基于模型的系统工程设计 (MBSE) 为您提供帮助的 3 种方式

Written By: Michelle Boucher

对很多公司来说,嵌入式软件已成为创新的关键促成因素。利用嵌入式软件,公司可以提高其产品的智能度,还可以为客户打造更个性化的体验。此外,嵌入式软件还是物联网 (IoT) 的重要推动因素,为智能互联设备打开了大门。

尽管这非常令人激动,但它也将复杂性提高到了新的层次,使产品开发比以往任何时候更有挑战性。由机械组件、电子元件和软件组成的各个复杂系统必须无缝协作。要成功管理这种复杂性,公司需要专业的系统工程设计实践。不重视改善系统工程设计流程的公司将陷入负面业务影响的风险。在我们在 Tech-Clarity 进行的调查开发软件密集型产品:解决创新-复杂性谜题中,我们询问了一些公司使用嵌入式软件开发产品的体验。图 1 显示了他们受到的负面业务影响。

 


图 1:开发具有嵌入式软件的产品时发生的负面业务影响

系统复杂性意味着有很多地方可能出错。例如,组件和资产之间的互相依赖性要求您完全了解更改的影响,以便正确地更新受影响的一切设计。忽略任何一点都可能导致系统中的不兼容,从而产生质量问题。未被捕获和纠正的问题可能损害品牌声誉并对将来的收入机会造成负面影响。寻找问题并纠正它们需要更多时间,这可能延误产品上市时间。系统复杂性还意味着在纠正问题的同时防止引入更多缺陷可能很困难。这些因素都将导致重新工作和重新设计,从而延长时间并增加成本。额外的成本来自潜在的报废和在纠正错误上花费的额外开发时间,而不是来自研究新的创新。此外,当开发团队必须停止处理新项目,转而去解决问题时,就会影响效率。

好消息是,通过专注于实施专业系统工程设计实践,工程师能够避免这些负面业务影响。技术在支持和实施这些最佳业务实践中可能扮演着非常重要的角色。技术对管理复杂性可能特别有帮助。鉴于这一考量,Tech-Clarity 编写了系统工程设计买方指南:系统工程设计解决方案专业指南 以帮助公司选择符合其要求的最佳解决方案。

帮助公司改善系统工程设计流程的一个方法是基于模型的系统工程设计 (MBSE)。MBSE 使用模型来定义系统。MBSE 有很多好处,其中包括在以下三个方面提供帮助:

复杂性通常是系统工程设计难题的根本原因。通过使用系统的可视表示形式,您将更容易发现和管理系统的不同部分之间的关系。此可视参考为整个系统的设计、分析、校验和认证提供支持。该模型提供了工程学科的通用参考,使团队可以在开发过程中更轻松地沟通和协作。通过改善沟通,您将提高效率,从而缩短产品上市时间。此外,由于系统模型使您更容易可视化系统中的相互依赖性,错误和质量问题的风险将会降低,尤其是在执行变更时。

Tech-Clarity 的调查发现,42% 的制造商报告说设计的重复使用是其重要系统工程设计更改之一。重复使用很重要,因为它能节省设计、开发和测试时间。此外,重复使用经过验证的组件、子系统和数字资产将降低出错的风险。难题在于,系统复杂性和相互依赖性使您很难确定可重复使用的项。MBSE 支持开发系统的模块化方法。当使用模块化系统时,系统将被分为几个较小的“部分”。这些较小的部分会更容易在其他系统中重复使用。随着设计的进展,也更容易隔离小部分,从而可以单独验证它们以更快地捕获问题。

产品线共享一组通用的基础特征,这些特征带有制造不同变型的可变选项。Tech-Clarity 调查发现,公司求助于嵌入式软件的首要原因之一是支持平台设计。但是,49% 的公司表示,设计平台变型是最大的难题。利用 MBSE,工程师可以更轻松地装配不同的可重用组件以便为每个变型创建唯一的模型。

Tech-Clarity 的系统工程设计买方指南:系统工程设计解决方案专业指南 概述了将支持系统工程设计(包括 MBSE)的软件要求。下载该指南以获取核对清单,从而帮助您选择正确的解决方案,令系统工程设计在您的公司获得成功(包括支持 MBSE 的要求)。




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About the Author

Michelle Boucher

Michelle Boucher is the Vice President of Research for Engineering Software for research firm Tech-Clarity. Michelle has spent over 20 years in various roles in engineering, marketing, management, and as an analyst. She has broad experience with topics such as product design, simulation, systems engineering, mechatronics, embedded systems, PCB design, improving product performance, process improvement, and mass customization. Ms. Boucher is an experienced researcher and author and has benchmarked over 7000 product development professionals and published over 90 reports on product development best practices. She focuses on helping companies manage the complexity of today’s products, markets, design environments, and value chains to achieve higher profitability.