在今年剛剛結束的“兩會”上，加強企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新能力成為各位代表口中的重要議題，大家一致認為中國企業(yè)必須從模仿走向自主設計，開發(fā)擁有自主產權的優(yōu)化產品，完成從制造大國走向制造強國的戰(zhàn)略轉型任務。李克強總理在《中國制造2025》規(guī)劃中也明確提出：“中國制造業(yè)需要提高創(chuàng)新設計能力。在傳統(tǒng)制造業(yè)、戰(zhàn)略性新興產業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)等重點領域開展創(chuàng)新設計示范，全面推廣應用以綠色、智能、協(xié)同為特征的先進設計技術。”
然而這并不容易，在過去幾十年的發(fā)展中，國內企業(yè)往往是基于文檔進行產品設計，產品性能等概念如何準確的表達、與其它已有系統(tǒng)如何交互成為企業(yè)在進行正向設計時難以逾越的鴻溝。特別是近年來大數(shù)據、物聯(lián)網等技術的深化發(fā)展，使產品形態(tài)越來越復雜，產品的設計概念也越來越模糊，企業(yè)難以構建標準的系統(tǒng)工程研發(fā)環(huán)境。而通過基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE），企業(yè)能快速處理系統(tǒng)需求、功能與架構的定義、分配與追蹤鏈路等問題，并及時指導后期的設計、實現(xiàn)、綜合和驗證過程，有效分析由于需求變化帶來的研發(fā)周期及成本的變化，這使得MBSE逐漸進入大家的視野中。
在這種趨勢下，作為全球系統(tǒng)工程建模領域的領導者，No Magic與安世亞太達成戰(zhàn)略合作，共同推進MBSE在中國的深化應用。在日前舉辦的“安世亞太MBSE Day”上，No Magic公司主席兼CEO、OMG董事會成員Gray Duncanson先生就MBSE如何助力企業(yè)創(chuàng)新、No Magic與安世亞太的合作等問題進行了深入的解析和交流。
圖1 No Magic公司主席兼CEO、OMG董事會成員Gray Duncanson先生
產品創(chuàng)新，從基于模型的系統(tǒng)工程開始
根據去年科技部發(fā)布的《國家創(chuàng)新指數(shù)報告》顯示，我國的創(chuàng)新能力指數(shù)（GII）處于全球第18位而全球競爭力指數(shù)（GCI）在世界上僅處在第28位。增強企業(yè)產品創(chuàng)新能力，已經成為中國制造業(yè)由大變強的根本途徑。在Gray看來，隨著大數(shù)據、物聯(lián)網帶來的數(shù)字化轉型浪潮，中國許多企業(yè)對產品創(chuàng)新的需求也越來越迫切。這種創(chuàng)新不是單純技術指標的提升，而是要能為企業(yè)和社會帶來切實的效益。但當面對一個新興的市場時，往往企業(yè)在產品創(chuàng)新時只有一個籠統(tǒng)的概念。這個產品具體應該有怎樣的性能？應該和其他的已有的系統(tǒng)怎么交流？產品概念如何在研發(fā)人員協(xié)同設計時準確的表達出來？這就需要基于模型的系統(tǒng)工程來解決。
例如我們在進行汽車設計的時候，由于產品復雜度高，并不是一個人就可以完成設計，它涉及到供應商、零配件廠商，還涉及到眾多的汽車控制系統(tǒng)的聯(lián)合開發(fā)研制。通過基于模型的系統(tǒng)工程方法，我們在汽車設計初期就可以在需求分析、系統(tǒng)功能分析和設計綜合等核心技術環(huán)節(jié)通過模型實現(xiàn)系統(tǒng)需求及功能邏輯的驗證和確認，在整個工程的早期就將產品定義清楚、定義正確，并在整個設計和開發(fā)過程當中不停的去驗證這些需求和模型是否正確。此外，Gray還表示隨著現(xiàn)在市場競爭越來越激烈，在汽車研發(fā)過程中，由于需求是動態(tài)變化的，且變化的周期越來越短，這就要求系統(tǒng)的功能架構、邏輯架構及接口是靈活的、柔性的，能夠快速響應變化。
圖2 MBSE在福特汽車系統(tǒng)建模中的應用
在Gray看來，MBSE方法的引入，為企業(yè)的產品創(chuàng)新注入了新的動力。通過對產品在體系中使用模型進行建模和分析，是從根本上對產品概念進行創(chuàng)新，是企業(yè)“問渠哪得清如許，為有源頭活水來”的創(chuàng)新源泉。Gray總結目前越來越多企業(yè)選擇MBSE主要是基于以下原因：
1)制造企業(yè)正在迅速采用基于模型的系統(tǒng)工程技術，使所有產品設計相關者共用一套標準的視覺語言和結構化工程方法；
2) MBSE正在被其它工程學科如機械工程，電氣工程師和軟件工程師使用，替代過去以文檔為中心的方法的系統(tǒng)工程；
3)基于模型的系統(tǒng)工程將影響系統(tǒng)工程的未來實踐，充分融入系統(tǒng)工程過程的定義；
4)物聯(lián)網的發(fā)展使新產品的設計更加復雜，而MBSE是公認可以提高產品整體成功率和加快上市時間的方法。
預見未來，No Magic的MBSE方法論
在談到MBSE的市場應用現(xiàn)狀時，Gary認為MBSE是一個很難量化的市場，因為它涉及到很多細分行業(yè)如制造、工程、醫(yī)療、金融等，包括PLM等其它諸多領域。但他認為MBSE市場雖然是一個新興的市場，卻有著有大量的數(shù)據說明其將爆炸性增長。他介紹僅在PLM領域，就已經達到了400億美元。根據Gartner最近預測，工程軟件將以每年12.4%的速度增長，到2022年將超過500億美元。
“因此，No Magic近年來的市場增長也比較明顯，2015年業(yè)績增長超過28%；2016年為35%；預計2017至少有40%的增長。” Gary介紹到。“No Magic 是建模、仿真和分析領域內最符合行業(yè)標準的解決方案提供商領導者，我們擁有基于模型的解決方案和服務，超過16年的世界范圍內與客戶廣泛合作所取得的經驗。”作為OMG的主席單位，目前No Magic和PTC、西門子等都有著廣泛的合作。通過協(xié)助客戶完成全部或部分系統(tǒng)的開發(fā)，Gary總結企業(yè)在應用MBSE的過程中帶來的主要收益包括：
1)提高設計相關者之間的溝通與交流；
2)通過從多個角度查看系統(tǒng)模型，并分析變更的影響，提高了管理系統(tǒng)復雜性的能力；
3)通過一個精確模型，可以幫助企業(yè)評估模型的一致性、正確性和完整性，提高產品質量；
4)可量化的成本節(jié)省，高達13%以上的項目時間節(jié)省，在定義功能中節(jié)省超過25%，在基線管理中節(jié)省超過10%；
5)在修改產品設計時，減少了時間周期并降低維護成本；
6)提高學習和傳授系統(tǒng)工程基礎的能力；
7)提高項目成功率，加速上市時間；
最后，他表示從商業(yè)的角度來看，MBSE降低了風險，因為使用MBSE可以對正在設計的系統(tǒng)進行早期的性能和行為的精確模擬。MBSE可以幫助企業(yè)按照預期并在生產周期早期發(fā)現(xiàn)問題。此外，它還可以全自動化文檔生成，因為它始終保持與工程和需求同步。
圖3 No Magic的MBSE生態(tài)鏈
珠聯(lián)璧合，攜手安世亞太成為中國創(chuàng)造的力量
事實上，Gray介紹No Magic一直希望進入中國市場，而國內市場成熟度和合作伙伴是制約No Magic進入中國的主要原因。對此，他表示隨著前年《中國制造2025》規(guī)劃對中國制造業(yè)轉型升級進行了頂層設計后，企業(yè)對于MBSE的關注度也逐漸升高，而選擇安世亞太作為No Magic合作伙伴的主要原因，Gray總結為以下3點：
首先，安世亞太是國內工業(yè)企業(yè)研發(fā)信息化領域的領導者，自身也創(chuàng)建了精益研發(fā)管理體系，所以在系統(tǒng)工程技術上具有理論基礎和優(yōu)越性；
其次，安世亞太在仿真領域積累了多年的經驗，可以很好的對系統(tǒng)之間進行集成，安世亞太核心的正向設計也和No Magic不謀而合，為企業(yè)進行定制開發(fā)之后，物理層面就有仿真體系做支撐；
最后，把安世亞太作為NO Magic主要的中國合作方，是因為安世亞太對用戶、市場有非常深入的了解，對中國市場有著成熟的服務經驗，可以實現(xiàn)非常好的本地化技術支持，提升No Magic的本地化服務能力。
圖4 安世亞太公司董事長張國明先生（左）與No Magic公司主席兼CEO Gray Duncanson先生（右）
在談到未來和安世亞太在中國的發(fā)展時，Gray表示目前No Magic已經建立了中文網站。通過攜手安世亞太，No Magic希望能進一步理解中國客戶的實際需求，完成在汽車、航空航天、電子、軌道交通、醫(yī)療等行業(yè)的MBSE應用推廣。此外，他還表示將繼續(xù)和安世亞太一起開展培訓，加強企業(yè)人員的技術能力，讓更多的用戶理解MBSE，開啟MBSE在中國制造業(yè)應用的新篇章。
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