Siemens---从整车EE系统架构到零部件开发的MBSE方案介绍

SiemensIndustrySoftware从整车EE系统架构到零部件开发的MBSE方法与工具链介绍Unrestricted©Siemens2018Unrestricted©SiemensAG2018Page2SiemensPLMSoftware西门子数字化企业方案实现物理现实与虚拟现实双胞胎互联产品数字化双胞胎生产数字化双胞胎运行数字化双胞胎虚拟产品虚拟生产物理产品物理生产自动化持续改善与优化基于工业互联网对运行的洞察理想交付产品全生命周期协作平台验证验证规范调试Unrestricted©SiemensAG2018Page3SiemensPLMSoftware西门子数字化研发MBSE简介整车EE系统架构到零部件开发的MBSE工具链.基于模型的系统工程MBSE概述整车EE系统架构到零部件开发的流程和工具链MBSE实施的关键要素目录总结Unrestricted©SiemensAG2018Page4SiemensPLMSoftware实现系统工程的RFLP流程▪捕捉需求…▪需求和功能的链接…▪功能和架构/物理的链接…一直到可实现为止系统工程支持复杂系统的设计及其标准的RFLP流程应对复杂性的标准流程(EIA-632,IEEE1220,ISO15288,...)Unrestricted©SiemensAG2018Page5SiemensPLMSoftware基于模型的系统工程(MBSE)管理复杂性的全新方法Model-BasedSystemsEngineering(MBSE)istheFORMALIZEDapplicationofMODELINGtosupportsystemrequirements,design,analysis,verificationandvalidation,beginningintheconceptualdesignphaseandcontinuingthroughoutdevelopmentandlaterlifecyclephases.基于模型的系统工程(MBSE)是规范化的应用建模技术来支持系统需求、设计、分析、验证与确认-从概念设计阶段直至生命周期的后期各个阶段，持续贯穿整个产品的开发。CourtesyInternationalCouncilonSystemsEngineering(INCOSE）系统工程国际标准委员会(INCOSE)“Inparticular,MBSEisexpectedtoreplacethedocument-centricapproachthathasbeenpracticedbysystemsengineersinthepastandinfluencethefuturepracticeofsystemsengineeringbybeingfullyINTEGRATEDINTOTHEDEFINITIONOFSYSTEMSENGINEERINGPROCESSES.”“特别是，希望MBSE能够替代系统工程师已经实践的以文件为中心的方法并且通过完全集成至系统工程流程的定义中来改变将来系统工程的实践”INCOSEVision2020(Reference:“InternationalCouncilonSystemsEngineering,SystemsEngineeringVision2020,”INCOSE-TP-2004-004-02,Version/Revision:2.03,DatedSeptember2007)SEMBSEUnrestricted©SiemensAG2018Page6SiemensPLMSoftware西门子数字化研发MBSE简介整车EE系统架构到零部件开发的MBSE工具链.基于模型的系统工程MBSE概述整车EE系统架构到零部件开发的流程和工具链MBSE实施的关键要素目录总结Unrestricted©SiemensAG2018Page7SiemensPLMSoftware基于模型的系统工程(MBSE)MBSE不仅仅是工具的使用…而是方法学系统工程国际标准委员会(INCOSE)需要能够考虑技术能力和人员技巧的正确的流程、方法、工具和环境MBSE是方法学，是相关流程、方法和工具的集合。方法学是一份处方•流程Process(P)：是为了达到特定目标所需要完成的任务逻辑顺序。流程定义了需要做的事情“WHAT”，而无需指定每项任务是如何“HOW”完成的。•方法Method(M)：完成任务的技术组成，换一句话来说就是定义了每一项任务是如何“HOW”完成的。•工具Tool(T)：是应用特定方法的仪器，能够加强任务执行的效率•环境Environment(E)：是由周边、外部物体、条件以及影响物体、个人和集团行为的因子所组成。因此环境可以实现或者阻碍“What”或者“HOW”。Unrestricted©SiemensAG2018Page8SiemensPLMSoftwareAmodel-basedsystemsframework...Integratingmulti-disciplinaryactivity...Withclosed-loopperformanceverification基于模型的系统工程(MBSE)关键是基于模型的闭环校核和确认（VerificationandValidation）Unrestricted©SiemensAG2018Page9SiemensPLMSoftware基于模型的系统工程(MBSE)需求、功能架构建模至多领域仿真Unrestricted©SiemensAG2018Page10SiemensPLMSoftware基于模型的开发多领域仿真需求、功能逻辑及架构建模变型、目标属性、可配置性基于模型的系统工程(MBSE)集成和协同的脊柱工具，流程和人员集成和协同跨工程领域数据管理，重用多领域的可追溯性变更&配置Unrestricted©SiemensAG2018Page11SiemensPLMSoftware基于模型的开发多领域仿真需求、功能逻辑及架构建模变型、目标属性、可配置性工具，流程和人员集成和协同基于模型的系统工程(MBSE)实施方案的关键要素跨工程领域数据管理，重用多领域的可追溯性变更&配置Unrestricted©SiemensAG2018Page12SiemensPLMSoftware西门子数字化研发MBSE简介整车EE系统架构到零部件开发的MBSE工具链.基于模型的系统工程MBSE概述整车EE系统架构到零部件开发的流程和工具链MBSE实施的关键要素目录总结Unrestricted©SiemensAG2018Page13SiemensPLMSoftware正向整车集成研发的MBSE流程分解LFPPLLPLRPFLR产品规划集成的系统设计业务及市场需求产品线工程功能系统-逻辑物理变型规划功能模型需求分解目标和约束服务现有平台需求分析使用用例应用场景系统-接口物理-BOM延伸设计及开发概念设计机械DMU重用1D-3D多物理学建模/仿真控制建模软件-硬件&网络架构FMEA线束通讯技术参数信号分析模型信号响应线束参数确定布线软件、硬件开发PCB标定配置On/off线路验证测量E/E平台设计确定技术参数：CPU，通讯，功率，布置及安装机械设计二进制硬件-软件BOM应用，计算，配置，启动，加载…制造校核和验证应对系统复杂度的标准流程(EIA-632,IEEE1220,ISO15288,...)RFLPUnrestricted©SiemensAG2018Page14SiemensPLMSoftwareCapital工具链覆盖：需求管理、电子电气系统架构、电气、网络、基础软件、硬件接口研发设计和管理各领域详细设计产品工程软件开发管理协同持续的校验和校核机械设计协同FunctionFunctionCOMSWEDSS/AHW功能设计功能设计EE架构设计CapitalSystems线束设计与制造CapitalHarness&Produce维修文档CapitalMaintain接口控制PCB硬件设计XpeditionPCB制造Xpedition芯片设计制造及仿真Calibre网络架构网络设计CapitalNetwork-VSA逻辑连接电气设计CapitalLogicDesignSW架构SWC设计SWCSWC软件设计CapitalSoftware基础软件CapitalVSTARVSBSWCSWC应用代码实现软件建模ALM&CapitalVSISWCSWC需求管理多领域系统架构CapitalTCRUnrestricted©SiemensAG2018Page15SiemensPLMSoftware各领域详细设计产品工程持续验证、仿真和确认SIMCENTER软件开发管理持续验证和确认SIMCENTER机械设计协同CONTEXTOSLCSWCSWC链接的数据-External-约束和需求•需求•SysML/UML•总线•生产计划•其他…多领域系统架构SWCSWC约束和需求•需求•SysML/UML•总线•生产计划•其他…逻辑设计SWC架构测试和认证软件架构物理实现ICDs认证和测试结果FunctionFunctionCOMSWEDSS/AHW功能设计功能设计平台架构通讯和功能CapitalSystems线束工程制造线束设计和BOMCapitalHarness&Produce平台文档认证服务线束制造和BOMCapitalMaintain功能清单多板PCB架构设计XpeditionPCB设计和制造XpeditionPCB设计和BOM网络和软件架构N网络开发网络和软件架构CapitalNetwork-VSA逻辑架构平台电气系统信号到导线到线束CapitalLogicDesignSW架构SWC设计SWCSWC软件开发按SWCCapitalSoftwareECU来自系统抽取SWCSWC每个ECU配置VSTARVSB软件组件行为AppSW模型SWCSWCSW设计按SWCSimcenterESDSWCSWC每个ECU制造每个ECUBSW和代码VSTARBSWSWC代码AppSWC/++代码SWCSWC可视ECU仿真SimcenterVSTARVSIIC&SoC设计,测试和制造CalibreIC&SoC设计和BOMCapitalTCR需求管理插件从整车EE系统架构到零部件集成开发的主流程和工具链Unrestricted©SiemensAG2018Page16SiemensPLMSoftware子流程1：需求分解、功能及逻辑的互联需求▪创建/编辑需求和测试用例(RichText)▪审查/标示需求▪集成功能/逻辑图生成/导航▪创建,修改功能/逻辑架构▪架构和关联关系的导航▪预览相关信息(需求,附件,…)功能逻辑▪创建,修改功能/逻辑架构▪捕捉,端口,连接,可追溯性,附件▪架构和关联关系的导航Unrestricted©SiemensAG2018Page17SiemensPLMSoftware子流程1：需求管理的关键指标，保持需求分解和功能架构分解的互联-可追溯性确保需求满足决策要求链接需求到预算和目标需求零件功能工厂工艺逻辑物理设计物理配置需求链接和附件模型Unrestricted©SiemensAG2018Page18SiemensPLMSoftware子流程1：从需求到系统建模，再至多领域物理系统仿真互联SystemModelingModelelementsSim.ArchitectureSim.I/OrealizespecifyReusableAssetsModelsSpecify,TraceandConfigureRealize,Implement,ValidateandVerifyinstantiateICEE-motorrshaft_1Batteryelect_1_2rshaft_1GearboxChassisrshaft_1elect_1_1rshaft_1rshaft_1Multi-PhysicsSimulationArchitectureSim.Con