在高端装备(885427)研发领域,从航空发动机(885884)到智能汽车,从卫星载荷到精密机床,从机器人到火箭,产品的复杂度正以指数级增长。传统“文档驱动”的研发模式面临信息孤岛、追溯困难、变更脱节等痛点——需求改了设计不知道,仿真结果与测试对不上,一个问题往往需要跨部门反复沟通才能定位。
能科科技(603859)乐研MBSE系统模型协同及管理平台正是为解决这些痛点而生。它构建了一个以系统模型为核心的统一数字底座,打通需求、架构、仿真、验证全流程,让复杂装备的正向研发真正落地。
统一平台底座
所有模型同根同源
传统研发中,需求工程师用Word写需求,系统工程师用SysML画架构,仿真工程师用Matlab、Creo、Amesim建模型——工具割裂导致数据孤岛,信息传递全靠“人工翻译”。
乐研MBSE系统模型协同及管理平台的核心价值在于:建立统一的模型数据底座,让需求模型、架构模型、指标模型、仿真模型在同一平台上同源管理。平台兼容SysML、Modelica等多种建模语言,集成各类商业仿真工具,形成从需求定义到设计验证的完整工具链。
这种统一带来的直接收益是:所有工程师看到的是“同一份数据”,需求变更时,架构模型自动感知;仿真参数调整时,指标模型同步更新。平台支持数据的全链路追溯跟踪,从顶层需求到底层实现,每一步决策都有据可查,每个参数都能追溯来源。
研发全流程贯通
V字模型真正落地
复杂产品研发遵循V字模型——从左上角的需求定义,一路下探到设计实现,再向右上角回归测试验证。乐研MBSE系统模型协同及管理平台将这个理论模型变成了可操作的数字流程。
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需求与架构管理
平台支持条目化需求定义与动态识别,将分散的需求文档转化为结构化模型,并与系统架构元素建立关联。当需求变更时,通过追溯链可快速识别受影响的设计模块,精准评估变更范围。
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指标管理与集成仿真
系统架构参数与性能指标直接关联,形成“需求→参数→仿真→验证”的闭环。仿真专家可基于统一的参数定义协同创建多领域仿真模型,平台自动调度仿真任务并回传结果,实现指标自动化验证。
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测试验证闭环
仿真结果与实物测试数据统一回灌到模型,与原始需求指标自动比对,偏差一目了然。这种“设计即验证”的模式,将问题发现从物理样机阶段大幅前移。
150%模型管理
变体配置的颠覆性设计
面对产品系列化、平台化开发需求,传统“克隆-修改”模式难以维系——每个变型都要复制整套文档,一致性维护成本极高。
乐研MBSE系统模型协同及管理平台引入150%模型管理理念:构建一个包含产品线所有可能功能选项的“超集模型”(即150%模型),在其中定义可变性节点;当需要生成特定配置产品时,通过功能选项的“剪裁”自动生成100%变体模型。
这种模式实现了变体配置的颠覆性设计:豪华版与标准版的差异不再是两套独立图纸,而是同一超集模型的不同配置视图。当核心设计变更时,只需修改150%模型,所有变体自动继承更新。结合平台的变更影响分析能力,产品线维护效率提升数倍。
行业定制包
JG数字样机与民营双线并行
不同行业的MBSE落地路径差异显著。平台提炼形成两大行业解决方案包:
JG数字样机演进包
面向军工装备(881166)的数字样机成熟度需求,提供从数字样机1.0(设计)到2.0(制造)再到3.0(运维)的阶梯式能力建设。在数字样机1.0设计阶段,乐研MBSE平台提供强大的需求-功能-逻辑-物理(RFLP)模型管理和追溯、变更分析能力。平台支持建立从顶层任务书到分系统、组部件的层级化需求模型,并自动关联至系统的功能与行为、性能模型。确保了设计源头的唯一性和数据的规范性,为后续多学科性能模型的集成奠定了可靠基础。进入数字样机2.0,乐研MBSE平台扩展为设计-制造协同数据中枢。平台能够打破传统的“设计图纸-工艺解读”壁垒,将1.0阶段的功能与逻辑模型自动转化为包含详细接口定义、通信协议及物理约束的专业模型。在工艺规划环节,平台支持基于模型的制造可行性仿真,自动检测设计与生产之间的工艺冲突。平台提供变更影响分析矩阵,当设计发生变更时,能穿透定位受影响的制造工艺与物料清单,确保制造数据的准确性,显著提升装备的生产效率与良品率。在数字样机3.0,乐研MBSE平台构建了贯穿设计端与实物端的数字主线。平台通过集成物联网(885312)数据接口,实现物理样机(实物)向数字样机(模型)的数据回灌,实现对设备健康状态进行预测性分析。当运维现场出现故障时,平台可以迅速从运维数据追溯至设计阶段的架构模型与需求条目,甚至反向查找同批次制造记录,辅助快速根因分析。此外,基于模型积累的运行大数据,平台能够为下一代产品的迭代设计提供宝贵的知识与参数修正依据,实现全生命周期(883436)价值链闭环。
民营产品敏捷包
面向汽车、电子等民用领域,聚焦“选型-配置-优化”的敏捷研发链路。支持基于产品线的特征选型与变体配置,集成多学科优化算法,在约束边界内自动寻优,快速响应用户个性化需求。平台通过集成API与低代码接口,可快速接入民营企业的PLM、ERP及运维工单系统。不论是在设计阶段标注的接口定义,还是在制造阶段产生的批次记录,亦或是售后反馈的故障模式,均在“数字主线”上形成唯一的物件数据护照。管理者可通过可视化看板,实时追踪任意一台物理样机对应的数字模型版本、生产履历及当前健康度。
结语
MBSE不是工具,而是方法论与平台的融合。当需求可追溯、变更有分析、仿真可闭环、变体可配置时,复杂装备研发才能真正从“经验驱动”走向“模型驱动”。统一平台底座是地基,全链路贯通是骨架,行业适配是落地路径——三位一体,方能支撑起复杂产品研发的数字大厦。
