数字化赋能企业转型（三）｜基于MBD的数字化工艺赋能企业制造转型

高端产品研制具有较高的复杂度。如何做到将产品做成正向与高端，增强产品创新能力，做到“人无我有，人有我强”的程度，需要考虑如下问题：复杂装备产品的研制过程涉及多领域，需要构建端到端需求应对与正向设计的体系，在此基础上实现设计、机械、电气、液压、控制系统等多专业设计对象的强关联，使得从逻辑到物理的流程实现设计的自动化与规范传递。构建基于模型的系统工程体系涉及到产品的需求R、功能F、逻辑L、物理P四方面的工程信息，最大限度地降低了整体产品的复杂性，实现：强大能力展现复杂系统（系统的系统）；深入理解每个系统的场景和行为；完整把控接口完整性；提高可追溯性和变更管理。01 需求管理与结构化 需求是客户和产品研发人员之间沟通的主要途径，涉及到需要、要求、总体指标、技术指标、技术要求、技术参数等要素。需求管理的根本目的就是要把需求工程化，让需求去指导产品的工程开发。需求的结构化是按照产品需求进行分析分解为不同的分系统、零件设备定义任务书，分配技术指标，定义交换接口规范，最后进行系统的整合测试，以满足各种指标的要求。需求结构化与需求工程02 跨专业的系统开发流程 系统工程解决方案完全集成了开发复杂物理产品所需的跨专业建模、仿真、验证和业务流程，使组织能够快速轻松地评估更改请求或者开发新产品或系统，利用基于性能的统一系统工程方法来降低系统和产品开发总成本。基于模型的系统工程 MBSE可以实现：需求管理流程功能分析与系统架构设计系统仿真与优化系统集成与验证跨专业的系统开发流程03 功能&逻辑架构设计 智能稳定系统是一个新增的系统，依据在前期需求层中确立的方案，在功能&逻辑层面继续细化。该子系统是在挖掘机项目中采用RFLP方法并行设计的。这意味着所有确保机器稳定性的强制性要求都已被分析、分组并与功能联系起来，以便在不考虑现有技术解决方案的情况下研究几种可能性。这种功能分析能够定义组成系统的部件的详尽列表。选择的技术解决方案在逻辑视图中进行了描述。基于RFLP的系统工程架构搭建04 电气架构设计 根据系统复杂性的不同，可以使用系统架构的几种视图。例如，液压和电气原理图可以显示;硬件拓扑表示有助于定义要使用的最佳电子元件；软件架构可以可视化，以跟踪在循环中的硬件。电气逻辑布线05 物理架构设计 基于模型的设计方式，构建涵盖机械部件、三维管路、三维线缆等物理设计体系，其参数往往是和需求层以及逻辑层的数据一致的，保证数据源的统一性。物理设计在需求、功能和逻辑之间的联系允许跟踪和证明系统符合所有要求的规范。三维物理表示法是建立最佳系统的精确研究的结果。06 多学科行为仿真优化验证性能 多学科系统仿真系统可建立整车或整机系统架构，定义多个子系统之间的耦合关系，并通过物理接口以及总线等技术，创建模板式仿真模型，不同复杂程度的系统模型可在不变的架构上进行验证，可适用于全系统的早期指标设计以及后期的详细性能验证。仿真验证是针对具体的物理系统行为进行的，比如车辆控制系统、传动系统等。07 端到端的需求追溯和影响分析 在完成以上的需求结构化、架构设计和仿真验证后，接下来进行端到端需求的追溯和影响性分析，可以看到，不同的需求条目关联着不同的系统模型和逻辑行为，整个需求覆盖度较高，以及需求追溯性完整的时候，才能保证该研发产品的完整性。需求追溯到范围包括：建立全局各层级需求与设计/仿真/试验数据的追溯范围；实现产品研发全寿期各阶段交付物的追溯关系建立；对各个开发阶段交付物与需求规格之间的追溯分析：可追溯性分析、模型比较、模式和规则的检查需求追溯是直观展现众多复杂需求条目之间的关联性，识别无效或错误需求，分析需求覆盖率，完善整个研发流程。>>> 基于模型的系统工程为企业提供源动力 达索系统3DEXPERIENCE平台能够基于3D数字化模型和单一数据源的系统应用模式，基于系统工程方法构建企业的正向研发体系，通过系统在研发流程、建模仿真、测试验证、平台建设等领域的应用，实现高端产品的创新性研发，为企业提供发展的源动力。来源：友创软件