模型的映射,完成复杂系统可靠性的评估;将方法应用于液压系统案例,结果表明所提方法对于复杂系统设计和评估具备有效性。
文摘水面无人艇是海上有人/无人协同作战体系中重要的一环,对装备的保障性、可维修性要求较高,因此亟需建立与其装备体系相匹配的装备保障体系。为解决水面无人艇的保障体系设计问题,应用基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,MBSE)方法,面向典型应用场景构建水面无人艇装备保障体系的多视图模型,并给出水面无人艇装备保障体系在仿真推演过程中的关键要素和基本流程,初步构建可靠性-能力-效能综合评估指标体系,实现了“作战任务-保障任务-保障能力需求-保障体系结构”的闭环验证,为水面无人艇装备体系和装备保障体系的协同设计和高效运用提供参考。
