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基于MBSE的航天器飞行方案分层设计与验证技术研究
1
作者 彭坤 黄震 +2 位作者 何熊文 侯振东 刘霞 《航天器工程》 北大核心 2025年第2期8-18,共11页
采用基于模型的系统工程思想对航天器飞行方案进行分层设计、建模和验证,并结合需求和架构模型开展联动分析,多层次多视角验证飞行方案的正确性和完整性。首先提出一种基于模型的航天器飞行方案分层原则和设计方法,采用SysML语言自上而... 采用基于模型的系统工程思想对航天器飞行方案进行分层设计、建模和验证,并结合需求和架构模型开展联动分析,多层次多视角验证飞行方案的正确性和完整性。首先提出一种基于模型的航天器飞行方案分层原则和设计方法,采用SysML语言自上而下按照飞行阶段、飞行子阶段、飞行策略和事件、飞行动作的层级,以及工程总体、系统总体、分系统、单机的维度对航天器飞行方案进行逐层分解和多专业协同建模。其次基于飞行方案模型针对每个飞行动作逐项推导出航天器多专业需求,建立飞行方案与需求模型的关联和追溯关系,完善航天器系统级功能性能需求,同时便于两者间影响域快速分析。再次建立飞行方案模型和航天器架构模型的联动仿真关系,通过飞行动作和指令驱动架构模型状态显示、内部信号传递,全面验证航天器飞行程序设计与分系统设备间协调运转的正确性和可行性。此外,基于飞行方案模型开展动态仿真以验证方案逻辑正确性,进而生成航天器飞行程序。最后,通过轻量化模型进行飞行方案评审,同时建立模型和文档模板映射关系自动生成飞行方案报告进行固化。文章通过对载人月球探测飞行方案进行分层设计和应用,验证了基于模型的飞行方案分层建模方法的有效性,以及与航天器需求模型和架构模型联动的优越性,为其他复杂任务航天器飞行方案设计提供参考。 展开更多
关键词 基于模型的系统工程 飞行方案 分层设计 逻辑仿真 需求分析
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基于MBSE的铁路系统RAMS分析技术研究综述
2
作者 陈家旭 张景昱 +1 位作者 方兴 王铭铭 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第2期68-78,88,共12页
随着铁路系统的发展,其功能结构高度复杂、各专业强耦合关联、故障动态重构等特点愈发突出,传统RAMS分析技术在铁路系统应用显现出了一定的局限性,无法充分应对系统复杂性和动态变化的需求。通过对铁路系统RAMS内涵研究以及国内外应用... 随着铁路系统的发展,其功能结构高度复杂、各专业强耦合关联、故障动态重构等特点愈发突出,传统RAMS分析技术在铁路系统应用显现出了一定的局限性,无法充分应对系统复杂性和动态变化的需求。通过对铁路系统RAMS内涵研究以及国内外应用现状总结分析,梳理了铁路传统RAMS分析方法面临的主要问题。在分析MBSE关键技术及在铁路系统应用现状的基础上,针对MBSE可构建多维度和多角度系统模型的特点,提出了基于MBSE的铁路系统RAMS分析技术总体思路,明确了系统MBSE建模与RAMS分析的集成流程,并详细阐释了基于MBSE的铁路运营任务RAMS需求分析、系统功能设计与RAMS集成分析、基于列车群运行的RAMS仿真验证等关键技术,为系统全面、客观准确地开展铁路系统RAMS分析评估、仿真计算提供了理论方法支撑。 展开更多
关键词 铁路系统 基于模型的系统工程(mbse) 可靠性、可用性、可维护性、安全性(RAMS) 模型驱动 系统集成
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基于MBSE的电子电气架构开发与应用研究
3
作者 刘自凯 庞仁勇 +2 位作者 徐伟 姚昂 陈文庆 《汽车电器》 2025年第3期94-97,共4页
随着汽车智能化、网联化以及软件定义汽车的发展,汽车电子电气系统变得越来越复杂,对电子电气架构(EEA)形态和开发流程提出了更高的要求,传统的电子电气架构开发方法难以满足新型架构的开发需求。文章从基于模型的系统工程(MBSE)理论出... 随着汽车智能化、网联化以及软件定义汽车的发展,汽车电子电气系统变得越来越复杂,对电子电气架构(EEA)形态和开发流程提出了更高的要求,传统的电子电气架构开发方法难以满足新型架构的开发需求。文章从基于模型的系统工程(MBSE)理论出发,采用SysML图形建模语言,针对新型电子电气架构开发进行研究和实践,旨在提高电子电气架构开发效率,降低开发成本,提升汽车的整体性能。 展开更多
关键词 系统工程 模型 mbse 电子电气架构
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基于MBSE的雷达数字样机正向协同设计研究与实践
4
作者 梁艳 杜宣 《上海航天(中英文)》 2025年第2期41-48,共8页
针对雷达系统多专业协同设计复杂、确保技术状态一致性管理难的问题,提出了采用正向的自顶向下基于“产品结构表”(BOM)结构的协同设计思路,以任务导向进行模型需求分解,分析了基于模型的系统工程(MBSE)雷达虚拟样机的设计流程,提出了... 针对雷达系统多专业协同设计复杂、确保技术状态一致性管理难的问题,提出了采用正向的自顶向下基于“产品结构表”(BOM)结构的协同设计思路,以任务导向进行模型需求分解,分析了基于模型的系统工程(MBSE)雷达虚拟样机的设计流程,提出了雷达系统协同设计应用平台框架构建思路,实现系统总体与分系统、分系统多专业间的任务协调、驱动和设计闭环迭代。最后,以某雷达系统为例,说明了雷达数字样机正向设计流程与建模方法的合理性。 展开更多
关键词 基于模型的系统工程(mbse) 雷达数字样机 协同设计
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运载火箭总体设计的MBSE模型装配方法
5
作者 张文丰 靳益利 +3 位作者 郑威 刘元朋 刘丁瑞 罗珊 《上海航天(中英文)》 2025年第2期110-120,共11页
基于模型的系统工程(MBSE)方法的核心是建立高质量的一体化模型,单点模型难以保证支持与维护整个系统的功能及性能,因此模型装配是实现MBSE一体化建模的基础。围绕近年来构建的运载火箭系统的各单点MBSE模型,开展自顶向下的模型装配方... 基于模型的系统工程(MBSE)方法的核心是建立高质量的一体化模型,单点模型难以保证支持与维护整个系统的功能及性能,因此模型装配是实现MBSE一体化建模的基础。围绕近年来构建的运载火箭系统的各单点MBSE模型,开展自顶向下的模型装配方法研究。搭建抽象级别高且可扩展的顶层模型树,明确各专业MBSE模型装配顺序和装配方法。最后以总体性能、弹道和气动3个专业为示例,实现运载火箭MBSE一体化模型建设,加速MBSE的转型落地工作。 展开更多
关键词 运载火箭 系统工程(mbse)模型 模型装配
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MBSE在直升机航材支持场景建模中的应用
6
作者 曲建东 洪彬 +3 位作者 张建涛 段波 黄海 尤杰 《直升机技术》 2024年第3期44-48,共5页
介绍了基于Rhapsody的直升机航材支持场景建模与开发的流程与方法;通过模型的方式建立用例图、活动图、顺序图和可用于执行验证的状态机来描述航材支持场景;指导直升机航材支持方案设计过程中的需求分析、功能分析和设计综合;探索MBSE... 介绍了基于Rhapsody的直升机航材支持场景建模与开发的流程与方法;通过模型的方式建立用例图、活动图、顺序图和可用于执行验证的状态机来描述航材支持场景;指导直升机航材支持方案设计过程中的需求分析、功能分析和设计综合;探索MBSE方法在直升机运营保障领域的指导作用,为直升机用户航材支持提供初始建议。 展开更多
关键词 mbse 直升机 航材支持
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基于MBSE的动车组牵引变流器研究
7
作者 王保民 杨九河 +2 位作者 周锦祥 王海芳 车军 《机车电传动》 2024年第6期133-139,共7页
为解决动车组牵引变流器设计面临的信息庞杂和更改困难的问题,文章引入基于模型的系统工程(MBSE)方法,采用建模语言SysML和建模工具MagicDraw重点分析动车组牵引变流器全生命周期的设计阶段,从需求分析出发对设计阶段进行建模。在建模... 为解决动车组牵引变流器设计面临的信息庞杂和更改困难的问题,文章引入基于模型的系统工程(MBSE)方法,采用建模语言SysML和建模工具MagicDraw重点分析动车组牵引变流器全生命周期的设计阶段,从需求分析出发对设计阶段进行建模。在建模过程中将牵引变流器需求分为非功能需求和功能需求,非功能需求主要分析环境因素对动车组牵引变流器使用的影响并结合建模工具MagicDraw创建需求图和参数图进行仿真验证;功能需求主要创建活动图、时序图来分析牵引变流器电流调节功能。在此基础上,分析牵引变流器子系统并且创建相应模块定义图和内部模块图来展示牵引变流器架构,建立追溯矩阵确保功能分析没有遗漏。结果表明,将MBSE思想应用到动车组牵引变流器设计能够通过模型间的关联性解决基于文档的传统模式中存在的信息查找和更改困难等不足,有效支持牵引变流器内部的设计信息从“文本”到“模型”的转变。 展开更多
关键词 动车组 系统工程 mbse 牵引变流器 SYSML MagicDraw
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基于MBSE模型的武器装备质量工作规范化研究
8
作者 苏永前 何攀 肖云天 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期212-216,共5页
针对武器装备质量工作的规范化问题,建立了适应海军装备现代化发展趋势和装备质量控制工作的“MBSE”结构模型;采用“V”型技术分析质量存在的问题,设计了影响质量的系统模型及递归图,进行了系统动力学仿真,制订了符合装备质量工作规范... 针对武器装备质量工作的规范化问题,建立了适应海军装备现代化发展趋势和装备质量控制工作的“MBSE”结构模型;采用“V”型技术分析质量存在的问题,设计了影响质量的系统模型及递归图,进行了系统动力学仿真,制订了符合装备质量工作规范化的模型方案,提升各级装备管理统筹装备建设、提高军代室谋划装备管理和军代表“T”人才质量工作。结果表明,该方法对装备质量规范化工作具有实际应用价值和指导意义。 展开更多
关键词 mbse 系统工程 军代表 武器装备 质量工作 规范化
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基于MBSE的核电厂应急预案系统的顶层需求分析与接口设计研究
9
作者 方思聪 侯嘉伟 +2 位作者 戴浩 祁蔚 黄尚龙 《电子技术应用》 2024年第10期36-43,共8页
在核电领域,任何意外情况都可能引发严重的后果,因此,制定科学、有效的应急预案系统是保障核电安全不可或缺的一环。作为一种先进的系统工程方法,基于模型的系统工程(MBSE)以其系统化、模型化、可视化的优势,为核电应急预案系统的设计... 在核电领域,任何意外情况都可能引发严重的后果,因此,制定科学、有效的应急预案系统是保障核电安全不可或缺的一环。作为一种先进的系统工程方法,基于模型的系统工程(MBSE)以其系统化、模型化、可视化的优势,为核电应急预案系统的设计与实施提供了新的思路和方法。探讨了MBSE在核电厂应急预案系统设计中的初步应用,分析了核电应急体系的关键要素以确定其与MBSE方法论的契合度,利用MBSE方法论进行了顶层需求的承接。针对应急体系接口问题,构建了核电应急体系各组成部分之间的交互模型。结果表明,MBSE可以提高核电厂应急预案系统设计便利性和开发效率。 展开更多
关键词 基于模型的系统工程 核电厂应急预案 需求分析 接口设计
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基于MBSE的船舶动力工程总体设计方法研究 被引量:5
10
作者 杨元龙 何庆林 +1 位作者 吴炜 孙玲 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期11-21,共11页
为提升船舶动力工程的总体正向设计能力,研究船舶动力系统工程的数字化设计方法。将基于模型的系统工程(MBSE)方法理论与系统工程方法进行融合,基于自主研发的V-Dats软件平台和图形化的SysML语言,从发电机组辅助系统的需求、行为、结构... 为提升船舶动力工程的总体正向设计能力,研究船舶动力系统工程的数字化设计方法。将基于模型的系统工程(MBSE)方法理论与系统工程方法进行融合,基于自主研发的V-Dats软件平台和图形化的SysML语言,从发电机组辅助系统的需求、行为、结构和参数4个维度进行建模,完成了系统需求—功能—逻辑—物理的过程分析,得到了系统需求架构、功能架构及物理架构模型,并在系统层级开展了闭环验证和确认。通过总结船舶动力工程总体设计流程的体系顶层框架,提出了基于MBSE的总体正向设计方法,研究成果可有效支撑船舶动力工程总体论证与设计。 展开更多
关键词 船舶动力工程 总体设计 基于模型的系统工程
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基于MBSE的装备作战概念模型化设计 被引量:4
11
作者 董晓明 韩研 +1 位作者 王质松 王文恽 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期314-322,共9页
[目的]为了在装备研制过程中发挥“作战概念”的作用,需形成规范化的作战概念文档(OCD),并解决其模型化设计方法的问题,从而在装备研制中实现系统工程过程从文档中心向模型中心的转变。[方法]针对装备使用作战概念,即ConOps或OpsCon,首... [目的]为了在装备研制过程中发挥“作战概念”的作用,需形成规范化的作战概念文档(OCD),并解决其模型化设计方法的问题,从而在装备研制中实现系统工程过程从文档中心向模型中心的转变。[方法]针对装备使用作战概念,即ConOps或OpsCon,首先,借鉴美军相关理论和IEEE 29148:2018,ANSI/AIAA G-043B-2018等标准,提出作战概念文档目录的建议;然后,研究基于SysML的作战概念建模技术、基于UML Profiles的作战概念框架设计技术和基于MSDL/C-BML的作战想定开发技术。[结果]该研究工作有效实现了作战概念文档的规范化和模型化设计。[结论]在装备需求论证过程中,通过为系统各方提供一个无二义性的作战概念模型和工程环境,将有助于提高装备需求论证的效率。 展开更多
关键词 作战概念 ConOps/OpsCon 作战概念文档 基于模型的系统工程(mbse)
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国外基于MBSE的列车领域研究现状探析 被引量:6
12
作者 王保民 陈波 张世聪 《铁道机车车辆》 北大核心 2021年第1期15-21,40,共8页
介绍了基于模型的系统工程的定义和发展历程。分别对庞巴迪和阿尔斯通两家公司在MBSE方面的研究和应用情况进行了分析,具体分析其建模工具和建模实例,还分析了Connecta和Safe4Rail项目的实施过程以及主要的研究内容。分析结果表明,MBSE... 介绍了基于模型的系统工程的定义和发展历程。分别对庞巴迪和阿尔斯通两家公司在MBSE方面的研究和应用情况进行了分析,具体分析其建模工具和建模实例,还分析了Connecta和Safe4Rail项目的实施过程以及主要的研究内容。分析结果表明,MBSE已经在国外的列车领域经历了学习、探索和应用推广的过程,并在新产品的研发过程中得到了应用,对我国列车领域开展MBSE的研究具有积极的借鉴意义。 展开更多
关键词 mbse 列车 SYSML
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支持MBSE的企业信息管理系统发展与启示 被引量:4
13
作者 周兵 《电讯技术》 北大核心 2018年第7期852-858,共7页
多年的实践表明,基于模型的系统工程(MBSE)没有被大规模采用的主要原因之一是缺乏对整个系统生命周期内各类模型进行管理的能力和手段。在此背景下,介绍了模型管理与MBSE、产品生命周期管理(PLM)的概念及其之间的关系,分析了不同行业的... 多年的实践表明,基于模型的系统工程(MBSE)没有被大规模采用的主要原因之一是缺乏对整个系统生命周期内各类模型进行管理的能力和手段。在此背景下,介绍了模型管理与MBSE、产品生命周期管理(PLM)的概念及其之间的关系,分析了不同行业的模型管理现状,提出了模型管理的解决方案与技术方向,最后给出了建设企业信息管理系统的建议,以期为企业信息管理系统支持MBSE及后续发展提供思路。 展开更多
关键词 信息管理系统 基于模型的系统工程(mbse) 模型生命周期管理 产品生命周期管理
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基于MBSE的民用飞机功能架构设计方法 被引量:41
14
作者 梅芊 黄丹 卢艺 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1042-1051,共10页
基于模型的系统工程(MBSE)理论越来越广泛地应用于民用飞机设计与功能需求分析领域。研究起始于基于用户需求的自顶向下的民机系统产品顶层用例,辨识相关关键子用例,进一步基于对象用例展开"需求—功能分析",构建黑盒活动图... 基于模型的系统工程(MBSE)理论越来越广泛地应用于民用飞机设计与功能需求分析领域。研究起始于基于用户需求的自顶向下的民机系统产品顶层用例,辨识相关关键子用例,进一步基于对象用例展开"需求—功能分析",构建黑盒活动图、顺序图表达实现相关飞机级需求的黑盒功能流,从而明确系统接口和辨识子系统,构建经验证可靠的可进行逻辑仿真的黑盒状态机。在黑盒功能架构的基础上驱动基于人机交互系统模型仿真的民机功能架构"正向设计"过程,对黑盒进行解白,基于建模分析和数值仿真结果,构建实现相关飞机级需求的系统功能白盒架构的"正向设计"。为充分演示上述方法,选择了对民用飞机产品安全性具有关键影响的最后进近着陆场景用例作为案例模型。研究表明,基于MBSE的民用飞机功能架构设计方法充分保证了需求分析和功能架构设计的紧密结合,正向构建了以满足民机产品需求为导向的结构化系统设计方法。 展开更多
关键词 系统工程 基于模型的系统工程(mbse) 民机系统 需求分析 人机系统
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MBSE在民用飞机刹车系统需求分析中的应用 被引量:1
15
作者 杨弘 肖扬 李冰 《民用飞机设计与研究》 2018年第4期104-108,共5页
系统工程是组织管理复杂研制对象的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都有普遍意义的科学方法。随着民用飞机及其系统复杂程度的不断提高,系统的研制周期不断变长,研制成本不断增加,系统的质量管理、可靠... 系统工程是组织管理复杂研制对象的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都有普遍意义的科学方法。随着民用飞机及其系统复杂程度的不断提高,系统的研制周期不断变长,研制成本不断增加,系统的质量管理、可靠性及集成工作的困难程度也越来越高。基于模型的系统工程(Model-Based System Engineering,以下简称MBSE)用建模的方法和图形化的表达方式对民用飞机及其系统研制过程中的需求分析、系统功能分析、系统逻辑架构的设计综合与验证进行了有效处理。该文首先阐述了MBSE思想,然后分析了MBSE相比传统文档形式研制流程的优势,最后详细分析了MBSE在民机刹车系统需求分析中的应用。 展开更多
关键词 系统工程 基于模型的系统工程(mbse) 需求分析
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MBSE在机载武器作战体系中的应用
16
作者 段磊 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第S01期50-55,共6页
通过分析体系/体系工程特点及与系统/系统工程的差异,以机载反无人机群作战体系为例,采用MBSE方法对体系结构开发原则以及体系结构开发过程进行了梳理,研究了机载武器装备作战体系设计方法,并通过与STK的联合仿真对体系结构的完善性进... 通过分析体系/体系工程特点及与系统/系统工程的差异,以机载反无人机群作战体系为例,采用MBSE方法对体系结构开发原则以及体系结构开发过程进行了梳理,研究了机载武器装备作战体系设计方法,并通过与STK的联合仿真对体系结构的完善性进行验证。 展开更多
关键词 系统工程 mbse 体系工程 体系架构 联合仿真
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基于MBSE的飞机大部件智能装配能力建设方法 被引量:4
17
作者 刘顺涛 邱世广 《航空制造技术》 2020年第1期22-31,共10页
飞机大部件智能装配能力建设涉及领域多、范围广,多学科、多专业交叉融合特点显著,是一项复杂的系统工程。近年来,飞机智能装配能力建设已实现相当程度的单点技术突破与应用,但并未达到全局最优,亟需采用科学的方法对智能装配体系能力... 飞机大部件智能装配能力建设涉及领域多、范围广,多学科、多专业交叉融合特点显著,是一项复杂的系统工程。近年来,飞机智能装配能力建设已实现相当程度的单点技术突破与应用,但并未达到全局最优,亟需采用科学的方法对智能装配体系能力建设进行整体规划与全局优化。提出采用基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering,MBSE),科学开展飞机大部件智能装配体系能力建设的方法研究,逐级明确、细化智能装配能力建设需求与技术方案,构建相对应的数字模型并采用仿真技术进行不断验证、迭代优化,最终实现智能装配能力效能的最大化。 展开更多
关键词 飞机 智能装配 数字模型 基于模型的系统工程(mbse) 仿真技术
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基于模型的载人登月全寿命周期故障管理方法 被引量:1
18
作者 彭祺擘 胡云鹏 +1 位作者 武新峰 张海联 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1386-1395,共10页
故障管理是管控复杂系统风险的重要途径,需要在系统研制、应用各个阶段开展相应的工作。随着基于模型的系统工程(MBSE)在航天领域的应用,也必须将基于模型的故障管理纳入到系统发展的全寿命周期之中。以载人登月任务为背景,结合MBSE方... 故障管理是管控复杂系统风险的重要途径,需要在系统研制、应用各个阶段开展相应的工作。随着基于模型的系统工程(MBSE)在航天领域的应用,也必须将基于模型的故障管理纳入到系统发展的全寿命周期之中。以载人登月任务为背景,结合MBSE方法论和传统的故障管理方法,从技术层面提出了贯穿于载人登月任务全寿命周期的任务级故障管理方法,包括基于模型的故障管理概念设计、架构设计、需求分析与捕获、需求验证与确认、故障评估与分析、操作和维护。并详述了在MBSE背景下上述内容的实现方式。最后从载人登月任务层的视角,给出了全寿命周期下基于模型的故障管理过程,为未来载人登月任务的故障管理提供了一套可行的实施框架。 展开更多
关键词 基于模型的系统工程(mbse) 故障管理 载人登月 可靠性和安全性分析
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航天地面站低代码开发平台方案设计 被引量:3
19
作者 王钧慧 李婷 《电讯技术》 北大核心 2024年第4期620-626,共7页
为了满足新形势下航天地面站快速交付、灵活部署与升级的需求,分析了基于模型的系统工程(Model-based Systems Engineering,MBSE)的航天地面系统模型,设计了一种适用于航天地面系统的低代码开发平台。该平台基于MBSE模型并通过可视化接... 为了满足新形势下航天地面站快速交付、灵活部署与升级的需求,分析了基于模型的系统工程(Model-based Systems Engineering,MBSE)的航天地面系统模型,设计了一种适用于航天地面系统的低代码开发平台。该平台基于MBSE模型并通过可视化接口来构建包含软件功能、运行流程、数据处理等内容的应用程序。应用低代码软件平台,降低了软件开发的复杂性,满足装备快速升级的需求,研制时间较传统方法缩短了近45%。 展开更多
关键词 航天地面站控系统 低代码软件开发 基于模型的系统工程(mbse)
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基于模型的系统工程统一架构建模语言的标准体系构建 被引量:1
20
作者 鲁金直 王国新 +10 位作者 张旸旸 阎艳 冯雷 唐锡晋 唐剑 沙金龙 郑晓晨 马君达 陈金伟 车江涛 李小波 《信息技术与标准化》 2024年第1期22-27,53,共7页
标准化是基于模型的系统工程的基础,随着多架构建模语言已经被应用于多领域、全周期、多层级的架构建模,多架构建模语言的标准化体系也逐渐受到重视。基于国家标准计划《系统与软件工程基于模型的系统工程统一架构建模语言》,提出架构... 标准化是基于模型的系统工程的基础,随着多架构建模语言已经被应用于多领域、全周期、多层级的架构建模,多架构建模语言的标准化体系也逐渐受到重视。基于国家标准计划《系统与软件工程基于模型的系统工程统一架构建模语言》,提出架构建模语言的标准规范框架,重点阐述两种核心语言规范、支撑规范及领域规范。最后,提出标准的未来发展路径,进而推动多架构建模语言、工具及方法论的标准化进程。 展开更多
关键词 系统工程 系统架构设计 基于模型的系统工程 KARMA语言 多架构建模技术 mbse标准化 装备数字化设计
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