针对传统MBSE(model-based systems engineering)方法在有无人协同作战系统建模中难以完整呈现复杂作战逻辑、接口建模忽略场景化约束,且多关键算法验证存在周期长、成本高的问题,提出一种基于MBSE的方法论及设计工具。构建了系统运行...针对传统MBSE(model-based systems engineering)方法在有无人协同作战系统建模中难以完整呈现复杂作战逻辑、接口建模忽略场景化约束,且多关键算法验证存在周期长、成本高的问题,提出一种基于MBSE的方法论及设计工具。构建了系统运行逻辑、接口设计与算法设计的集成验证方法,提供数字化、快速迭代的系统仿真验证手段。搭建多关键算法仿真验证环境,有效降低验证环境建设的经济成本,并在典型有无人协同作战系统中完成设计与验证实践。该集成验证方法通过MBSE设计工具Modelook与战场仿真设计工具的集成,实现SysML模型描述的系统运行逻辑、数据交互模型与关键算法模型的协同验证。实验结果表明:该方法可在设计初期为系统提供数字化、低成本、敏捷迭代的模型仿真验证方案,提升数字样机从功能逻辑层面到功能逻辑与关键算法融合层面的综合能力。展开更多
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
文摘针对传统MBSE(model-based systems engineering)方法在有无人协同作战系统建模中难以完整呈现复杂作战逻辑、接口建模忽略场景化约束,且多关键算法验证存在周期长、成本高的问题,提出一种基于MBSE的方法论及设计工具。构建了系统运行逻辑、接口设计与算法设计的集成验证方法,提供数字化、快速迭代的系统仿真验证手段。搭建多关键算法仿真验证环境,有效降低验证环境建设的经济成本,并在典型有无人协同作战系统中完成设计与验证实践。该集成验证方法通过MBSE设计工具Modelook与战场仿真设计工具的集成,实现SysML模型描述的系统运行逻辑、数据交互模型与关键算法模型的协同验证。实验结果表明:该方法可在设计初期为系统提供数字化、低成本、敏捷迭代的模型仿真验证方案,提升数字样机从功能逻辑层面到功能逻辑与关键算法融合层面的综合能力。
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。
