系統(tǒng)工程解決方案

系統(tǒng)工程解決方案第1頁/共35頁目錄系統(tǒng)工程介紹達(dá)索系統(tǒng)工程解決方案V6PLM系統(tǒng)工程解決方案需求工程解決方案系統(tǒng)功能與架構(gòu)設(shè)計解決方案多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真解決方案RFLP設(shè)計流程第2頁/共35頁Illustration高級轎車2011高檔轎車50-120CPUs2GB軟件大小100MillionLOC5,000軟件參數(shù)30,000功能需求600,000頁嵌入式軟件設(shè)計規(guī)格航天飛機(1982)5CPUs700Kb軟件大小0.5Mil.LOCBoeing777(1995)~3MillionLOCIllustration航天/航天系統(tǒng)開發(fā)

—復(fù)雜性、需求的追溯性、多學(xué)科?HOW如何從需求甄別到最終產(chǎn)品驗證過程中保持可追溯性?如何協(xié)同多學(xué)科產(chǎn)品研發(fā)流程??如何在早期對系統(tǒng)進行仿真、優(yōu)化和驗證?如何在早期充分驗證不同系統(tǒng)架構(gòu)?第3頁/共35頁目前的現(xiàn)狀DMUCADPDM業(yè)務(wù)問題…決策的困難各專業(yè)領(lǐng)域的離散低效的協(xié)同有關(guān):大量的工具和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出版的復(fù)雜性?工程流程需求項目文檔知識實驗和結(jié)果模型AffordabilityControlEffectivenessStructuresFlightMissions…出版和使用ImmersiveDataVisualisationInteractiveCustomerPortalVirtualPrototypingImmersiveCollaboration第4頁/共35頁

系統(tǒng)工程方法論管理流程

綜合系統(tǒng)集成、聯(lián)合仿真

從物理模型到功能模型的轉(zhuǎn)變到系統(tǒng)工程從相對獨立的各個子系統(tǒng)（電氣、液壓、機械、控制等）向綜合系統(tǒng)集成、聯(lián)合仿真方向發(fā)展從DMU數(shù)字樣機DigitalProductExperience性能樣機第5頁/共35頁需求管理功能分析邏輯設(shè)計測試集成驗證機械電氣電子軟件流體多學(xué)科一體化設(shè)計需求管理功能分析邏輯設(shè)計物理設(shè)計測試集成驗證系統(tǒng)需求測試矩陣系統(tǒng)工程上游架構(gòu)設(shè)計物理設(shè)計系統(tǒng)工程

–最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)控制、最優(yōu)管理第6頁/共35頁目錄系統(tǒng)工程介紹達(dá)索系統(tǒng)工程解決方案V6PLM系統(tǒng)工程解決方案需求工程解決方案系統(tǒng)功能與架構(gòu)設(shè)計解決方案多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真解決方案RFLP設(shè)計流程第7頁/共35頁并行需求工程飛機需求定義飛機設(shè)計方案定義（飛機）系統(tǒng)需求定義（飛機）系統(tǒng)設(shè)計方案定義（飛機）子系統(tǒng)需求定義（飛機）子系統(tǒng)設(shè)計方案定義驗證DT驗證問題驗證問題問題TD第8頁/共35頁

需求追蹤飛機系列飛機系統(tǒng)子系統(tǒng)最高級需求飛機最高級需求系統(tǒng)最高級需求系統(tǒng)需求零件需求需求對象第9頁/共35頁需求功能邏輯結(jié)構(gòu)測試工作內(nèi)容模型與數(shù)據(jù)解決上述問題？–需求工程解決方案需求監(jiān)控分析與可追溯性10/18第10頁/共35頁11需求管理:優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)流程——從需求定義直至產(chǎn)品最終驗證支持層次迭代的系統(tǒng)工程流程，可以在任何層次子系統(tǒng)以需求為驅(qū)動設(shè)計能夠處理各種不同層次和類型的需求：需求追蹤:可以從任何來源捕獲需求，強大的需求跟蹤與影響性分析能力可追溯性確保所有的需求在研制階段得到滿足和實現(xiàn)完善的自動化報告與文檔生成支持的標(biāo)準(zhǔn):DO178BDO254ISO26262IEC61508EN50128FDA21CFRCMMI,…支持大量的工程軟件:可以與60多的工具軟件集成需求工程解決方案第11頁/共35頁目錄系統(tǒng)工程介紹達(dá)索系統(tǒng)工程解決方案V6PLM系統(tǒng)工程解決方案需求工程解決方案系統(tǒng)功能與架構(gòu)設(shè)計解決方案多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真解決方案RFLP設(shè)計流程第12頁/共35頁系統(tǒng)功能的定義、分析與分解功能定義產(chǎn)品（或服務(wù)）所起的作用和所擔(dān)負(fù)的職能。功能分析滿足需求，優(yōu)化方案，有利于創(chuàng)新有利于發(fā)現(xiàn)問題，改進產(chǎn)品有助于對功能進行分解功能分解認(rèn)識產(chǎn)品的總體功能及分功能，把握功能的本質(zhì)建立功能之間的聯(lián)系，與產(chǎn)品零部件的關(guān)系實現(xiàn)總體功能細(xì)化功能，有助于設(shè)計工作及多種設(shè)計方案第13頁/共35頁設(shè)計功能的分析分解（飛機設(shè)計案例）總功能功能1功能2功能3分功能1分功能1分功能1分功能1分功能1分功能1分功能1機翼零件1機翼零件2機身零件1機身零件2尾翼零件1尾翼零件2尾翼零件3機翼機身尾翼飛機第14頁/共35頁15RequirementPhysicalSimulateFunctionalLogical功能定義針對設(shè)計需求定義系統(tǒng)/子系統(tǒng)所需實現(xiàn)的功能，確定系統(tǒng)間輸入輸出關(guān)系。邏輯定義定義系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)功能，實現(xiàn)系統(tǒng)行為建模與仿真，建立系統(tǒng)級的統(tǒng)一仿真平臺。Simu

Logic

Phys

Req

Func

功能和邏輯架構(gòu)定義系統(tǒng)功能、邏輯架構(gòu)層次分解與定義，確保系統(tǒng)模塊實現(xiàn)所有需求定義。完成上述任務(wù)？–系統(tǒng)功能與架構(gòu)設(shè)計解決方案第15頁/共35頁目錄系統(tǒng)工程介紹達(dá)索系統(tǒng)工程解決方案V6PLM系統(tǒng)工程解決方案需求工程解決方案系統(tǒng)功能與架構(gòu)設(shè)計解決方案多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真解決方案RFLP設(shè)計流程第16頁/共35頁17建模環(huán)境符號處理仿真、實驗后處理報告三維數(shù)據(jù)

(DXF,STL,拓?fù)?屬性)ModelParametersExperimentalData模型文檔、實驗報告(HTML,VRML,PNG,…)dSPACEHILxPCModelicaC函數(shù)LAPACK腳本仿真結(jié)果Modelica標(biāo)準(zhǔn)庫用戶模型ModelingSimulationVisualization

and

AnalysisDymola

系統(tǒng)架構(gòu)圖表數(shù)據(jù)(vector,bitmap)SimulinkMATLABDymolaDymola:跨學(xué)科綜合系統(tǒng)建模仿真工具（機、電、控、熱、液等）基于Modelica統(tǒng)一物理建模語言開放性架構(gòu)與其他仿真軟件協(xié)同仿真（simulink、AMESim等）V6CATIASystems(DBM)多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真系統(tǒng)解決方案第17頁/共35頁多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真系統(tǒng)解決方案Modelica語言多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真系統(tǒng)解決方案的基礎(chǔ)Dymola/CATIASystem多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真系統(tǒng)解決方案的平臺Dymola/CATIASystem案例多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真系統(tǒng)解決方案的案例與演示第18頁/共35頁Modelica統(tǒng)一多領(lǐng)域建模仿真語言

誕生背景單一的機械產(chǎn)品已經(jīng)向機、電、液、控集成的復(fù)雜產(chǎn)品發(fā)展，多領(lǐng)域物理建模與仿真技術(shù)成為此類復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字化功能樣機的關(guān)鍵技術(shù)。二十世紀(jì)八十年代到九十年代，仿真語言從程序式和面向過程向著描述式（基于方程）和面向?qū)ο蟀l(fā)展。

二十世紀(jì)八、九十年代，隨著計算機硬件、軟件和數(shù)值技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了其它一系列面向?qū)ο蠛突诜匠痰奈锢斫ＵZ言。（Omola、gPROMS、ObjectMath、SIDOPS+、Smile、U.L.M等等）1996年9月，國際仿真學(xué)界開始致力于多領(lǐng)域物理系統(tǒng)建模統(tǒng)一語言的研究——Modelica，并與1997年9月推出1.0版、1999年12月推出1.3版開始實際商業(yè)應(yīng)用，2000年更新1.4版，2005年發(fā)布2.0版，2007年9月發(fā)布3.0版，2010年3月發(fā)布3.2版……第19頁/共35頁Modelica基于方程基于物理方程描述物理行為modelInertiaextendsInterfaces.Rigid;

parameter

SI.InertiaJ=1;SI.AngularVelocityw;SI.AngularAccelerationa;equationw=der(phi);a=der(w);flange_a.tau+flange_b.tau=J*a;endInertia;1234剛性軸模型第20頁/共35頁1/(Jl+Jm*n^2)Modelica物理建模結(jié)構(gòu)化、面向?qū)ο笾庇^反映物理系統(tǒng)易于維護易于模型重用物理模型直觀、易于維護非物理模型可讀性、可維護性差電動機控制示例第21頁/共35頁Modelica非因果關(guān)系建模方便的擴展性輸入形式的變化導(dǎo)致模型重建第22頁/共35頁Modelica統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、開放源代碼Modelica既是一種建模語言，也是一種模型交換規(guī)則；統(tǒng)一物理建模標(biāo)準(zhǔn)；開源=自主知識產(chǎn)權(quán)。介質(zhì)庫–Media

空氣–Air

簡單干態(tài)空氣–SimpleAir模型定義源代碼第23頁/共35頁ModelicaFMI（FunctionalMockupInterface）聯(lián)合仿真的迫切需要解決如下問題：有大量的系統(tǒng)建模與仿真工具（AMESim、Simulink、SimulationX、NILabVIView、Simpack、LMSVirtualLab等）卻沒有統(tǒng)一的仿真接口；已有模型重用要求；不同的供應(yīng)商有著不同的自主知識產(chǎn)權(quán)的保護。-通用仿真接口FMI?supplier1supplier2supplier3supplier4supplier5OEMCosiMate第24頁/共35頁Dymola/CATIASystem支持多領(lǐng)域統(tǒng)一建模知識復(fù)雜難懂、不便于繼承的算法C/Fortran代碼完善的模型庫，便于知識的獲取、重用、合作簡便的建模思路健壯、快速、高效、強大的仿真能力Problemsizereduction(x10)withStructuralandSymbolicProcessing第25頁/共35頁應(yīng)用案例Airbus起落架系統(tǒng)建模與仿真應(yīng)用多體庫（MultiBody）液壓庫（Hydraulics）自定義輪胎模型（TyreContact)第26頁/共35頁目錄系統(tǒng)工程介紹達(dá)索系統(tǒng)工程解決方案V6PLM系統(tǒng)工程解決方案需求工程解決方案系統(tǒng)功能與架構(gòu)設(shè)計解決方案多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真解決方案RFLP設(shè)計流程第27頁/共35頁

基于R,F,L&P統(tǒng)一管理產(chǎn)品定義、設(shè)計、仿真和測試流程R：需求（Requirement）,F：功能（Function）,L：邏輯（Logical）,P：物理（Physical）系統(tǒng)工程協(xié)同管理平臺需求管理R功能分析F邏輯設(shè)計Ly=f(x)y=f(x,t)f(dx/dt,x,y,t)=0Discrete(Events)Continuous(Physics)系統(tǒng)動態(tài)行為建模與仿真系統(tǒng)集成、測試、驗證TestsSoftwareElectronicsMechanical物理設(shè)計P系統(tǒng)分析（可靠性）RFLP設(shè)計流程第28頁/共35頁

系統(tǒng)工程協(xié)同管理平臺需求管理R功能分析F邏輯設(shè)計LSoftwareElectronicsMechanical物理設(shè)計P實現(xiàn)跨學(xué)科全生命周期管理的系統(tǒng)工程方法平臺基于單一數(shù)據(jù)源管理整個產(chǎn)品研發(fā)周期，實現(xiàn)系統(tǒng)工程方法論的完整實踐完善需求管理，包括分析、監(jiān)控、跟蹤、影響性分析，覆蓋整個設(shè)計研發(fā)周期跨學(xué)科（機、電、液、控、熱）統(tǒng)一的物理建模、仿真開發(fā)平臺基于模型的系統(tǒng)建模與仿真（ModelBasedDesign）軟件在環(huán)（SIL）、硬件在環(huán)（HIL）仿真支持以及代碼生成自動化的報告與文檔生成RFLP設(shè)計流程第29頁/共35頁目錄系統(tǒng)工程介紹達(dá)索系統(tǒng)工程解決方案達(dá)索PLM系統(tǒng)工程解決方案需求工程解決方案系統(tǒng)功能與架構(gòu)設(shè)計解決方案多學(xué)科系統(tǒng)建模與聯(lián)合仿真解決方案RFLP設(shè)計流程第30頁/共35頁Capture,store,and