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装备制造企业积极探索MBSE应用

2022/2/22    来源:e-works    作者:e-works  吴星星      
关键字:MBSE  装备  数字化转型  
装备制造企业应当主动拥抱MBSE,全面梳理企业内外、产品全生命周期业务流程、标准规范,将软件设计、机械工程、电气工程、多领域建模和仿真等技术融合,形成企业完整的产品研制能力体系。
       当前,随着装备系统的技术复杂性和密集性越来越突出,传统的装备产品研制方法已经无法满足新产品功能、性能的持续提升及研制周期的持续缩短,基于模型的系统工程(MBSE)方法被视为系统工程的革命,是装备产品研制不可逆转的趋势。越来越多的装备制造企业开始关注到MBSE方法,并对MBSE方法展开了不断探索与实践。业内人士普遍认为引入MBSE,有助于装备制造企业构建以模型驱动、连续传递的设计制造一体化工程环境以及产品研制模式创新,从而实现装备制造企业的数字化转型。

       从全球视野看,在产品研制需求和系统工程理论发展的推动下,国内外的科研机构及航天航空企业利用MBSE开展了大量技术研究及工程研制应用。NASA是最早将MBSE应用于复杂系统设计中的科研机构之一,近些年,中国高校和航空航天院所也在使用MBSE方法开展工程设计,构建了基于MBSE的设计工作流程和设计方法。就装备制造行业而言,我国对于MBSE方法的研究和应用还处于起步阶段,对于复杂装备产品的研制过程,往往不同企业聚焦点不同,针对MBSE方法的理解程度也存在一定的差异。

       从厂商动态来看,近年来,达索系统、西门子、IBM、同元软控等软件供应商都聚焦于MBSE方法,相继提出并整合支持装备制造企业研制过程的流程方法和平台框架。2021年,达索系统、西门子、同元软控等软件供应商加大了各自MBSE解决方案在高端装备领域应用的推广;尤其同元软控在近期还推出了MWORKS2022版本,功能大幅升级,可为装备数字化工程提供系统建模仿真引擎。此外,2021年,Ansys收购了领先的MBE和MBSE软件提供商Phoenix Integration,以进一步强化Ansys有关MBSE的解决方案。

       从应用层面来看,MBSE的应用由航空航天领域扩展至国防工业、汽车、船舶、核工业等装备制造领域,通过系统模型体现系统工程流程,并贯穿于全生命周期,实现设计一致性与关联可追溯性。例如,我国的商飞和一飞院等航空企业近年在新型号自主创新的驱动下,也开始运用MBSE的思想,将原先分散的设计过程和仿真分析,综合到一个统一的平台,通过综合设计、分析手段和多学科优化技术,实现各专业学科要求的综合权衡;中核,广核和国核也已把MBSE列入集团战略技术路线课题,助力他们在新堆型研发暨项目设计中,实现业务、数据、工具三链的协同性、一致性、重用性。

       需要指出的是,MBSE并不是要颠覆现有的系统工程体系,而是在原有的基于文档的基础上,通过统一建模语言对文件中隐含的设计要素进行显性化的关联建模,通过模型的不断迭代、演化,最终形成一个具有和实物产品完全一致且经过虚拟试验仿真验证的产品数字样机,避免因后期总装和测试试验不满足而导致设计更改的问题,确保复杂产品研制的“一次成功”。

       2021年年底,工信部发布的《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》提出,要推进基于模型的系统工程(MBSE)规模应用。在此背景下,装备制造企业应当主动拥抱MBSE,在充分评估企业能力条件的基础上,在MBSE方法论的指导下,全面梳理企业内外、产品全生命周期业务流程、标准规范,将软件设计、机械工程、电气工程、多领域建模和仿真等技术融合,形成装备制造企业完整的产品研制能力体系,进而促进装备制造企业的数字化转型。
 
责任编辑:程玥
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