复杂系统数字孪生：基于模型的工程探索

"复杂系统数字孪生V1.0 2020.01.07.doc" 文件探讨了复杂系统数字孪生的概念，它是一种基于模型的工程方法，旨在应对现代工程产品的复杂性挑战，并利用数字化转型的优势。文件详细介绍了这一领域的多个关键知识点。 1. 复杂系统研发模式变革 - 随着技术发展，工程产品的复杂性显著增加，体现在系统元素数量增多、学科交叉和强耦合、软件规模扩大以及设计约束的增多。 - 这些挑战带来了大规模系统集成和跨地域跨组织协同的问题，但也催生了数字化转型的机会。 - 数字化转型的核心转变包括逆向工程到正向设计的转变，基于文档方式到基于模型方式的转变，以及物理试错到仿真验证再到数字孪生的演进。 - 国外，如美国的数字工程和欧盟框架计划项目，都在积极探索研发体系的数字化转型。 2. 创新思维模式 - 创新设计思维是解决复杂问题的关键，它的发展历程与孙子兵法的智慧相结合，强调以用户为中心，迭代和多元化思考。 - 系统思维是理解和处理复杂巨系统的重要工具，包括复杂巨系统理论、系统思维的内涵及其实施步骤，以及培养系统思维习惯的重要性。 - 数字思维是当前时代的重要思维方式，随着数字化的演进，它推动了新的思维范式的转变。 3. 基于模型的工程（MBE）概论 - MBE是一种将模型作为核心的工程方法，用于需求定义、系统设计和验证。 - 它包括正式模型和以模型为中心的概念，强调模型在工程流程中的主导地位。 - MBE流程涵盖需求工程、系统工程和领域工程等阶段，每个阶段都有其特定的目标和方法。 4. MBSE方法论 - MBSE是基于模型的系统工程，它将系统工程概念与模型相结合，提高了设计效率和准确性。 - MBSE的应用价值在于提高系统设计的完整性和一致性，降低风险，优化决策过程。 - MBSE方法论包括一系列系统工程流程，如ISO/IEC/IEEE15288、ANSI/EIA632和IEEE1220等国际标准，以及组织或项目定制的流程。 - MBSE方法如Harmony-SE、OOSEM、RUPSE和MagicGrid等，提供了具体实现MBSE的工具和技术。 该文件深入讨论了复杂系统数字孪生的背景、理念和实践方法，强调了创新思维、模型驱动和系统工程在应对复杂性挑战中的作用，为从事相关领域的专业人士提供了宝贵的理论和实践指导。