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| 內容簡介： |
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当前系统工程已逐渐转向基于模型的方法，即通过模型来描述系统的结构和行为，而不仅仅是依赖传统的文档。国际系统工程协会创建了诸如系统建模语言（SysML）等标准，使基于模型的系统工程（MBSE）成为复杂系统设计和管理的强大工具。随着数字化转型的深入，MBSE技术已经成为复杂装备系统制造业数字化转型的驱动力和关键业务抓手。本书从理论与软件实践两个方面展现基于MBSE的复杂装备系统设计场景。理论部分阐述复杂系统设计的建模、仿真、优化、管理等方法，实践部分结合自主知识产权的系统工程软件（蕴象软件）介绍工程案例的系统建模、验证及需求管理的实现，及与第三方软件集成应用的方法。全书由十一章组成，前五章介绍相关理论与方法，后六章介绍软件及其工程实例应用。
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| 關於作者： |
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刘继红，北京航空航天大学教授，计算机辅助设计与图形学学报副主编，国家科技部\十二五”制造业信息化科技工程总体专家组成员，主要从事复杂产品数字化设计制造与管理、现代设计理论与方法、飞机装配技术与装备、知识管理与知识工程、制造业信息化战略等研究与教学工作。获得2008年天津市科技进步二等奖1项，中航工业集团2014年科技进步一等奖，英国Emrald出版集团2012年Highly Recommended Paper奖。主要著作有《复杂产品协同装配设计与规划》和《双足步行机器人进化技术》。
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| 目錄：
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理论篇
第1章 基于模型的系统工程概论2
1.1 基于模型的系统工程的历史背景2
1.1.1 系统2
1.1.2 系统工程4
1.1.3 基于文档的系统工程5
1.1.4 基于模型的系统工程6
1.2 MBSE定义7
1.3 MBSE研究现状8
1.3.1 国外MBSE的研究与发展8
1.3.2 国内MBSE的研究与发展10
1.4 MBSE关键技术11
1.4.1 建模语言11
1.4.2 建模方法论14
1.4.3 建模工具15
1.5 MBSE应用16
1.5.1 MBSE在航空航天领域的应用16
1.5.2 MBSE在其他领域的应用19
1.5.3 前沿应用探索20
参考文献21
第2章 系统设计建模23
2.1 系统的设计理论与方法23
2.1.1 系统化设计方法论23
2.1.2 公理化设计理论24
2.1.3 质量功能展开方法论26
2.1.4 发明问题解决理论27
2.2 系统建模方法论28
2.2.1 系统建模方法论之OOSEM28
2.2.2 系统建模方法论之OPM32
2.2.3 系统建模方法论之Harmony-SE37
2.3 SysML系统建模语言基础41
2.3.1 需求图42
2.3.2 行为图45
2.3.3 结构图50
2.3.4 参数图55
参考文献56
第3章 系统仿真验证59
3.1 系统仿真验证概述59
3.1.1 系统仿真59
3.1.2 系统仿真的过程与特点62
3.1.3 系统仿真的发展与应用64
3.2 联合仿真建模验证65
3.2.1 系统仿真建模概述65
3.2.2 控制系统仿真建模与求解66
3.2.3 结构系统仿真建模与求解73
3.3 多领域统一建模验证76
3.3.1 Modelica建模方法概述76
3.3.2 连续物理系统仿真建模79
3.3.3 离散物理系统仿真建模86
参考文献87
第4章 系统多学科设计优化88
4.1 系统多学科设计优化理论88
4.2 灵敏度分析技术91
4.2.1 单学科灵敏度分析技术92
4.2.2 多学科灵敏度分析技术93
4.3 多学科设计优化算法与策略96
4.3.1 多学科设计优化算法96
4.3.2 多学科设计优化策略99
参考文献109
第5章 工程化需求管理111
5.1 需求表达111
5.1.1 用户需求获取111
5.1.2 规范化的需求条目115
5.1.3 需求文档编写原则118
5.2 需求追溯122
5.2.1 需求追溯与可追溯性122
5.2.2 可追溯性指标126
5.3 需求变更128
5.3.1 技术状态管理概述128
5.3.2 需求变更控制与管理131
5.3.3 需求变更影响评估135
参考文献138
实践篇
第6章 国产基于模型的系统工程系列软件及案例背景简介142
6.1 蕴象系统工程软件（SysDeSim）简介142
6.2 SysDeSim.Arch软件的集成配置方法145
6.2.1 SysDeSim.Arch软件与SysDeSim.Req软件的集成配置145
6.2.2 SysDeSim.Arch软件与MATLAB软件的集成配置147
6.3 案例综述149
6.3.1 防区外打击作战样式的体系架构建模149
6.3.2 防区外打击装备的概念方案151
6.3.3 基于MBSE的防区外打击装备设计过程154
参考文献155
第7章 基于SysDeSim的系统总体设计与建模应用-问题域156
7.1 问题域概述156
7.2 黑盒视角问题域分析与建模157
7.2.1 P-R初始阶段：利益相关者需求建模157
7.2.2 B-S初始阶段：系统环境元素建模162
7.2.3 B-B：用例与用例场景建模164
7.2.4 B-S最终阶段：系统环境元素的交互建模168
7.2.5 B-P：系统效能指标建模170
7.3 白盒视角问题域分析172
7.3.1 W-F初始阶段：功能分析173
7.3.2 W-S：逻辑子系统交互及其通信建模175
7.3.3 W-F最终阶段：功能分配180
7.3.4 W-P：分系统效能指标181
7.3.5 P-R最终阶段：利益相关者需求追溯分析182
第8章 基于SysDeSim的系统总体设计与建模应用-解决域184
8.1 解决域概述184
8.2 系统结构建模187
8.2.1 S-R初始阶段：系统需求及其衍生关系建模187
8.2.2 S-S初始阶段：系统结构建模191
8.2.3 S-SS：分系统结构建模194
8.2.4 S-SB：分系统行为建模198
8.3 系统结构配置203
8.3.1 S-S最终阶段：系统结构配置203
8.3.2 S-R最终阶段：系统配置方案与系统需求之间的细化关系建模205
第9章 系统仿真验证应用207
9.1 系统参数仿真验证207
9.1.1 系统参数建模207
9.1.2 基于MATLAB的系统参数仿真建模212
9.1.3 系统参数仿真计算与验证217
9.2 系统行为仿真验证218
9.2.1 行为仿真UI建模218
9.2.2 行为仿真分析220
第10章 面向系统模型的多学科设计优化应用226
10.1 基于SysML模型的多学科设计优化226
10.1.1 多学科设计优化问题定义226
10.1.2 基于遗传算法的多学科设计优化求解流程228
10.1.3 基于SysML模型的多学科设计优化求解230
10.2 基于多学科设计优化工具的优化求解235
10.2.1 多学科设计优化工具简介235
10.2.2 基于多学科设计优化工具的优化建模实例238
10.2.3 基于不同优化算法的求解结果分析242
第11章 与系统模型结合的需求管理工具应用253
11.1 需求表达253
11.1.1 需求条目编写253
11.1.2 需求文档生成257
11.1.3 基于“五值”的指标体系259
11.2 需求追溯263
11.2.1 需求链接管理263
11.2.2 需求链接分析267
11.2.3 追溯链管理269
11.3 需求变更270
11.3.1 基线管理270
11.3.2 基线集管理275
11.3.3 需求变更与影响分析281
附录A283
附录B
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