基于模型的系统工程设计(MBSE)为您

mbse 本科毕业设计
MBSE（Model-Based Systems Engineering，基于模型的系统工程）是一种在系统工程中使用模型来描述和分析系统的方法。

MBSE 在系统设计、开发和测试过程中起到了重要的作用，它能够帮助工程师更好地理解系统的复杂性，并在系统的整个生命周期中提供支持。

对于本科毕业设计来说，可以考虑选择一个与 MBSE 相关的
主题进行研究和设计。

以下是几个可能的方向和题目：
1. 基于 MBSE 的系统建模和仿真：可以选择一个实际的系统
来进行建模和仿真，使用 MBSE 方法来分析系统的性能和行为。

2. MBSE 工具的比较和评估：可以选择几种常用的 MBSE 工具，比较它们的特点、优缺点和适用性，并提出一套评估方法。

3. MBSE 在特定领域的应用：选择一个特定的领域，例如汽车工程、航空航天工程等，研究 MBSE 在该领域中的应用，并
提出一套相应的方法和指导。

4. MBSE 在决策支持系统中的应用：研究如何将 MBSE 方法
应用于决策支持系统中，以帮助决策者更好地理解和评估各种决策方案。

无论选择哪个方向和题目，都需要进行相关的文献调研、模型设计和分析，最终撰写一份完整的毕业设计报告。

在设计的过
程中，可以结合实际案例、案例分析和工具使用来加深对MBSE 方法的理解和应用。

请注意，具体的毕业设计题目需要根据自身的兴趣、能力和学校要求进行选择和确定。

建议与指导教师进行沟通，以获得更具体和详细的建议。

浅析基于模型的系统工程（MBSE）在飞机研制上的作用[摘要]随着信息化战争形态的不断深入发展，武器装备的复杂程度越来越高，目前系统工程的方法正经历着从传统基于文档的形式向基于模型的方式转变。

基于模型的系统工程（Model Based Systems Engineering，MBSE）是开发和维护高复杂系统的关键，其提供支持系统需求分析、功能分析、架构设计、需求确认和验证活动所需的形式化的建模和模型执行手段，通过对系统静态结构和动态行为进行建模，构建形象化的系统模型来表达系统逻辑、描述系统功能，并对其进行虚拟验证，满足复杂武器装备的研制需求。

[关键词]基于模型的系统工程，需求分析，飞机研制引言系统工程以提供满足用户需要的高质量产品为目的，是一种使系统能成功实现的跨学科方法和手段。

系统工程能够把所有学科和专业群体综合为一种团队的努力，形成从概念到生产再到运行的结构化开发流程。

1.国外MBSE应用情况国外航空航天及防务领域几十年的发展经验表明，系统工程在工程领域的应用实践是解决复杂系统研制问题的基础保障。

空客公司在A350系列飞机的开发中全面采用 MBSE，在飞机研制中逐层细化需求并进行功能分析和设计综合。

洛克希德马丁公司采用 MBSE 来统一进行需求管理和系统架构模型，并向后延伸到机械、电子以及软件等的设计与分析之中。

从国外航空研发企业对系统工程的应用情况来看，系统工程面向生命周期，采用自顶向下的方法，强调更好和更加完整的定义需求，促进系统研发模式转变和效率提升。

1.国内MBSE应用情况为了推动推航空产品开发能力从跟踪发展到自主创新的转变，从而形成满足系列化、信息化、体系化发展先进航空装备的开发模式，航空系统大力推进MBSE应用，通过从系统、子系统、组件的系统工程信息化应用迭代与递进，实现需求、功能、架构的共享、协同、集成，与国际航空航天和防务企业MBSE 信息化应用对接，提升航空产品创新能力。

行业内主机、机电、航电各家单位都已开展各层级的功能逻辑建模工作，实现需求规格、产品规范和接口控制文件的自动生成和层层传递。

基于模型的系统工程设计 (MBSE) 为您提供帮助的 3 种方式
∙应对复杂性
∙鼓励重复使用
∙管理产品线
∙复杂性通常是系统工程设计难题的根本原因。

通过使用系统的可视表示形式，您将更容易发现和管理系统的不同部分之间的关系。

此可视参考为整个系统的设计、分析、校验和认证提供支持。

该模型提供了工程学科的通用参考，使团队可以在开发过程中更轻
Tech-Clarity 的系统工程设计买方指南：系统工程设计解决方案专业指南概述了将支持系统工程设计（包括 MBSE）的软件要求。

下载该指南以获取核对清单，从而帮助您选择正确的解决方案，令系统工程设计在您的公司获得成功（包括支持 MBSE 的要求）。

本系列的这一部分旨在通过一个案例研究来探讨标准MBSE 流程。

首先，我们根据UAV（无人驾驶飞机）地面站控制器的设计来拟定这个案例研究的范围。

然后，我们会介绍Rational Harmony 系统工程流程的基本概念、工作流和工作产品。

最后，我们通过定义任务流来实现UAV 地面站控制器的设计，同时构造每个阶段所需的构件。

案例研究本案例研究基于对少部分UAV 地面站控制器的设计分析，这些控制器的功能必须符合表 1 中的要求。

表1. UAV 地面站控制器需求需求引需求用01 实时飞行中的UAV 的信息。

（身份和传感器负载）02 允许操作员将搜寻区域分配给选定的飞行中的UAV。

03 以1 次更新/秒的频率接收来自UAV 的传感器追踪信息。

04 在系统中保持30 分钟的追踪历史。

05 允许操作员维护包含所采用的系统追踪信息的资料库。

06 最多维护100 条System Tracks（系统追踪信息）。

07 允许操作员对系统追踪信息执行生命周期操作（创建/删除）。

08 每秒更新一次系统追踪信息，如果主传感器追踪信息更新可用，则使用该值进行更新，否则，使用DR 的值进行新。

09 使系统追踪信息可在显示屏上显示，并绘制其更新。

10 允许操作员将操作员辅助系统追踪信息与另一台UAV 的传感器追踪信息相关联。

11 允许操作员将两条独立的系统追踪信息合并成一条。

12 将系统中的重要事件（比如创建和删除系统追踪信息）通知操作员。

13 允许操作员随时中止UAV 搜索。

回页首Rational Harmony 系统工程中基于模型的系统工程Rational Harmony for Systems Engineering 使您能够识别并推导出所需的系统功能，还能够确定相关的系统模式和状态。

此外，您还可以将已确定的系统功能和状态分配给子系统结构，并确定跨子系统的端口和接口。

图 1 显示了您在每个工程阶段为了完成系统设计而必须执行的基本输入和输出。

浅谈基于模型的系统工程（MBSE）技术MBSE概念国际系统工程学会（INCOSE）在《系统工程2020年愿景》中，给出MBSE技术的定义：基于模型的系统工程是对系统工程活动中建模方法应用的正式认同，以使建模方法支持系统要求、设计、分析、验证和确认等活动，这些活动从概念性设计阶段开始，持续贯穿到设计开发以及后来的所有的生命周期阶段。

基本系统工程专注于功能逻辑模型，专业领域关注的是性能模型，设计和制造专注于几何模型，MBSE的关键是把这几个模型相互关联，形成一套建模标准。

图1 MBSE与各模型的关系基于模型的系统工程MBSE（Model Based Systems Engineering）技术以其无歧义、便于进行设计综合、便于进行数据更改和追溯等优势，成为国内外复杂系统设计研究的热点，也是解决系统综合设计的有效手段。

由于复杂系统更需要系统工程的应用，所以航空、航天及汽车领域是目前系统工程发展的主要战场。

飞机机电系统包括燃油系统、液压系统、环控系统、电气系统、二动力系统等，是典型的复杂系统。

随着系统复杂度与综合化程度的提高，飞机机电系统的设计过程呈现出需求多样化、功能交互高度复杂、各领域物理系统交联耦合强、系统综合化程度高等特点，开展飞机机电系统综合设计已成为飞机设计亟需解决的问题。

美国空军从20世纪80年代开始实施了一系列机电综合研究计划，这些研究计划不仅在时间上具有连续性，在研究内容上也具备继承性，如图2所示。

图2 军机机电综合发展历程MBSE设计流程以飞机机电系统为例，介绍MBSE设计流程。

基于模型的系统工程将系统的设计过程分解为需求（requirements）定义-功能（function）分析-逻辑（logical）设计-3D物理（physical）设计过程，简称为RFLP。

RFLP贯穿于产品概念设计、方案设计、详细初步设计以及详细设计整个研制阶段中，对应于每个阶段、每个设计层级（飞机级、系统级、分系统级、设备级）、每个系统(燃油系统、环控系统、液压系统、电气系统等)构建相应的R模型、F模型、L模型和P 模型，从而实现对复杂系统需求、架构、功能、行为等不同层面的建模，基于模型支撑整个系统的需求、设计、分析、验证和确认等活动，实现整个设计过程的数据追溯。

基于模型的系统工程(MBSE)应用于航天运载型号
康开华;杨秋皓
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2022()11
【摘要】基于模型的系统工程(MBSE)被证实在捕获、记录、管理和多方合作研制复杂的系统工程方面具有更高的效能,并且可能成为未来巨复杂工程项目研制的标准方法。

美国宇航领域正加速推进MBSE在工程型号研制和企业转型发展中的应用,笔者对MBSE在美国重型运载火箭系统架构研制中的应用和问题进行分析,对比我国航天运载器采用同样方法开展工程实践所体现的优势及存在的问题,并对进一步推动MBSE在我国航天运载器型号研制的应用方面提出改进建议。

【总页数】5页(P28-32)
【作者】康开华;杨秋皓
【作者单位】北京航天长征科技信息研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V22
【相关文献】
1.基于模型的系统工程（MBSE）应用于飞机概念设计探讨
2.基于模型的系统工程(MBSE)应用于飞机概念设计探讨
3.试论基于模型的系统工程(MBSE)的推进思路
4.基于模型的系统工程(MBSE)解决方案探讨
5.基于模型的系统工程(MBSE)对航天制造业的影响性分析
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谈谈MBSE--基于模型的系统工程(图片来自网络)文/侯哥1.最近几年，系统工程的概念越来越火热。

其中MBSE是目前最受大家推崇的，也可以说是最时髦的。

在复杂系统的开发领域，如果你不能说出一些跟MBSE有关的一些词儿，那么你是无法号称自己站在时代前沿的。

国外把基于MBSE视为系统工程的“革命”、“系统工程的未来”、“系统工程的转型”等。

国内的很多大型组织也已经在开展了相关研究和应用了。

其中，包括大飞机和汽车等复杂的系统设计。

在汽车的开发，尤其是汽车的电气架构开发领域，MBSE已经被越来越多的公司所引入，并且通过使用相关的软件工具，把MBSE应用到电子电器开发的各个领域。

包括用户场景的描述、功能的开发、系统的详细设计和相应的测试验证。

由于现在已经有了直接把模型转换为代码的工具，所以，很多OEM可以通过MBSE的使用，具备或提高了一定的上层应用软件的开发能力。

以前的文章介绍过SDV（软件定义汽车）的概念，无论是否达到了SDV的阶段，OEM开发部分软件已经是一个明显的趋势和不争的事实了。

而MBSE的应用和推广必将助力OEM和整个行业的软件质量的提升和开发速度的提高。

有个大佬曾经说过：MBSE下，工程研制工作由过去的“80%劳动、20%创造”转变为“20%劳动、80%创造”。

为啥呢？一句话：MBSE可以让工程师更多的时间投入在设计中，而不是文档上。

2.那么MBSE究竟是何方神圣？今天给大家介绍一下相关的概念，让大家有一个初步的认识。

MBSE是Model-Based SystemsEngineering的缩写，翻译成中文就是：基于模型的系统工程。

这里面有三个关键词：模型，系统和工程。

模型是一个含义丰富的词。

在MBSE里，特指描述待研究的对象，把待研究的对象的一些特性抽象出来，并使用标准化的表达方式来进行描述，从而能够进一步进行研究的一种形象化的表达方法。

工程这个词就不需要解释了。

什么才是“系统”呢？系统的定义：系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所组成，具有特定功能、结构和环境的整体。

谢友柏院士：基于模型的系统工程（MBSE）与设计（MBD）的关系思考如何将关于功能知识表达的建议与任何系统工程建模语言的任何部分结合起来，确定地、无歧义地表达设计中功能单元或者系统的行为知识和结构知识，将是很有意义的研究。

基于模型的系统工程（model based systems engineering，MBSE）是建模方法的形式化应用，以使建模方法支持系统要求、设计、分析、验证和确认等活动，这些活动从概念性设计阶段开始，持续贯穿到设计开发以及后来的所有寿命周期阶段。

模型是对实际事物的抽象，在人们的生产和生活中经常出现，因此模型非常重要。

实际事物具有难以捉摸的复杂性，不易观察其变化基本规律，不易找到如何统一的对待办法。

抽象是提取其主要共同特征，排除构成复杂性的非主要特征，并据以分类，使能对具有共同特征的一类事物采用相同办法对待。

这个提取物就是区别于实际事物本身的所谓模型，而抽象的操作则称为建模。

为不同目的建模其结果不同，例如，玩具模型是为了愉悦儿童，风洞模型是用于观察物体外形与流动气体之间的关系。

系统是一个由若干相关事、物构成的较为复杂的事、物。

系统工程习惯上意味着一件需要对待的规模巨大的复杂事物，例如生产一种新的商用飞机就是一个系统工程。

系统工程中不仅要对待许多物，更要对待许多事，事往往比物在系统工程中更重要和更为复杂。

系统工程建模要处理的主要是系统中各个事物之间的关系，“系统工程师的技艺在于平衡复杂系统中组织与技术交互作用的艺术和科学。

”系统工程在工程中有很重要的地位，不过它的边界是模糊的，例如它包括设计，但是并不做设计的具体工作；它包括制造，但是也不做产品实施路径的设计和操作实施，它要做的是一个产品全生命周期中各个阶段工作的管理，属于管理学科领域。

MBSE 需要研究和解决的是管理上述交互作用的建模。

所谓事物难以捉摸的复杂性，除各个个体之间的差异以及其随时间和空间的变化之外，还包括人们对于其特征在感觉上的不确定性和差异，对于其特征在以各种自然语言描述和理解时的歧义和不确定性，人们自身在认知方面的矛盾和不确定性。

基于模型的系统工程(mbse)方法论综述概述说明1. 引言1.1 概述引言部分主要旨在介绍本篇长文的主题——基于模型的系统工程（MBSE）方法论，并概述文章的结构和目的。

MBSE是一种系统工程方法论，通过建立和使用模型来描述、分析、设计和验证系统，以提高系统开发过程中的效率和质量。

1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对MBSE方法论的综述。

首先，我们将对系统工程和模型驱动工程进行简介，为读者提供一定背景知识。

接着，我们将详细探讨MBSE 方法论的定义与特点。

随后，我们将重点关注MBSE方法论中的三个关键要点：模型建立与表示、模型验证与验证以及模型驱动设计与开发。

最后，在应用层面上，我们将通过案例分析来展示MBSE方法论在不同行业领域中的应用情况。

最后一部分是结论与展望，在此部分我们将总结文章中阐述的观点和发现，并对MBSE方法论未来发展进行展望。

1.3 目的本文旨在全面回顾和概述基于模型的系统工程（MBSE）方法论，并探索其在实践中存在的关键要点和挑战。

同时，本文也将通过应用案例分析，展示MBSE 方法论在不同行业领域中的应用情况。

通过阅读本文，读者可以深入了解MBSE方法论的定义、特点以及其对系统工程过程的价值和影响。

最后，我们希望能为读者提供对MBSE方法论发展趋势的展望，引发更多关于此领域未来可能性的思考。

2. 基于模型的系统工程方法论概述2.1 系统工程简介系统工程是一门综合性学科，它解决了复杂系统设计和开发过程中遇到的各种问题。

它通过从整体上考虑、分析和优化系统的需求、功能、结构和性能，以及在整个生命周期中管理系统各个方面的交互作用，实现了有效的系统集成与开发。

2.2 模型驱动工程概念模型驱动工程（Model-Driven Engineering, MDE）是一种软件开发方法，其核心理念是将模型作为软件开发过程中的主要产物和交流媒介。

MDE通过建立抽象、可执行的模型来描述系统需求、设计和实现，并通过自动化转换或代码生成来实现软件开发生命周期中的各个阶段。

MBSE操作手册一、引言本操作手册旨在为使用MBSE（基于模型的系统工程）软件的用户提供详细的操作指南。

通过本手册，您将了解如何安装和配置MBSE 软件、创建和管理模型、进行仿真分析以及导出和分享结果。

二、操作环境MBSE软件需要在以下环境下运行：* 操作系统：Windows、Linux或Mac OS* 硬件要求：建议使用多核处理器，至少4GB内存，500GB以上硬盘空间* 软件要求：需要安装Java运行环境（JRE）三、安装与配置1. 下载并安装MBSE软件，按照提示完成安装过程。

2. 安装完成后，启动软件，进行必要的环境配置，如设置工作目录等。

四、系统登录1. 打开MBSE软件，点击“登录”按钮。

2. 在登录页面输入您的用户名和密码，并选择相应的组织或项目。

3. 点击“登录”按钮，进入系统主界面。

五、模型创建1. 在主界面上点击“创建新模型”按钮，开始创建模型。

2. 根据需求选择合适的模型类型（如系统模型、功能模型等）。

3. 输入模型的基本信息，如名称、描述等。

4. 开始构建模型，可以使用MBSE 软件提供的各种工具和功能来定义系统的结构和行为。

5. 保存并导出模型。

六、模型管理1. 在主界面上选择要管理的模型，进入模型管理页面。

2. 可以对模型进行修改、删除、导出等操作。

3. 可以查看模型的版本历史和变更记录。

4. 可以对模型进行权限管理，设置不同用户的访问和编辑权限。

七、模型仿真1. 在主界面上选择要仿真的模型，进入仿真设置页面。

2. 设置仿真参数，如仿真时间、步长等。

3. 开始仿真，观察模型的动态行为和性能。

4. 可以对仿真结果进行图表展示和数据分析。

5. 可以将仿真结果导出为报告或图表。

八、结果分析1. 在仿真结果页面上查看和分析仿真结果数据。

2. 可以使用MBSE 软件提供的各种工具和功能来分析仿真结果，如性能分析、可靠性分析等。

3. 可以将分析结果导出为报告或图表。

4. 可以将分析结果与模型关联起来，以便更好地理解模型的性能和行为。