以飞机为例的MBSE系统架构入门系列(3)

敏捷项目的两个主要局限性

1.解决的MDAO问题的起点是一组给定的设计要求和给定的系统架构选择（给定架构选择的示例包括：选择全电动机载系统、选择支撑机翼系统等）。潜在的推理假设是认为提前完成需求和架构选择，并且它们在整个交付过程中是不会发生任何变化的。这就导致了在给定的配置下限制了可选的（或可衡量的）权衡范围。

2. 总体范式和旨在加速MDAO系统部署和操作的方法，还没有通过利用数字设计工程原则进行形式化和建模。因此，一方面，形式化的缺乏对使用不同技术的外部人员利用该方法提出了挑战。另一方面，由于追溯困难，缺乏“敏捷MDAO系统蓝图”的模型对变更或扩展的实现提出了挑战(如第一个限制所示)。

一种系统，其中的原因和结果之间存在非平凡的关系：每个结果可能是由多个原因造成；每个原因可能产生多重影响；原因和结果可能作为反馈循环相关，有积极的和消极的；而且因果链是循环的、高度纠缠的，而不是线性可分的。

分层的概念框架

概念框架的架构是分层的，如图所示。

确定的五层，每层内的主要活动包括：

每个相互连接的层转发输出，接收来自上下两层的输入和反馈信息。利用建模技术和系统工程方法对每一层交付的产品或服务以及流程和活动加以形式化处理。因此，人们需要为每层确定专用的数据模型、交换格式和本体，并进行了开发。最后，对每个层进行建模，考虑到多个透视图，关注层的专用方面，例如体系结构描述、相关利益方、部署的过程、交换的数据，等等。

从概念框架结构可以看出，有一个明确的层专用于“开发系统”，它们支持并支持设计，但通常在“复杂系统”层本身中处理。明确地建模这样一个层，是简化上游架构设计阶段与下游产品设计活动的过渡的关键。本文介绍的用于MDAO的MBSE方法侧重于开发系统层。

航空航天系统（如飞机、航天器和卫星）的特点一直是随着需求的变化、期望的变化、市场的破坏和技术前景的变化而不断发展技术。这一趋势包括不断开发新的设计方法和新兴方法，以“支持”开发“更好”的产品。更一般地说，我们可以说，为了设计下一代航空航天“复杂系统”，总是有必要沿着下一代支持性“设计系统”发展。设计系统与正在开发的复杂系统之间的关系如图7所示。在当前航空航天技术领域，下一代设计系统需要利用数字设计工程方法，以加快开发时间，最小化相关成本，同时最大限度地提高正在开发产品的价值。

目前，飞机开发项目中可能有多种设计系统可用。这些包括PLM（产品生命周期管理）集成环境、MDAO（多学科设计分析优化）框架、KBE（基于知识的工程）应用程序、协作管理平台，通常并行运行。然而，尽管数十年来对研发活动进行了投资，但其中大部分尚未用于生产线产品的开发。随着待设计产品的功能和能力的增长，此类设计系统的复杂性也在增加，导致“缺乏灵活性”，无法有效部署。反过来，管理设计系统的复杂性成为关键挑战，即管理开发中系统的复杂性。

下一代复杂系统（例如，新型飞机概念）的发展，需要得到下一代“设计系统”的支持。MDAO系统是设计系统中的一个专门类别

文章来源：MBSE知识库与应用案例