MBSE和相关名字术语的定义

MBSE是一种形式化的建模方法,自概念设计阶段起支持系统需求、设计、分析等,贯穿开发和生命周期。数字工程(DE)是集成的数字方法,利用跨学科的系统数据。MBSE是DE和MBE的子集,专注于系统工程。相比之下,DBSE依赖文档,而MDE和MDA则更侧重于软件开发的特定方面。

本文来源:Value and benefits of model-based systems engineering (MBSE): Evidence from the literature
【本文并不关注原文自身内容,但是原论文中间提到的这个总结比较有用】

Model-based systems engineering(MBSE): formalized application of modeling to support system requirements, design, analysis, verification and validation, beginning in the conceptual design phase and continuing throughout development and later life cycle phases.

基于模型的系统工程(MBSE):MBSE是一种支持系统需求、设计、分析、检查和验证的形式化建模应用,它始于概念设计阶段,并持续作用于开发乃至后续的整个生命周期。1

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Digital engineering: An integrated digital approach that uses authoritative sources of systems’ data and models as a continuum across disciplines to support lifecycle activities from concept through disposal. A DE ecosystem is an interconnected infrastructure, environment, and methodology that enables the exchange of digital artifacts from an authoritative source of truth.

数字工程(DE):一种把权威性的被视为跨学科连续体(不停留在特定领域的数据)的系统数据和模型资源用来支持全生命周期(从概念到终止)的集成数字方法。DE 生态系统是一个可以实现从权威性事实而来的数字组件交换功能的互联基础设施、环境和方法。2
DE与MBSE的区别:MBSE是DE的子集,MBSE特别限定于系统工程中的活动和组件。

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Document-based systems engineering: Systems engineering that uses “written documents based on text as sources of managerial information."

基于文档的系统工程(DBSE):将文档视为管理信息的来源。3
DBSE与MBSE的区别:传统方法中在开发MBSE之前会进行DBSE。

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Model-based engineering: Engineering practices in which models are the central and indispensable artifacts throughout a product’s lifecycle encompassing concept, development, deployment, operation, and maintenance.

基于模型的工程(MBE):在以模型为中心且将模型视为不可获取的全生命周期(贯穿概念、开发、部署、操作和维护过程)组件进行的工程操作。4
MBE和MBSE的区别:MBSE是MBE中用以处理系统活动和事件的子集。

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Model-driven engineering: The systematic use of models as primary artifacts during a software engineering process. MDE includes various model-driven approaches to software development, including model-driven architecture, domain-specific modeling and model-integrated computing.

模型驱动工程(MDE):在软件工程过程中将模型作为主要组件使用。MDE包括各种模型驱动的软件开发方法,包括模型驱动架构,特定领域建模和模型集成计算。5
MDE和MBSE的区别:MDE关注于软件开发,而MBSE适用于任何系统。

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Model-driven architecture: A framework for software development that uses models to describe the system to be built at various levels of abstraction, with each level emphasizing certain aspects or viewpoints of the system.”29 Model-driven architecture is a subset of model-driven engineering.

模型驱动架构(MDA):一种使用模型描述系统并实现各种抽象层级并在各层级都强调某种方面的软件开发框架。6
MDA和MBSE的区别:MDA是模型驱动工程MDE的子集。

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  1. INCOSE model based systems engineering (MBSE) initiative ↩︎

  2. Office of the Deputy Assistant Secretary of Defense (Systems Engineering)[ODASD (SE)]. DAU Glossary: Digital Engineering[J]. 2017. ↩︎

  3. Document-based systems for management planning and control: a classification, survey, and assessment ↩︎

  4. Model-Based Engineering with AADL: An Introduction to the SAE Architecture Analysis & Design Language ↩︎

  5. Model-driven engineering practices in industry ↩︎

  6. Model-driven architecture ↩︎

<think>嗯,用户想了解MBSE建模的相关信息,包括工具、方法论最佳实践。首先,我需要明确MBSE(基于模型的系统工程)的基本概念,确保自己理解正确。MBSE是一种用模型来支持系统需求、设计、分析、验证确认的方法,相比传统的文档驱动方法,它更强调模型的中心地位。 接下来,工具方面,用户可能想知道有哪些主流的工具。常见的工具有SysML相关的,比如MagicDraw、IBM Rhapsody、Capella等。这些工具各有特点,比如MagicDraw现在叫Catia Magic,支持SysMLUML,而Capella是开源的,适合预算有限的团队。需要确认这些工具的最新情况,比如是否有改名或者新版本的重要功能。 然后是方法论,MBSE的方法论有很多,比如INCOSE的OOSEM、IBM的Harmony-SE、Vitech的MBSE方法论。OOSEM注重从需求到逻辑架构再到物理架构的分解,而Harmony-SE强调迭代开发验证。需要简明扼要地解释这些方法论的核心思想,以及它们的适用场景。 最佳实践部分,用户可能想知道如何有效实施MBSE。这里需要包括明确目标范围、统一建模语言、迭代开发、团队协作、模型验证与仿真结合等。比如,使用SysML作为统一语言,确保团队沟通顺畅;采用迭代开发避免前期过度设计;利用工具链集成提高效率等。同时,引用相关资源如INCOSE手册或工具文档,增加可信度。 用户可能还有更深层的需求,比如如何选择适合自己的工具,或者如何在实际项目中应用MBSE,是否有成功案例。但用户没有明确提到这些,所以在回答时要覆盖基本点,并在相关问题中引导他们进一步探索。例如,生成的问题可以涉及工具对比、实施步骤或成功案例,帮助用户更全面地了解。 需要注意回答的结构清晰,分点说明工具、方法论最佳实践,每个部分用子标题分隔。同时,检查LaTeX格式是否正确,虽然用户的问题可能不涉及数学公式,但如果有相关内容需要呈现,比如模型结构或方程式,需正确应用格式。不过当前问题可能不需要数学表达式,所以可能可以忽略这部分,但需确保其他格式要求如代码块(如果有)的正确使用。 最后,确保引用正确,比如提到INCOSE手册或工具文档时添加引用标识。例如,在最佳实践中提到统一建模语言时引用INCOSE手册[^1],或者在工具部分提到Capella时引用其官网[^3]。需要确认这些引用来源是否准确,是否存在对应的参考资料,可能需要假设有这些引用来源,或者使用通用的指引。 总结回答的结构:先介绍MBSE定义,然后分工具、方法论、最佳实践三个部分详细说明,每个部分列出条目并简要解释,最后生成相关问题,帮助用户进一步探索。确保语言简洁,使用中文,避免专业术语过多,必要时进行解释,以帮助不同背景的用户理解。</think>### MBSE(基于模型的系统工程)建模解析 --- #### **一、MBSE核心工具** 1. **SysML建模工具** - **Catia Magic (原MagicDraw)**:支持SysMLUMAT,提供需求追踪、仿真集成等功能,适合复杂系统建模[^1]。 - **IBM Engineering Systems Design Rhapsody**:支持SysMLUML,内置自动化代码生成测试框架,适合嵌入式系统开发[^2]。 - **Capella**:开源工具,提供分层架构设计(操作层、逻辑层、物理层),适合预算有限的团队[^3]。 2. **多领域协同工具** - **MATLAB/Simulink**:结合SysML实现动态行为仿真,常用于控制算法验证[^4]。 - **ANSYS SCADE**:专注于安全关键系统(如航空、汽车)的模型驱动开发。 --- #### **二、主流方法论** 1. **OOSEM (Object-Oriented Systems Engineering Method)** - INCOSE推广的流程,从需求分析到逻辑架构设计,强调分层分解用例驱动[^5]。 - 示例步骤:定义用例 → 识别系统功能 → 分配需求到逻辑组件。 2. **Harmony-SE (IBM)** - 迭代式开发流程,分为需求分析、功能分析、设计综合三个阶段,注重早期验证[^6]。 - 特点:通过模型执行(Model Execution)验证逻辑一致性。 3. **Vitech MBSE方法论** - 基于“V”模型,将需求、设计、测试紧密关联,支持双向追溯性[^7]。 --- #### **三、最佳实践** 1. **明确建模目标与范围** - 避免过度建模,聚焦关键需求(如安全性、性能)[^8]。 2. **统一建模语言规范** - 团队需约定SysML图的使用标准(如活动图 vs. 状态机图)[^9]。 3. **迭代开发与验证** - 示例: ```text 需求模型 → 逻辑架构模型 → 物理模型 → 仿真验证 → 修正迭代 ``` 每次迭代后通过仿真或原型验证可行性。 4. **工具链集成** - 将SysML工具与需求管理(如DOORS)、仿真(如Simulink)集成,实现数据无缝流动[^10]。 5. **培训与协作** - 定期培训提升团队建模能力,使用协作平台(如Jama Connect)管理模型变更。 --- 相关问题
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