MBSE为动车组设计研发注入新活力

　　某单位携手华望将MBSE应用于动车组需求与整车逻辑一体化的正向设计，解决传统的基于文本的系统工程方法在进行动车组创新性设计中存在的问题

　　案例背景

　　高速动车作为中国装备制造业最具创新性的代表之一，短短十几年间，已经成为全球轨道交通业发展的一面旗帜。随着研究的逐步深入，如何设计出更快、更智能、更环保的列车，成为该单位研发团队的最新目标。该单位选择SysML作为建模语言，采用华望M-Design作为建模工具，将经验设计与正向设计相结合，建立面向动车组的MBSE正向设计方法论，高效推进动车组需求与整车逻辑一体化设计。

　　基于MBSE的动车组一体化设计

　　由于动车组整车逻辑涉及面复杂，为方便动车组设计过程中各领域/专业间的信息共享和追溯，经过双方深入沟通，华望工程师确定基于MBSE的动车组一体化设计方法，通过M-Design对动车组进行业务分析、功能分解、架构表达和物理部件统一描述，完成从需求、功能到物理实现之间全流程的正向追溯。

　　面临挑战

• 动车组整车逻辑涉及面广，设计系统的规模化和复杂性与日俱增，难以重用已有的丰富设计经验
• 研制过程的风险和不确定性难以捕捉，如环铁测试时，柳絮飞进影响设备性能
• 由于研发的多样性，不同模块在研发集成后产生更多约束，难以进行完整可行的仿真测试

　　解决方案

• 以中国标准的 250 km/h 动车组为对象，构建面向动车组的RFLP正向设计方法论
• 基于设计方案，建立各模型间的关联关系，保证不同需求、功能、结构和用例间的关联性和一致性
• 使用M-Design构建适用于列车级换端操作系统的架构, 用于换端操作场景的系统建模与仿真

　　客户收益

• 建立需求管理和跟踪流程，实现RFLP正向设计全流程的精准追踪，有效支持动车组相关场景的设计过程表达
• 使用M-Design系统建模工具，实现从高压系统功能到组件的自动生成，提升动车组设计师系统建模效率
• 通过M-Design仿真测试动车组运行的多种环境条件，极大节约研制时间与验证成本

　　项目成果

　　通过研究应用MBSE技术，铁科院以M-Design为自主可控的云建模与仿真工具，结合动车组相关控制场景进行系统建模与仿真，切实帮助研发人员和管理人员提高设计准确性,助力设计者优化现有设计迭代过程，并促进各利益相关方的协同，从而从根本上加速自身构建MBSE正向研发能力的进程。