[发明专利]一种船舶蒸汽动力系统MBSE设计方法

说明书

本发明公开了一种船舶蒸汽动力系统MBSE设计方法，该方法包括以下步骤：1)在设计阶段，利用概念模型体对概念方案进行多方案论证、评估和权衡设计，综合形成蒸汽动力系统最优设计方案；2)利用设计模型体和生产建造模型体迭代验证系统方案设计、技术设计、施工设计和生产建造工艺流程，不断迭代细化系统方案，实现系统设计的验证决策；3)在完成实际系统建造后，采用试验模型体、运维模型体和退役模型体进行系泊航行试验验证、在役运维修护和退役分析处置，实现实船系统试验及保障支持的确认决策。本发明的一种船舶蒸汽动力系统MBSE设计方法，能提高船舶动力系统总体协同设计效率，缩短船舶蒸汽动力系统的全生命研制周期。

技术领域

本发明涉及船舶蒸汽动力系统设计领域，尤其涉及一种船舶蒸汽动力系统MBSE设计方法。

背景技术

船舶蒸汽动力系统具有协同专业多、设计周期长、研发难度大、人机料法环复杂等全要素、全过程、全周期特点的复杂系统工程。船舶动力系统总体设计一般采用母型设计法、统计资料法、逐次近似法及规范设计法等系统集成方法，多数基于文档进行多专业的协同设计，且复杂动力系统的设计需求时动态变化，但系统方案变化响应慢，这也造成了总体设计过程协调反复迭代，带来系统设计信息孤岛、更改设计周期长、开发效能低。另外，在实船在航运维保障阶段，由于实船蒸汽动力系统数字化水平低，在船员操作运行、备件储备、设备维护等方面带来较多人力、物力和经费的投入。

随着大数据、数字孪生、云计算等先进信息通讯技术的高速发展，基于模型的系统工程(Model Based Systems Engineering,MBSE)是现代工业领域引领数字化设计的关键技术之一，特别是在飞行器、发动机和系统领域，全面推广MBSE理论、方法、知识体系和信息化平台建设，建立了以V形模型和系统工程流程集为指导的产品开发体系。MBSE方法是基于模型的系统工程是通过形式化的建模手段,从概念设计阶段就能够支持系统需求、设计、分析、验证和确认等活动，并持续贯穿整个开发过程和后续的生命周期阶段。

因此，亟需提出一种船舶蒸汽动力系统MBSE设计方法，提高船舶动力系统总体协同设计的效能，缩短船舶周期动力系统全生命设计周期，也为相关船舶动力系统的总体设计储备技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种船舶蒸汽动力系统MBSE设计方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种船舶蒸汽动力系统MBSE设计方法，包括以下步骤：

1)在设计阶段，利用概念模型体对概念方案进行多方案论证、评估和权衡设计，综合形成蒸汽动力系统最优设计方案

1.1)需求分析；

识别系统设计的任务需求和系统需求，开展任务场景和目标定义，分析及细化任务需求，将提出的详细任务需求；

1.2)架构设计

利用架构设计模型，进行系统功能架构设计、逻辑架构设计、物理架构设计和行为架构设计；

1.3)系统评估

通过系统评估模型，对备选多方案进行论证评估，对最优系统构架方案进行系统功能和性能指标分配，提出系统主要组成、原理、流程、接口和布置方案，并对各个子系统指标进行权衡设计，提出优化合理的系统性能指标；

2)利用设计模型体和生产建造模型体迭代验证系统方案设计、技术设计、施工设计和生产建造工艺流程，不断迭代细化系统方案，实现系统设计的验证决策；

具体如下：

2.1)利用设计模型体验证系统集成设计方案；

所述系统设计模型体包括：设备外特性模型、热力机械特性模型、监控特性模型、系统全特性模型；