面向工业软件的数字工程与基于模型的系统工程电子书

内容简介

前言

第1章　工业软件

1.1　工业软件的发展历程

1.1.1　工业软件的源头

1.1.2　工业软件的发展动力

1.1.3　工业软件的历史节点与重要事件

1.2　工业软件的定义与分类

1.2.1　软件与软件定义

1.2.2　工业软件的定义

1.2.3　工业软件的分类

1.3　工业软件的基石

1.3.1　数学是工业软件的理论基础

1.3.2　物理是工业软件的原理及机理

1.3.3　计算机是工业软件的先进算力

1.3.4　工程学是工业软件的工程底色

1.4　国外工业软件

1.4.1　国外工业软件格局

1.4.2　北美工业软件态势

1.4.3　日欧工业软件态势

1.4.4　国外工业软件的技术封锁

1.5　国内工业软件

1.5.1　国内工业软件格局

1.5.2　国内工业软件态势

1.5.3　国内工业软件发展战略

1.6　工业软件的未来

1.6.1　全球工业软件的发展趋势

1.6.2　国内工业软件的发展重点

1.6.3　工业软件新引擎是大语言模型

1.6.4　工业软件主战场是基于模型的系统工程

1.6.5　工业软件主场景是数字工程

1.7　本章小结

1.8　本章习题

参考文献

第2章　数字工程

2.1　面向工业软件的数字工程

2.1.1　数字工程的实质

2.1.2　数字工程的定义

2.1.3　数字工程的内涵

2.2　数字工程全球发展态势

2.2.1　中国的数字工程

2.2.2　欧洲的数字工程

2.2.3　美国的数字工程

2.3　数字工程的背景

2.4　数字工程的目的

2.5　数字工程的构想

2.6　数字工程的战略

2.7　数字工程的目标和重点领域

2.7.1　目标1：正规化模型的开发、集成和使用，为企业和项目决策提供信息

2.7.2　目标2：提供持久且权威的真相来源

2.7.3　目标3：融入技术创新，提升工程实践

2.7.4　目标4：建立支持性基础设施和环境，以促进利益相关者之间的互动、协作和沟通

2.7.5　目标5：转变文化和劳动力，以采用和支持整个生命周期的数字工程

2.8　本章小结

2.9　本章习题

参考文献

第3章　基于模型的系统工程

3.1　MBSE是数字工程的基础和核心

3.1.1　MBSE以模型为核心载体，变革数字工程

3.1.2　MBSE集成融通多学科，提升数字工程

3.1.3　MBSE以数据驱动模型，赋能数字工程

3.2　MBSE的定义与发展历程

3.2.1　MBSE的定义

3.2.2　MBSE的发展历程

3.3　MBSE方法论

3.4　主要MBSE方法论

3.4.1　RePoSyD

3.4.2　OOSEM

3.4.3　SA

3.4.4　ISE＆PPOOA

3.4.5　Vitech MBSE方法论

3.4.6　OPM

3.4.7　Harmony-SE

3.4.8　ARCADIA

3.4.9　SYSMOD

3.4.10　MagicGrid

3.5　本章小结

3.6　本章习题

参考文献

第4章　MBSE数据互操作性规范——流程用例和数据交换标准

4.1　产业与技术概览

4.1.1　A＆D行业的商业现实

4.1.2　项目概述、假设和共同的MBSE愿景

4.1.3　供应商——协作、多种能力和语言

4.2　MBSE数据互操作规范

4.2.1　架构建模选项及其比较

4.2.2　SysML图类型

4.2.3　ARCADIA图类型

4.3　MBSE用例

4.3.1　整体MBSE过程

4.3.2　用例1：SoS和将功能接口转换为逻辑系统（UC1）

4.3.3　用例2：定义系统操作场景（UC2）

4.3.4　用例3：定义系统规范包（UC3）

4.3.5　用例4：预先安排验证和验证流程并共同开发行为模型（UC4）

4.3.6　用例5：导出硬件/软件功能规范（UC5）

4.3.7　互操作性关键图类型的用例摘要

4.4　MBSE互操作性解决方案评估

4.4.1　互操作性选项

4.4.2　第三方能力的探索

4.5　本章小结

4.5.1　MBSE数据互操作性——替代方案和临时解决方案

4.5.2　MBSE数据互操作性——观察和问题

4.5.3　前进计划

4.6　本章习题

参考文献

第5章　系统建模语言

5.1　SysML概述

5.2　SysML需求建模

5.2.1　概述

5.2.2　图形元素

5.2.3　使用示例

5.3　SysML行为建模

5.3.1　活动图

5.3.2　交互图

5.3.3　状态机图

5.3.4　用例图

5.4　SysML结构及接口建模

5.4.1　块定义图

5.4.2　端口和流

5.5　SysML指标参数建模（约束块）

5.6　本章小结

5.7　本章习题

参考文献

第6章　SysML建模工具开发技术

6.1　需求模型开发技术

6.1.1　需求变更

6.1.2　SysML需求关系追溯

6.2　工具化开发技术

6.2.1　Stereotype建模技术

6.2.2　鹰眼（Eagle eye）

6.2.3　布局布线

6.3　工具可视化特定技术

6.3.1　基于QCustomPlot的可视化

6.3.2　基于QMouseEvent的交互操作

6.4　本章小结

6.5　本章习题

参考文献

第7章　SysML行为仿真技术

7.1　SysML活动图仿真

7.1.1　活动图仿真目的

7.1.2　活动图仿真执行

7.2　fUML抽象语法

7.2.1　概述

7.2.2　语法包（Syntax Packages）

7.2.3　通用结构（Common Structure）

7.2.4　值（Values）

7.2.5　分类（Classification）

7.2.6　简单分类器（Simple Classifiers）

7.2.7　结构化分类器（StructuredClassifiers）

7.2.8　包（Packages）

7.2.9　通用行为（Common Behavior）

7.2.10　活动（Activities）

7.2.11　动作（Action）

7.3　fUML执行模型

7.3.1　fUML执行模型的核心概念

7.3.2　fUML执行模型的语义、结构、惯例

7.3.3　fUML执行模型语义包

7.4　fUML基础模型库

7.4.1　一般情况（General）

7.4.2　基本类型（Primitive Types）

7.4.3　基本行为（Primitive Behaviors）

7.4.4　通用（Common）

7.4.5　基本输入/输出（Basic Input/Output）

7.5　fUML基本语义

7.5.1　设计准则

7.5.2　惯例

7.5.3　结构与行为

7.6　本章小结

7.7　本章习题

参考文献

第8章　SysML的规则定义及自动语法校验

8.1　对象约束语言描述

8.2　OCL抽象语法

8.2.1　Types包

8.2.2　Expressions包（表达式包）

8.3　OCL具体语法

8.4　OCL约束与编译

8.5　本章小结

8.6　本章习题

参考文献

第9章　MBSE实践

9.1　基于模型的虚拟时间综合技术

9.1.1　MBSE实现的技术挑战

9.1.2　基于模型的虚拟时间综合

9.2　国产自主的虚拟时间综合软件平台

9.2.1　软件概述

9.2.2　设计目标

9.2.3　软件功能

9.2.4　软件应用场景

9.3　操作实践

9.3.1　虚拟系统功能架构建模

9.3.2　虚拟系统动态行为建模

9.3.3　虚拟综合分布式仿真

9.3.4　虚拟仿真数据分析

9.4　本章小结

9.5　本章习题