系统工程解决方案

系统工程解决方案第1页/共35页目录系统工程介绍达索系统工程解决方案V6PLM系统工程解决方案需求工程解决方案系统功能与架构设计解决方案多学科系统建模与联合仿真解决方案RFLP设计流程第2页/共35页Illustration高级轿车2011高档轿车50-120CPUs2GB软件大小100MillionLOC5,000软件参数30,000功能需求600,000页嵌入式软件设计规格航天飞机(1982)5CPUs700Kb软件大小0.5Mil.LOCBoeing777(1995)~3MillionLOCIllustration航天/航天系统开发

—复杂性、需求的追溯性、多学科?HOW如何从需求甄别到最终产品验证过程中保持可追溯性?如何协同多学科产品研发流程??如何在早期对系统进行仿真、优化和验证?如何在早期充分验证不同系统架构?第3页/共35页目前的现状DMUCADPDM业务问题…决策的困难各专业领域的离散低效的协同有关:大量的工具和数据数据结构出版的复杂性?工程流程需求项目文档知识实验和结果模型AffordabilityControlEffectivenessStructuresFlightMissions…出版和使用ImmersiveDataVisualisationInteractiveCustomerPortalVirtualPrototypingImmersiveCollaboration第4页/共35页

系统工程方法论管理流程

综合系统集成、联合仿真

从物理模型到功能模型的转变到系统工程从相对独立的各个子系统（电气、液压、机械、控制等）向综合系统集成、联合仿真方向发展从DMU数字样机DigitalProductExperience性能样机第5页/共35页需求管理功能分析逻辑设计测试集成验证机械电气电子软件流体多学科一体化设计需求管理功能分析逻辑设计物理设计测试集成验证系统需求测试矩阵系统工程上游架构设计物理设计系统工程

–最优设计、最优控制、最优管理第6页/共35页目录系统工程介绍达索系统工程解决方案V6PLM系统工程解决方案需求工程解决方案系统功能与架构设计解决方案多学科系统建模与联合仿真解决方案RFLP设计流程第7页/共35页并行需求工程飞机需求定义飞机设计方案定义（飞机）系统需求定义（飞机）系统设计方案定义（飞机）子系统需求定义（飞机）子系统设计方案定义验证DT验证问题验证问题问题TD第8页/共35页

需求追踪飞机系列飞机系统子系统最高级需求飞机最高级需求系统最高级需求系统需求零件需求需求对象第9页/共35页需求功能逻辑结构测试工作内容模型与数据解决上述问题？–需求工程解决方案需求监控分析与可追溯性10/18第10页/共35页11需求管理:优化产品开发流程——从需求定义直至产品最终验证支持层次迭代的系统工程流程，可以在任何层次子系统以需求为驱动设计能够处理各种不同层次和类型的需求：需求追踪:可以从任何来源捕获需求，强大的需求跟踪与影响性分析能力可追溯性确保所有的需求在研制阶段得到满足和实现完善的自动化报告与文档生成支持的标准:DO178BDO254ISO26262IEC61508EN50128FDA21CFRCMMI,…支持大量的工程软件:可以与60多的工具软件集成需求工程解决方案第11页/共35页目录系统工程介绍达索系统工程解决方案V6PLM系统工程解决方案需求工程解决方案系统功能与架构设计解决方案多学科系统建模与联合仿真解决方案RFLP设计流程第12页/共35页系统功能的定义、分析与分解功能定义产品（或服务）所起的作用和所担负的职能。功能分析满足需求，优化方案，有利于创新有利于发现问题，改进产品有助于对功能进行分解功能分解认识产品的总体功能及分功能，把握功能的本质建立功能之间的联系，与产品零部件的关系实现总体功能细化功能，有助于设计工作及多种设计方案第13页/共35页设计功能的分析分解（飞机设计案例）总功能功能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机翼零件1机翼零件2机身零件1机身零件2尾翼零件1尾翼零件2尾翼零件3机翼机身尾翼飞机第14页/共35页15RequirementPhysicalSimulateFunctionalLogical功能定义针对设计需求定义系统/子系统所需实现的功能，确定系统间输入输出关系。逻辑定义定义系统逻辑结构以实现功能，实现系统行为建模与仿真，建立系统级的统一仿真平台。Simu

Logic

Phys

Req

Func

功能和逻辑架构定义系统功能、逻辑架构层次分解与定义，确保系统模块实现所有需求定义。完成上述任务？–系统功能与架构设计解决方案第15页/共35页目录系统工程介绍达索系统工程解决方案V6PLM系统工程解决方案需求工程解决方案系统功能与架构设计解决方案多学科系统建模与联合仿真解决方案RFLP设计流程第16页/共35页17建模环境符号处理仿真、实验后处理报告三维数据

(DXF,STL,拓扑,属性)ModelParametersExperimentalData模型文档、实验报告(HTML,VRML,PNG,…)dSPACEHILxPCModelicaC函数LAPACK脚本仿真结果Modelica标准库用户模型ModelingSimulationVisualization

and

AnalysisDymola

系统架构图表数据(vector,bitmap)SimulinkMATLABDymolaDymola:跨学科综合系统建模仿真工具（机、电、控、热、液等）基于Modelica统一物理建模语言开放性架构与其他仿真软件协同仿真（simulink、AMESim等）V6CATIASystems(DBM)多学科系统建模与联合仿真系统解决方案第17页/共35页多学科系统建模与联合仿真系统解决方案Modelica语言多学科系统建模与联合仿真系统解决方案的基础Dymola/CATIASystem多学科系统建模与联合仿真系统解决方案的平台Dymola/CATIASystem案例多学科系统建模与联合仿真系统解决方案的案例与演示第18页/共35页Modelica统一多领域建模仿真语言

诞生背景单一的机械产品已经向机、电、液、控集成的复杂产品发展，多领域物理建模与仿真技术成为此类复杂产品数字化功能样机的关键技术。二十世纪八十年代到九十年代，仿真语言从程序式和面向过程向着描述式（基于方程）和面向对象发展。

二十世纪八、九十年代，随着计算机硬件、软件和数值技术的发展，出现了其它一系列面向对象和基于方程的物理建模语言。（Omola、gPROMS、ObjectMath、SIDOPS+、Smile、U.L.M等等）1996年9月，国际仿真学界开始致力于多领域物理系统建模统一语言的研究——Modelica，并与1997年9月推出1.0版、1999年12月推出1.3版开始实际商业应用，2000年更新1.4版，2005年发布2.0版，2007年9月发布3.0版，2010年3月发布3.2版……第19页/共35页Modelica基于方程基于物理方程描述物理行为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刚性轴模型第20页/共35页1/(Jl+Jm*n^2)Modelica物理建模结构化、面向对象直观反映物理系统易于维护易于模型重用物理模型直观、易于维护非物理模型可读性、可维护性差电动机控制示例第21页/共35页Modelica非因果关系建模方便的扩展性输入形式的变化导致模型重建第22页/共35页Modelica统一标准、开放源代码Modelica既是一种建模语言，也是一种模型交换规则；统一物理建模标准；开源=自主知识产权。介质库–Media

空气–Air

简单干态空气–SimpleAir模型定义源代码第23页/共35页ModelicaFMI（FunctionalMockupInterface）联合仿真的迫切需要解决如下问题：有大量的系统建模与仿真工具（AMESim、Simulink、SimulationX、NILabVIView、Simpack、LMSVirtualLab等）却没有统一的仿真接口；已有模型重用要求；不同的供应商有着不同的自主知识产权的保护。-通用仿真接口FMI?supplier1supplier2supplier3supplier4supplier5OEMCosiMate第24页/共35页Dymola/CATIASystem支持多领域统一建模知识复杂难懂、不便于继承的算法C/Fortran代码完善的模型库，便于知识的获取、重用、合作简便的建模思路健壮、快速、高效、强大的仿真能力Problemsizereduction(x10)withStructuralandSymbolicProcessing第25页/共35页应用案例Airbus起落架系统建模与仿真应用多体库（MultiBody）液压库（Hydraulics）自定义轮胎模型（TyreContact)第26页/共35页目录系统工程介绍达索系统工程解决方案V6PLM系统工程解决方案需求工程解决方案系统功能与架构设计解决方案多学科系统建模与联合仿真解决方案RFLP设计流程第27页/共35页

基于R,F,L&P统一管理产品定义、设计、仿真和测试流程R：需求（Requirement）,F：功能（Function）,L：逻辑（Logical）,P：物理（Physical）系统工程协同管理平台需求管理R功能分析F逻辑设计Ly=f(x)y=f(x,t)f(dx/dt,x,y,t)=0Discrete(Events)Continuous(Physics)系统动态行为建模与仿真系统集成、测试、验证TestsSoftwareElectronicsMechanical物理设计P系统分析（可靠性）RFLP设计流程第28页/共35页

系统工程协同管理平台需求管理R功能分析F逻辑设计LSoftwareElectronicsMechanical物理设计P实现跨学科全生命周期管理的系统工程方法平台基于单一数据源管理整个产品研发周期，实现系统工程方法论的完整实践完善需求管理，包括分析、监控、跟踪、影响性分析，覆盖整个设计研发周期跨学科（机、电、液、控、热）统一的物理建模、仿真开发平台基于模型的系统建模与仿真（ModelBasedDesign）软件在环（SIL）、硬件在环（HIL）仿真支持以及代码生成自动化的报告与文档生成RFLP设计流程第29页/共35页目录系统工程介绍达索系统工程解决方案达索PLM系统工程解决方案需求工程解决方案系统功能与架构设计解决方案多学科系统建模与联合仿真解决方案RFLP设计流程第30页/共35页Capture,store,and