达索系统与安托的联合实践：MBSE如何无缝驱动三维设计

本文结合CATIA解决方案和CATIA Magic解决方案，基于参数，实现MBSE模型与MBD模型的数据贯通。

随着NASA、洛克希德·马丁等国际先进企业的不断探索和实践，基于模型的系统工程（MBSE）已逐渐被航空、航天、船舶、汽车等复杂装备制造企业所接受。国内各行业也紧跟国际前沿的研制方法，将MBSE的方法融合到自身的研发体系中。目前，国内MBSE的探索和实践，主要聚焦于需求管理、架构设计、系统行为建模等系统工程问题域和解决方案域，与传统的三维结构模型设计结合较少，这也是在推行MBSE过程中最常遇到的问题。

达索系统Magic Grid方法论除了覆盖传统的问题域、解决方案域外，结合达索系统自身在结构、电气、行为、多领域仿真等领域的解决方案，实现了解决方案域与实现域之间的数据贯通，打破了大部分人认为MBSE只是用来建SysML模型的局限认识。作为达索系统在中国区的铂金级别核心服务商，安托基于这一方法论，在多个国内大型复杂装备项目中成功协助企业搭建了从系统设计到多学科仿真的协同环境，验证了其在实际工程中的价值。

数字线索是MBE的核心

数字线索采用“全部元素建模定义、全部数据采集分析、全部决策仿真评估”数字化技术，提供访问、综合并分析系统寿命周期各阶段数据的能力，实现需求的自动跟踪、设计的快速迭代、生产的稳定控制和维护的实时管理，完成对项目成本、进度、性能和风险的实时分析与动态评估。

达索系统CATIA Magic解决方案是业界领先的基于模型的跨平台协作系统工程（MBSE）平台，提供了智能、完善和直观的建模能力，支持国际系统工程行业通用的SysML建模语言，实现对复杂系统的定义、分析、追溯、仿真和可视化管理，通过与空客、洛马、NASA等先进企业的合作及工程实践，已逐步成为行业的最佳实践。

达索系统CATIA解决方案是世界领先的产品设计和体验解决方案，提供产品外型设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工，通过重用产品设计知识，缩短开发周期，加快了企业对市场的需求的反应，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等行业。

安托的工程服务团队在协助企业实施上述达索解决方案方面积累了深厚经验。本文所探讨的，正是基于CATIA与CATIA Magic两大平台，通过参数实现MBSE模型与MBD模型数据贯通的落地实践之一。

MBSE与MBD数据贯通方案

建立企业级模型规范

建立企业级模型库，是实现企业级数字线索的前提。随着产品研发的概念设计、系统设计、专业设计等不同研发阶段，定义不同类型的模型模板，实现统一、规范、标准的产品设计，进而形成完整的企业级模型库，支持数字线索的落地。

模型库包括：

· 企业级产品参数库；

· 企业级MBSE模型库；

· 企业级产品功能模型库；

· 企业级产品性能模型库；

· 企业级MBD模型库；

结构设计工程师，通过参数化建模手段，引用参数库中的几何特性参数，建立产品的MBD模板，实现零件特征全参数驱动的产品模型设计。

MBSE工程师建立企业统一的系统模型库，同样引用参数库的参数，对系统模型进行定义。引用响应时间、控制误差等系统性能参数，描述系统的性能特性；引用轮廓尺寸、重量、间隙等几何特性参数，描述系统的几何特性。而系统的重量、中心、转动惯量等物理特性参数信息，则需要由MBD模型及生产测量提供。

MBSE模型通过参数驱动MBD模型

在产品设计过程中，结构工程师和系统工程师按照企业产品设计规范、参考企业模型库进行产品设计，MBSE模型与MBD模型将自动建立参数对应关系。上游系统工程师完成系统模型后，下发系统模型中的几何特性参数，自动将系统模型中的参数值传递到CATIA三维模型中，直接驱动三维结构模型进行更新，实现几何特征参数的传递。

MBD模型完善MBSE模型的几何特性

结构工程师综合考虑产品功能、工艺能力、制造水平、维护便捷性等多方面的因素后，完成产品的结构及零件设计，确定产品的材料等属性，CATIA工具自动生成产品的重量、中心、转动惯量等物理特征信息。此时，将这些物理特性信息自动同步更新到系统模型中，更新完善系统模型的物理特性信息，用于产品系统级的重量重心分析、动态性能仿真，在此基础上，也可以实现基于物理特性的多方案权衡等。

小结

延展MBSE应用领域

基于达索系统CATIA Magic解决方案与CATIA解决方案的融合，打破了人们对MBSE只能用于系统描述的传统认识，将MBSE的应用领域延展到更为熟悉的三维产品结构领域，使基于模型的系统工程更加完善、更加健全。

实现数字连续性

通过参数自动同步的方式，打通了MBSE模型和MBD模型，实现了基于模型的数字连续传递，保证了产品研发过程中各阶段、各专业间的数据一致性。

提高协作效率

MBSE模型和MBD模型间参数的自动同步，减少了专业间协作的人为参与，降低的手动转换的工作量，提高了模型间转换的效率和准确性。

安托拥有资深的MBSE专家团队和丰富的行业实施经验。我们致力于为您提供从战略规划、技术部署到流程优化的端到端MBSE解决方案，帮助您构建贯穿产品全生命周期的数字主线，驱动研发模式的根本性变革。未来，安托将持续推动MBSE与MBD的深度融合，助力中国制造企业构建贯穿产品全生命周期的数字线索。