基于模型的系統(tǒng)工程--建模與模型驅(qū)動(dòng)技術(shù)
定 價(jià)：198 元
- 作者：劉玉生,曹悅,袁文強(qiáng)
- 出版時(shí)間：2025/3/1
- ISBN：9787030791337
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：N945
- 頁(yè)碼：305
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：B5
基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)正成為高端復(fù)雜裝備制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要使能技術(shù)與工具。本書是一本關(guān)于MBSE建模技術(shù)與模型驅(qū)動(dòng)技術(shù)的專著。本書在介紹MBSE建模語(yǔ)言、方法與工具等基礎(chǔ)建模知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)模型驅(qū)動(dòng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行探索，建立面向行業(yè)的領(lǐng)域元模型（領(lǐng)域建模語(yǔ)言）的構(gòu)建方法，探索自頂向下的模型驅(qū)動(dòng)正向設(shè)計(jì)策略，這是一個(gè)模型驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化的全新探索。另外，本書還以模型驅(qū)動(dòng)為基礎(chǔ)，提出裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如何與系統(tǒng)仿真、下游各學(xué)科專業(yè)詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)優(yōu)化等進(jìn)行集成的方法，為 MBSE真正落地實(shí)施、消除MBSE所帶來(lái)的新信息孤島提供解決方案。
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1988.9~1992.7：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)系機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，本科
1992.9~1995.7：浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)系機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，碩士
1997.9~2000.9：浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)系機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，博士1995.7~1997.7：浙江大學(xué)機(jī)械廠（外派澳門賀田工業(yè)有限公司），產(chǎn)品工程師
2000.10~2002.9：浙江大學(xué)CAD&CG國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，博士后
2002.10~2003.4：香港城市大學(xué)機(jī)械工程與工程管理系，博士后
2003.4~至今：浙江大學(xué)副研究員、教授、博士生導(dǎo)師Yue Cao, Yusheng Liu*, Xiaoping Ye, Jianjun Zhao, Su Gao. Software-physical synergetic design methodology of mechatronic systems based on formal functional models. Research in Engineering Design, 2020, 31(2), 235-255美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)會(huì)刊JCISE副主編
中核集團(tuán)MBSE專家
軍委裝備發(fā)展部載人登月MBSE專家
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 系統(tǒng)工程概述 1
1.1.1 系統(tǒng)工程的起源與定義 1
1.1.2 系統(tǒng)工程的觀點(diǎn) 3
1.1.3 系統(tǒng)工程的過(guò)程模型 6
1.2 基于模型的系統(tǒng)工程 9
1.2.1 MBSE的產(chǎn)生 9
1.2.2 MBSE的作用與優(yōu)勢(shì) 11
1.2.3 MBSE外延與內(nèi)涵的理解 13
1.3 小結(jié) 17
第2章 需求圖 18
2.1 引言 18
2.2 需求圖的表示 19
2.2.1 概述 19
2.2.2 需求及需求關(guān)系類型 19
2.2.3 需求相關(guān)依賴關(guān)系的表示 22
2.2.4 需求圖與傳統(tǒng)條目化需求間關(guān)系 22
2.3 小結(jié) 23
第3章 行為圖 25
3.1 用例圖 25
3.1.1 概述 25
3.1.2 用例圖基本元素 26
3.1.3 用例圖基本元素關(guān)系 27
3.1.4 用例的發(fā)現(xiàn)方法與過(guò)程 29
3.1.5 小結(jié) 29
3.2 活動(dòng)圖 30
3.2.1 概述 30
3.2.2 活動(dòng)圖基本建模元素 30
3.2.3 活動(dòng)圖高級(jí)建模元素 37
3.2.4 小結(jié) 40
3.3 序列圖 40
3.3.1 概述 40
3.3.2 序列圖基本建模元素 41
3.3.3 序列圖高級(jí)建模元素 45
3.3.4 小結(jié) 50
3.4 狀態(tài)機(jī)圖 50
3.4.1 概述 50
3.4.2 狀態(tài)機(jī)圖建模元素 51
3.4.3 小結(jié) 59
第4章 結(jié)構(gòu)圖 61
4.1 模塊定義圖 61
4.1.1 概述 61
4.1.2 模塊的結(jié)構(gòu)屬性 62
4.1.3 行為特性 65
4.1.4 模塊間的關(guān)系 66
4.1.5 小結(jié) 68
4.2 內(nèi)部模塊圖 68
4.2.1 概述 68
4.2.2 連接器 69
4.2.3 嵌套屬性 71
4.2.4 條目流 73
4.2.5 小結(jié) 74
4.3 參數(shù)圖 74
4.3.1 概述 74
4.3.2 約束模塊 74
4.3.3 約束屬性 77
4.3.4 綁定連接器 78
4.3.5 應(yīng)用場(chǎng)景示例 78
4.3.6 小結(jié) 82
4.4 包圖 82
4.4.1 概述 82
4.4.2 包的特征描述 83
4.4.3 包的關(guān)系 85
4.4.4 視圖與視點(diǎn) 87
4.4.5 小結(jié) 88
第5章 領(lǐng)域元模型 90
5.1 引言 90
5.2 領(lǐng)域元模型構(gòu)建方法 91
5.2.1 領(lǐng)域本體抽取 92
5.2.2 抽象語(yǔ)法構(gòu)建 92
5.2.3 具體語(yǔ)法構(gòu)建 93
5.2.4 語(yǔ)義描述 94
5.3 領(lǐng)域元模型構(gòu)建的實(shí)例分析 94
5.4 基于領(lǐng)域元模型的建模分析 99
5.4.1 任務(wù)愿景模型 99
5.4.2 任務(wù)概念設(shè)計(jì)模型 101
5.4.3 任務(wù)框架定義模型 101
5.5 小結(jié) 103
第6章 MBSE建模方法 104
6.1 引言 104
6.2 OOSEM 104
6.2.1 OOSEM開發(fā)流程與開發(fā)活動(dòng) 105
6.2.2 OOSEM活動(dòng)詳述 106
6.3 Harmony-SE方法 114
6.3.1 需求分析 115
6.3.2 功能分析 116
6.3.3 設(shè)計(jì)綜合 117
6.4 狀態(tài)分析法 118
6.5 RUP-SE方法 120
6.5.1 RUP-SE方法概述 120
6.5.2 RUP-SE方法模型架構(gòu) 122
6.6 并行建模方法 124
6.6.1 并行建模方法概述 124
6.6.2 并行建模方法建模過(guò)程 125
6.7 OPM方法 128
6.7.1 OPM方法概述 128
6.7.2 OPM方法的特性 129
6.8 SYSMOD方法 131
6.8.1 SYSMOD方法需求分析過(guò)程概述 131
6.8.2 SYSMOD方法設(shè)計(jì)過(guò)程概述 135
6.9 小結(jié) 136
第7章 MBSE 建模工具介紹 137
7.1 引言 137
7.2 Enterprise Architect 137
7.2.1 建模、管理和跟蹤需求 138
7.2.2 復(fù)雜性管理 139
7.2.3 系統(tǒng)工程和仿真 139
7.2.4 業(yè)務(wù)流程建模 140
7.3 Cameo Systems Modeler 141
7.3.1 需求建模及需求工具集成 141
7.3.2 團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作 141
7.3.3 體系建模 142
7.3.4 與其他產(chǎn)品的集成 143
7.3.5 其他輔助功能 143
7.4 M-Design 144
7.4.1 基礎(chǔ)建模功能 145
7.4.2 高級(jí)建模功能 147
7.4.3 協(xié)同建模功能 148
7.4.4 生態(tài)協(xié)作與集成功能 149
7.5 小結(jié) 152
第8章 模型驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科功能自動(dòng)分解 153
8.1 引言 153
8.2 基于本體的產(chǎn)品功能語(yǔ)義建模表示 154
8.2.1 功能語(yǔ)義本體構(gòu)建 154
8.2.2 基于SysML的功能建模 162
8.3 基于本體語(yǔ)義推理的自動(dòng)功能分解 169
8.3.1 基于輸入輸出流語(yǔ)義的任務(wù)分解 169
8.3.2 基于功能語(yǔ)義的原理解查找 174
8.3.3 基于因果語(yǔ)義的功能原理分解 177
8.4 實(shí)例分析 181
8.4.1 總功能建模表示 181
8.4.2 自動(dòng)分解過(guò)程 181
8.5 小結(jié) 188
第9章 模型驅(qū)動(dòng)的邏輯架構(gòu)自動(dòng)生成和多指標(biāo)評(píng)價(jià) 189
9.1 引言 189
9.2 基于統(tǒng)一知識(shí)模型的功能-組件映射 190
9.2.1 統(tǒng)一知識(shí)模型 191
9.2.2 功能-組件映射 195
9.2.3 組件的合適度 198
9.3 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的組件組合 199
9.3.1 組件兼容性建模 200
9.3.2 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的組件組合方法 200
9.4 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)生成及多指標(biāo)評(píng)價(jià) 203
9.4.1 基于TOPSIS進(jìn)行組件集的評(píng)價(jià) 203
9.4.2 基于TOPSIS的組件布局方案的評(píng)價(jià) 206
9.5 案例分析 207
9.5.1 統(tǒng)一知識(shí)模型 207
9.5.2 功能-組件映射 210
9.5.3 組件組合 210
9.5.4 邏輯架構(gòu)的生成和評(píng)價(jià) 214
9.6 小結(jié) 216
第10章 模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)仿真集成 218
10.1 引言 218
10.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型 220
10.2.1 統(tǒng)一行為建模語(yǔ)言概述 221
10.2.2 混合行為建模 222
10.2.3 多域統(tǒng)一建模 227
10.3 系統(tǒng)仿真模型 235
10.3.1 仿真分析工具簡(jiǎn)介 235
10.3.2 系統(tǒng)仿真元模型 236
10.3.3 仿真補(bǔ)充模型 241
10.4 基于TGG的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真模型集成 244
10.4.1 TGG概述 244
10.4.2 TGG模式與規(guī)則 245
10.4.3 集成框架 248
10.5 實(shí)例分析 249
10.5.1 倒立擺系統(tǒng)簡(jiǎn)介 249
10.5.2 基于UBML的倒立擺系統(tǒng)建模 250
10.5.3 基于SysML的仿真建模 254
10.5.4 模型轉(zhuǎn)換 256
10.5.5 Simulink仿真模型及仿真結(jié)果 256
10.6 小結(jié) 258
第11章 模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)集成 259
11.1 引言 259
11.2 基于SysML的幾何信息建模方法 259
11.2.1 零件幾何信息建模 260
11.2.2 約束建模 262
11.3 基于TGG的模型轉(zhuǎn)換 263
11.3.1 元模型定義 263
11.3.2 轉(zhuǎn)換 265
11.3.3 集成框架 266
11.4 詳細(xì)模型生成 267
11.4.1 零件模型生成 268
11.4.2 裝配模型生成 270
11.5 案例分析 273
11.5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建模 274
11.5.2 模型轉(zhuǎn)換 277
11.5.3 詳細(xì)模型生成 278
11.6 小結(jié) 281
第12章 模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)優(yōu)化集成 283
12.1 引言 283
12.2 基于模式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化集成平臺(tái)介紹 284
12.2.1 模式 284
12.2.2 基于模式的集成方法流程 285
12.3 系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化問(wèn)題形式化 287
12.3.1 基于SysML的優(yōu)化問(wèn)題擴(kuò)展包 287
12.3.2 復(fù)雜系統(tǒng)的語(yǔ)義信息詳述 289
12.3.3 優(yōu)化問(wèn)題構(gòu)造 291
12.4 優(yōu)化方法 292
12.4.1 優(yōu)化方法的描述 292
12.4.2 優(yōu)化方法的確定流程 293
12.4.3 優(yōu)化方法檢索過(guò)程中相似性評(píng)價(jià) 294
12.4.4 優(yōu)化問(wèn)題求解 296
12.5 案例分析 296
12.5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)優(yōu)化集成實(shí)例 296
12.5.2 實(shí)例的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型 297
12.5.3 基于模式的優(yōu)化問(wèn)題求解 298
12.6 小結(jié) 300
參考文獻(xiàn) 301
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