基于MBSE的船型与水动力性能研究设计模式探讨

李胜忠，梁川，赵锋

(中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082)

0 引言

从20 世纪开始，国外国防领域一直将系统工程作为项目的研制/管理方法。近年来，随着系统规模及复杂度急剧增长，以文档和实物产品为依托的传统系统工程已经无法有效满足这一研制需求。而信息技术在工程系统研制中的深度融合，促使数字模型逐渐替代文档成为信息的载体，数值仿真等虚拟验证方法逐渐替代实物试验手段。此外，互联网技术以及正在兴起的物联网技术更是为系统工程各环节的无缝数字化集成和人员间的高效协同提供了强有力的支撑[1]。在这一时代背景下，基于模型的系统工程（Model Based Systems Engineering，MBSE）[2]成为当前研究热点。MBSE 主张以模型的形式支撑并持续贯穿系统研制全过程，它从需求阶段开始通过模型（而非文档）的不断演化、迭代递增而实现产品的系统设计。通过模型的形式化定义可以清晰地刻画产品设计初期结构、功能与行为等各方面的需求；基于模型可以尽早通过模拟分析发现大量不合理的设计方案；同时模型还为各方提供了一个公共通用的、无二义性的设计信息交流工具，为复杂产品/项目异地分布的系统设计提供了解决方案[3]。因此，近年来模型驱动的复杂产品/设计对象的系统建模与系统设计成为学术界与工业界的研究重点。

目前，国外许多科研机构及工业企业从不同角度对MBSE 进行了系统的研究与实践。NASA 开发了MBSE的基础架构，其喷气推进实验室制定了基于模型的系统工程应用发展战略，已将MBSE 在多个研发任务的全生命周期中应用[4–5]。……