数字化赋能企业转型（二）｜系统工程与正向设计为企业提供源动力

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。

视频1 基于模型的系统工程

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：

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：

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。

视频2 多学科行为仿真

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：

视频3 端到端的需求追溯

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。

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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。

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