基于模型的系统工程

MBSE(基于模型的系统工程)是Teamcenter产品生命周期管理(PLM)的关键部分。我们用于实现MBSE的方法称作“系统驱动型产品开发(SDPD)”,因为Teamcenter融合了多领域产品开发(机械、电气和软件)以及成本、可靠性和工艺性等考虑事项。借助Teamcenter,可以定义将要构建什么、指示员工如何去做,并协调下游开发过程;这些构成了维系整个跨产品生命周期的关键凝聚因素。

通过SDPD,Teamcenter可以掌握各个部分是如何配合工作,始终确保做出特定领域的决策时不会脱离大局。该流程从定义需求、制定项目计划、运行整个产品架构流程、排除接口、设立目标/属性、识别技术风险以及建立/捕捉系统决策模型开始。SDPD推动了整个下游开发/交付流程,从而实现了工程在整个跨产品生命周期内的连续性。

企业模型管理

产品模型管理为何如此重要?据估计,制造像汽车这样的复杂产品大约需要制定10,000个决策。许多决策都由模型(例如0D、1D、2D、3D模型)提供支持。丢失二维/三维模型意味着您无法构建产品,因而需要施加合理控制以对其进行管理。对于其他类型的模型,例如Matlab/Simulink和LMS Amesim,情况也是如此。性能、成本、可靠性等因素决定了能否提供优质产品。然而,我们仍然发现许多1D模型存储在桌面或开放共享驱动器之中。模型若找不到或无法重用,就无法确定使用的模型版本是否正确。Teamcenter可对1D模型以及其他产品模型进行高效管理,从而加快创新速度,更透彻地了解跨领域的数据和流程。

lost car keys on the fallen needles of blue spruce. back blur background bokeh

GT-Power集成

通过GT-Power模型的模型管理来满足您的性能目标。Teamcenter软件对Gamma Technologies GT-Power建模和仿真软件的管理是成功部署基于模型的系统工程设计方法的关键部分。这些模型的企业范围的管理确保您的全球开发团队能够访问正确版本的模型,以准确地分析、预测和验证引擎性能目标。

拥抱建模和仿真

通过使用基于模型的系统工程方法,Siemens PLM Software的系统驱动的产品开发方法使您能够轻松地访问所有多域和power模型库。通过利用您的产品的体系结构模型定义和Teamcenter Analysis Request,软件开发人员可以快速而准确地查找、关联和重用这些模型,以执行针对所有产品需求和性能目标的行业研究、调查和验证更广泛的设计备选方案。

Matlab / Simulink集成

Teamcenter软件对MathWorks MATLAB®和Simulink®模型的企业范围的管理,通过使您能够在整个产品生命周期内有效地管理、重用、链接和跟踪MATLAB/Simulink模型和您的产品定义的其余部分,为产品开发提供了基于模型的系统工程方法。Matlab Simulink模型管理使这些模型的管理能够快速连接、模拟和验证软件、电子和机械系统如何协同工作以满足性能目标。

在Teamcenter中,您可以创建、查看和导航对象之间的依赖关系和关系,例如哪些模型用于产品特定配置的性能验证,或者如果进行了工程更改,哪些模型会受到影响。准确导航和调查这些关系的能力对于确保产品质量是至关重要的,特别是在模型演进、产品更改或模型在多个产品或配置中引用时。

拥抱建模和仿真

促进基于模型的系统工程方法,利用行为建模,Teamcenter为协作和信息链接提供了跨领域的环境。您可以使用Teamcenter及其图形构建块来创建代表您的产品的系统架构视图,并将这些视图链接在一起,从而提供一个完整的产品透视图,规划、项目管理、开发和制造团队可以利用这个透视图进行跨学科优化。

Simcenter Amesim集成

Teamcenter软件对Simcenter Amesim和Simcenter系统综合模型的管理是基于模型的系统工程设计方法的核心组件。通过Simcenter Amesim的模型管理,您可以将这些模型置于企业范围的管理之下,确保每个人都可以访问您所依赖的系统模型,以分析、预测和验证产品属性和性能目标。

对于更复杂的产品和分散的产品开发,对您的行为和架构模型进行企业管理是至关重要的。使用Teamcenter,您可以捕获、管理、查找和重用所有的模型,并与产品的其他跨域组件一起管理验证测试数据。在Teamcenter中,您可以快速找到正确的产品体系结构,设置正确的产品配置,并导航到所需的产品信息,以更好地理解环境和边界约束,这些是创建和使用正确模型的关键。

拥抱建模和仿真

Teamcenter支持基于模型的系统驱动的产品开发方法,该方法结合了需求管理、系统工程、物理设计和闭环建模。这种方法的核心组件是体系结构建模和LMS Imagine。维行为建模与仿真实验室。通过集成的产品定义,您可以更容易地理解和管理所有复杂的数据、依赖项和关系,从而使您能够在流程中的任何时刻做出明智的决策。

产品构架与系统建模

可将产品架构视作建造建筑物。没有人会在未确定建筑规则和蓝图的情况下,开始搭建建筑物并启动项目;因此,未经产品架构规划的产品若出现问题便不足为奇。产品架构确立了产品各个组件的具体安排。没有妥善的安排就无法获得所需信息,更遑论打造一款集成产品。换句话说,产品架构为所有下游产品生命周期学科建立了联系纽带,方便各学科展开通力合作。

借助Teamcenter Systems Engineering完整架构和系统建模功能,您可以获取产品生命周期中的产品架构数据,从而全面把握设计决策。这样,产品生命周期中的各个领域(软件、电子、机械等)就可彼此衔接。

Abstract background image of a flowchart diagram on a white floor. Computing algorithm concept

用于体系结构数据的内聚视图的系统建模

Teamcenter包含一个系统建模环境,用于捕获、组织和关联系统功能和逻辑元素,捕获流程中的产品体系结构。块图成为Teamcenter中被配置、控制、变更管理等架构对象和关系的“活动”窗口。可以导航图,并在文档和报告中使用图来了解产品各个部分之间的关系。这为开发人员建立了一个内聚视图,以理解所有内容是如何结合在一起的。

技术风险管理

如今的系统融合了电子、液压、机械组件和由数千个运动零件构成的子系统,相当复杂。随着产品复杂性的提升,识别潜在技术风险和危害的难度也在增加。可以设想一下,使用电子表格或独立的FMEA工具管理包含300万个零件的飞机,且每架飞机都有多种故障模式。鉴于每年要召回的车辆数以百万计,这些风险管理方法显然不是可满足您业务需求的适当选择。Teamcenter MADe产品线引入了基于模型的集成式产品安全性和可靠性方法;这种方法为产品生命周期添加了可靠性建模,可预测可靠性问题,避免发生产品召回。该方法使各组织得以弃用孤立的产品安全和可靠性分析流程(即隔离的RAMS、相互脱节的FMEA、故障树等),转为采用集成式可靠性模型来主动影响产品开发,进而打造安全可靠的产品。

Strong chain black background concept abstract single line streaching from bottom left to top right. selective focusing on one of the chain links.

降低具有危害和安全管理能力的风险

Teamcenter的维护意识设计(MADe)有三个选项,取决于您的危害和安全管理实践的成熟度。从系统可靠性建模开始,该建模允许您对预期的产品行为建模,并评估与Teamcenter产品配置生成标准故障管理构件(如FMEA、可靠性图)相关的潜在故障/风险的影响。接下来,讨论可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)分析,该分析使用模型来评估何时可能发生故障、如何减轻风险、以及计算对系统成本、安全性和可用性的影响。

然后,通过建议传感器设计人员进行诊断覆盖以确保预防性故障检测,您可以转向预防性/预测以支持基于条件的维护(当产品的实际条件规定了应该执行哪些维护时);提供一种主动的方法来创建不受失败影响的故障健壮的产品。

变更管理

通过集成MBSE,系统工程组件是整个PLM过程的一部分。需求、功能、逻辑、物理、流程、接口、目标/参数等可以作为产品体系结构/系统模型更改流程或包含在产品级别更改中,参与标准更改管理实践。

因此,变更不再需要单独管理,而是可以包含在全局产品变更计划和管理中——不再有产品架构和当前产品基线之间的脱节。

产品需求工程

需求的价值不在于捕获它们,而在于从客户的角度驱动产品开发过程。由于需求是Teamcenter的一部分,您可以将需求分配给各种下游功能、特性和产品架构(反之亦然)——同时生成报告、文档和仪表板来管理需求流程。

您可以直接从web或熟悉的Microsoft Office应用程序(包括Microsoft Word和Excel)创建、查看和编辑需求。

项目规划和系统工程

集成程序规划由系统工程体系结构和需求决策驱动。源、时间表以及更多都是由这些决策决定的。需求、功能、接口定义等可以直接与程序里程碑和项目任务联系起来。当程序执行时,需求、功能、测试用例和资源一旦建立起来,就可以看到需要发生什么、什么时候需要发生、潜在的问题等等,从而允许您不断地评估程序风险。