需求工程与功能架构

需求工程与功能架构设计目录1.系统工程概述需求工程基于需求的流程需求管理技术功能和架构设计功能定义流程3.2.功能定义技术3.3架构创成技术4.流程、方法、工具目录1.系统工程概述需求工程基于需求的流程需求管理技术功能和架构设计功能定义流程3.2.功能定义技术3.3架构创成技术4.流程、方法、工具系统工程：为什么狭义：PDM

PLM工业4.0的特征与要求：工业互联网直接数字制造基于模型的系统工程需求管理的阶段：需求咨询需求管理需求工程广义：业务模式转变工业4.0的要求系统工程：RFLPEIA

632需求管理和功能架构案例成果：产品服务定义：实现共同的目标相互关联的元素装配或组合协同工作目录1.系统工程概述需求工程基于需求的流程需求管理技术功能和架构设计功能定义流程3.2.功能定义技术3.3架构创成技术4.流程、方法、工具基于需求的系统工程流程客户需求最终产品生产制造1.需求输入2.概念方案、设计方案和验证3.需求输出6.基于需求验证输出产品5.验证输入产品的集成4.基于需求验证输入产品6.基于需求验证输出产品5.验证输入产品的集成4.基于需求验证输入产品5.确认最终产品4.基于需求验证最终产品产品需求最终产品分系统需求分系统部件低层部件需求低层部件1.需求输入2.概念方案、设计方案和验证3.需求输出1.需求输入2.概念方案、设计方案和验证3.需求输出项目层飞行器产品层分系统层基于需求的系统工程流程：分解客户需求最终产品生产制造1.需求输入2.概念方案、设计方案和验证3.需求输出6.基于需求验证输出产品5.验证输入产品的集成4.基于需求验证输入产品6.基于需求验证输出产品5.验证输入产品的集成4.基于需求验证输入产品5.确认最终产品4.基于需求验证最终产品产品需求最终产品分系统需求分系统部件低层部件需求低层部件1.需求输入2.概念方案、设计方案和验证3.需求输出1.需求输入2.概念方案、设计方案和验证3.需求输出项目层飞行器产品层分系统层基于需求的系统工程流程：简化设计是否符合需求产品是否符合需求最终产品是否符合客户需要内部需求是否符合客户需要仿真试验目录1.系统工程概述需求工程基于需求的流程需求管理技术功能和架构设计功能定义流程3.2.功能定义技术3.3架构创成技术4.流程、方法、工具Requirement：需求管理原理客户需求飞行器产品需求系统需求零件需求需求（Requirement）：需要、要求、指标、参数的工程化描述需求管理结果第1层客户需求第2层飞行器产品需求第3层子系统需求第4层零件需求产品需求树设计验证需求树产品验证需求树仿真报告试验报告需求管理的实现Value：需求的层级化管理直观的可视化需求树需求的追溯和链接需求管理的实现ALMRequirementsTest

CasesDefectsR1R2T1…..T2T3D1D2PLMProduct

BOMSimulation

BOMChange

managementManufacturingleTasks,features...ALM-PLM集成创建来自或者到外部系统的链接在两个系统中显示到当前跟踪工具的链接授权的用户界面跨域流程编排、变更管理将验证过的文档以标准格式推送到PLMMRO,ERP...PolarionRequirementsPolarionDefectsPolarionTasksTeamcenterRequirementsPolarion

DesignArtifactsPolarionTest

Cases需求与需求可以嵌套，实现父项需求到子项

需求的分解需求与任务、测试用例、缺陷都有关联，实现全流程追溯需求的变更可根据关联往下传递硬件+软件需求管理工具：Teamcenter（PLM）软件生命周期管理工具：Polarion（ALM）目录1.系统工程概述需求工程基于需求的流程需求管理技术功能和架构设计功能定义流程3.2.功能定义技术3.3架构创成技术4.流程、方法、工具功能定义和架构设计流程飞行器产品层级确认流程飞行器产品层级安全评估流程（FHA）确定飞行器功能确定飞行器架构（专业）分解定义顶层飞行器需求给定飞行器功能分配功能需求到

飞行器专业客户需要国标法规系统研发系统需求文件飞行器功能定义流程模型结构研发结构需求文件功能定义和架构设计流程：与需求管理分配结构子系统需求电子子系统需求控制子系统需求机械子系统需求飞行器产品需求客户需求功能需求性能需求非功能需求产生分析目录1.系统工程概述需求工程基于需求的流程需求管理技术功能和架构设计功能定义流程3.2.功能定义技术3.3架构创成技术4.流程、方法、工具系统建模语言、方法、工具SysML(语言)：INCOSE和OMG在UML2.0基础上，提出新建模语言—SysML，作为系统工程统一的标准建模语言。2006年被采纳，2012年发布规范。Arcadia(方法论)：法国Thales公司提出，主要关注功能分析、架构定义及早期验证。已将Arcadia方法和Capella工具广泛应用于国防、航天、航空、轨交等多个领域。Capella(工具)：基于图形化建模，为综合系统、软件和硬件架构设计提供丰富的指导方法，提高开发效率。支持多种不同图表类型，包括数据流图、场景图、状态图和模式图、组件分解图、功能分解图等。SMW（西门子用于MBSE的开放式系统建模工作台）：将Capella和SysML提升到新的水平。模型生命周期管理和需求集成。在下游应用中能够进行系统模型重用（Mentor，Polarion，SimCenter）。系统建模与架构设计：基于Arcadia的方法论和工具系统建模和架构设计案例：无人飞行器工具对比目录1.系统工程概述需求工程基于需求的流程需求管理技术功能和架构设计功能定义流程3.2.功能定义技术3.3架构创成技术4.流程、方法、工具创成式工程方法（Generative

Engineering）系统评估分析架构构型和参数有效载荷能力电源效率飞行安全产品使用飞行包线创成式无人飞行器架构设计：系统建模失效概率[-]质量

[kg]电机变频器10-78×(50+10)电池3×10-5(1+1/(n-1))550+

30n[6,

11,

20]3总线切换开关10-610-6Octocoper（无人飞行器）Battery（电池）Switch（切换开关）MotorInventer（电机变频器）LargeBus（大型总线）（20公斤）MediumBus（中型总线）（11公斤）SmallBus（小型总线）BusCollection（总线集合）创成式无人飞行器架构设计：架构CaptureExploreDiscover+

548自动生成的架构创成式架构设计及优化案例：无人飞行器工具对比目录1.系统工程概述需求工程基于需求的