我国工业产品的研发模式正朝着“正向设计”转变。正向设计以系统工程理论、方法和过程模型为指导,面向复杂产品和系统的改进改型、技术研发和原创设计等为场景,旨在提升企业自主创新能力和设计制造一体化能力。正向设计强调自主创新是目标、系统工程是核心。
系统工程的流程通常采用“V”型流程来描述,其中需求分析是关键步骤,需求分析主要目的是把用户需求转换为系统的设计要求,分析与设计是一个前后相互关联的过程。设计一般包含概要设计和详细设计,而系统架构设计是概要设计的核心。
架构设计
架构设计,是指以层次化的结构表征系统或软件的架构元素及其交互,从静态视角看包括功能和接口的定义,从动态视角看包括时序行为和流程顺序等。其任务是对原始需求进行研究梳理,经过对资源约束和性能指标的权衡分析后,选择出可以指导后续详细设计的模块功能定义和接口方式。
一个好的架构设计不仅可以完成一次早期的设计迭代和需求确认,同时为后期的系统集成提供了框架。正因为其重要性,在功能安全标准(ISO26262)和流程成熟度要求(ASPICE)中,都明确了架构设计作为正向开发过程中不可或缺的地位。
架构设计主要工作
2. 设计体系组成单元间的关系。组成单元之间的关系,具体包括逻辑层面的约束影响关系、信息层面的输入输出关系、物理层面的数据接口关系等;
3. 设计应该遵循的原则和准则。系统在设计过程中和未来运行时应该遵循的原则和准则,具体包括技术标准、业务规程和管理规范等。
GCAir SystemArchitect
复杂系统架构设计工具(SA)
GCAir系统架构设计工具SA,核心思想是基于元模型的设计方法。在SA中,系统的组成单元通过“元模型”呈现出来,通过“元模型”上的信号端口来实现各组成单元间的连接关系,通过对系统各模块间的连接关系以及数据传输接口进行定义,可以将系统建模标准内嵌于GCAir仿真软件中,结合模型库管理技术,能够方便地完成模型的迭代升级。
基于GCAir的系统架构设计工具SA,总体层面可采用元模型对全系统进行模块划分表征分系统,并辅以自定义端口描述模块间连接关系,进行系统级的架构设计;各分系统专业可在总体系统框架约束的基础上,对于各自负责的分系统元模型内部进行详细设计,将各专业模型集成到模块内部,并组装为完整系统模型,有助于简化建模逻辑,降低建模的难度与复杂度。
架构设计是系统工程中是极为重要的环节,是实现工业产品正向设计必不可少的阶段,世冠自主研发的GCAir系统架构设计工具,支持多层次、混合颗粒度的图形化系统架构设计,实现了需求信息从研发初期的需求分析阶段到后续详细设计阶段的传递,为企业开展工业产品正向设计提供了可靠的工具支撑!