基于SysML的复杂产品系统层多域耦合自动识别与建模研究

我国在产品系统层面的创新能力远弱于底层构件的创新能力。基于模型的系统工程（MBSE）及其标准建模语言SysML正成为其重要的解决途径。然而由于复杂产品的众多领域间存在着许多隐含和非设计的不可预测耦合，如何在系统层设计阶段即能及早正确表达多域产品的真实行为、进而准确仿真、精确预测产品的功能与性能已成为迫切需要。.本项目将着力解决基于SysML进行复杂产品系统层设计时多域耦合自动识别与建模这一核心问题，通过扩展SysML，建立能统一表征机-控间、各物理域间耦合的建模功能；通过对分散的设计要求耦合信息自动提取与冗余去除、对隐含的机-控耦合预先挖掘与量化表征、对非设计要求的多域构件耦合高效自动识别，建立多域产品系统层次上各域间完整的耦合关联，进而支持多域产品真实行为的准确仿真与分析。项目的研究成果对于高效实现产品系统层设计与优化、进而提升复杂产品设计的创新能力与国际竞争力等将起到重要作用。

我国在产品系统层面的创新能力远弱于底层构件的创新能力。基于模型的系统工程（MBSE）及其标准建模语言SysML 正成为其重要的解决途径。然而由于复杂产品的众多领域间存在着许多隐含和非设计的不可预测耦合，如何在系统层设计阶段即能及早正确表达多域产品的真实行为、进而准确仿真、精确预测产品的功能与性能已成为迫切需要。. 本项目针对上述问题，通过扩展SysML，建立了能统一表征机-控间、各物理域间的耦合表示方法；提出了分散的设计要求耦合信息自动提取与冗余去除的方法、隐含的机控耦合预先挖掘与量化表征的方法、非设计要求的多域构件耦合高效自动识别方法等，能建立多域产品系统层次上各域间完整的耦合关联，进而支持多域产品真实行为的仿真与分析。项目已分别在IEEE T-ASE、Computer-aided Design、Advances in Engineering Software, Int. J. of Computer Integrated Manufacture等国际顶级期刊和重要期刊上。发表论文26篇，其中高水平SCI论文11篇。