【学习资源】MBSE和工业软件

工业软件从业者，需要学习与应用MBSE方法论，解决复杂问题的有效手段。笔者做一个简单介绍。

1 什么是MBSE？

MBSE（Model-Based Systems Engineering，基于模型的系统工程）是一种系统工程方法论，其利用模型作为系统设计、分析、验证和验证的主要手段。MBSE用模型来记录系统需求、设计、分析和验证信息，而不是使用基于文字或者文档的方法。

MBSE 的关键特征：

1. 基于模型：使用统一建模语言（UML）、系统建模语言（SysML）等图形化语言，创建系统的可视化模型。
2. 提高一致性：模型有助于保持系统设计和需求（产品特性）之间的一致性。
3. 支持复杂系统设计：尤其适用于需要复杂多学科协作的大型项目。
4. 自动化和工具支持：借助MBSE工具，可以实现自动化分析和设计验证。
5. 生命周期支持：在整个系统生命周期中，通过维护和更新模型，确保系统的一致性和可追溯性。

2 什么时候需要应用MBSE？

实现工业软件需要MBSE方法论。原因如下。

1. 复杂项目：当项目复杂度高，需要跨多个学科和团队进行协作时。工业软件就是典型的复杂项目。
2. 需要高可靠性：在航空航天、国防、汽车等领域，可靠性极为重要。不同于消费级产品，工业软件需要满足高可靠性。
3. 快速变化的需求：当系统需求频繁变化且需要灵活适应时。工业软件需要根据具体情况做调整修改
4. 提升团队协作效率：通过共享的模型平台，各团队成员可以更有效地协作。工业软件是大型项目，需要领域专家和软件开发团队紧密协作。
5. 长周期产品：对于生命周期长的产品，可以通过模型的维护和更新，降低长期维护成本。一些复杂的工业软件生命周期相对较长。

3  MBSE的工具和方法论

MBSE 提供了一种系统化和集成化的方法来应对现代复杂系统开发中的挑战。

3.1 建模语言与建模方法

软件工具通常支持SysML（系统建模语言），这是一种专为系统工程设计的建模语言。SysML允许不同领域的工程师以一种标准化的方式描述系统的结构、行为和需求。这种语言与UML很类似，有UML语言基础的开发者很容易学会并在工作中使用。MagicGrid是一种用于系统工程和架构设计的框架，被集成到Cameo Systems Modeler和MagicDraw等建模工具中，由No Magic公司（现为Dassault Systèmes的一部分）开发。了解MagicGrid可参考以下内容MagicGrid Book of Knowledge - Dassault Systèmes

3.2 数字主线与MBSE的关系

数字主线（Digital Thread）是一个贯穿产品生命周期的数字化概念，旨在连接和集成从设计、制造到维护的所有数据信息。它的目标是通过无缝的信息流动和数据共享，打通整个产品开发和使用的各个环节，以提高效率、减少错误并增强协作。数字主线为MBSE提供了数据集成和实时更新的基础设施支持，使MBSE在现代复杂系统开发中更具动态性和灵活性。下表说明了数字主线与MBSE的关系。

 3.3 厂商及工具

一些厂商设计了工具，帮助企业更有效地处理复杂系统的设计、验证和生命周期管理。

4 参考资源

参考书籍

电子书链接：基于MBSE的复杂装备系统设计:理论与实践【全本_书评_在线阅读】-当当云阅读

参考视频

MBSE在汽车产品开发过程中的应用初探-孙络典博士-第一届RDMI年会_哔哩哔哩_bilibili

基于模型的系统工程（MBSE）软件研发与应用——刘玉生_哔哩哔哩_bilibili

国产MBSE建模工具Modelook R2024a焕然升级，更强、更稳、更高效_哔哩哔哩_bilibili

2024春工业软件导论-航天MBSE一体化工业软件建设顶层建议与思考_哔哩哔哩_bilibili

MBSE如何建立系统模型：建模语言、方法论、建模工具_哔哩哔哩_bilibili

什么是数字主线_哔哩哔哩_bilibili

美国国家标准与技术研究院-数字主线与下一次工业革命缝合_哔哩哔哩_bilibili

西门子电池行业数字主线详解_哔哩哔哩_bilibili

未来车辆开发的MBSE方法_哔哩哔哩_bilibili

未来车辆开发的MBSE(基于模型的系统工程）方法_哔哩哔哩_bilibili

为什么做MBSE？ SysML和MBSE什么关系？_哔哩哔哩_bilibili

愿大家用MBSE方法论解决复杂问题，为世界和人类创造文明财富，也期待我们的国产MBSE厂商发展得越来越好。