焦洪臣,雷 勇,张宏宇,张国斌,王耀东

(中国空间技术研究院遥感卫星总体部,北京 100094)

0 引 言

系统工程理论和方法已用于工业、农业、航空航天、社会等多个领域,并取得了重要应用成果,其中载人航天、深空探测、北斗导航等重大航天任务的圆满完成就是系统工程的成功应用[1-3]。航天器任务具有系统组成复杂、设计约束苛刻、设计与验证周期长、任务风险高、系统成本高、可靠性要求高等特点,因此航天器任务的设计、研制和测试验证尤为重要[4-5]。传统航天器研制主要采用基于文档的系统工程方法,以自然语言描述系统设计、传递系统指标和要求等[6-7],该方式具有诸多不便:① 自然语言描述的设计文档一致性差、很难保证准确性;② 自然语言容易引入模糊描述语句,很难消除二义性;③ 文本描述的设计内容之间无法产生追溯和关联关系,出现设计变更时易出现变更传递不到位以及影响域分析不充分的情况;④ 设计方案与详细设计阶段和产品研制阶段的模型无直接关联;⑤ 系统验证无法与系统设计紧密对应和关联。因此,迫切需要引入基于模型的系统工程(model based system engineering,MBSE)理论和方法。

MBSE概念由系统工程国际委员会提出,以SysML(systems modeling language)作为建模语言,是系统工程领域的一种基于模型表达和驱动的方法[8-11]。该方法将模型作为描述系统的信息载体,从概念设计阶段开始支撑系统的需求分析、功能与系统架构设计、参数分析、系统仿真验证与确认等活动,贯穿系统全生命周期[12-16]。……