黃 冉，武新峰，崔桂玲，彭祺擘

（中國航天員科研訓練中心，北京 100094）

1 引言

當前，各航天強國高度重視載人航天發(fā)展，出臺多項政策牽引載人航天體系研制［1］。載人航天工程涉及系統(tǒng)多、方案復(fù)雜、接口繁瑣，是公認的巨系統(tǒng)。傳統(tǒng)系統(tǒng)工程方法以文檔為核心，其眾多的信息分散在不同的設(shè)計文檔中，對復(fù)雜、動態(tài)的交互活動難以全面正確地描述、保證文檔一致性；不同設(shè)計人員所關(guān)注的領(lǐng)域不同，從同一文檔中讀取的信息很容易產(chǎn)生理解差異；設(shè)計過程中經(jīng)常出現(xiàn)反復(fù)迭代等情況，已經(jīng)無法滿足研制需求［2-3］。

為解決以上問題，國際系統(tǒng)工程學會（International Council on Systems Engineering，INCOSE）倡導基于模型的系統(tǒng)工程（Model-Based Systems Engineering，MBSE）方法應(yīng)運而生［4］，采用更加經(jīng)濟、迅速且高質(zhì)量的開發(fā)方法解決復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計［5］。為了支持MBSE，INCOSE 和對象管理組織（Object Management Group，OMG）在統(tǒng)一建模語言UML（Unified Modeling Language）的基礎(chǔ)上衍生了一種新的系統(tǒng)建模語言SysML（Systems Modeling Language）。

隨著MBSE 的發(fā)展，針對巨系統(tǒng)的特點，基于模型的體系工程（Model-Based Systems of Systems Engineering，MBSoSE）得到了INCOSE 和OMG 的大力支持［6-7］。體系作為系統(tǒng)工程的新發(fā)展方向，所有獨立系統(tǒng)可作為內(nèi)在驅(qū)動，獲得比傳統(tǒng)系統(tǒng)工程更加優(yōu)異的能力和性能。體系框架呈現(xiàn)一個高級視點，詮釋各個獨立系統(tǒng)間的相互作用，描述組成系統(tǒng)、體系、系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系以及指導設(shè)計的原則，顯像化體系涌現(xiàn)性和演化特征，可很好地支持決策者分析理解體系與環(huán)境概貌等［8］。正確完備的體系框架展現(xiàn)合理的體系頂層定義，是設(shè)計可以順利開展的重要基礎(chǔ)。NASA、美國國防部、ESA 都在積極地推動統(tǒng)一體系框架應(yīng)用。2017 年10 月，OMG 發(fā)布了最新體系統(tǒng)一架構(gòu)（Unified Architecture Frame，UAF）模型，提供了一種互通互容、能力強大的體系框架標準［9-11］，具有更加細致、合理的矩陣視圖。

本文采用MBSoSE 思想，基于UAF 模型提出載人航天體系框架設(shè)計方法，已期解決各系統(tǒng)技術(shù)接口交叉復(fù)雜、研制過程異構(gòu)演化、頂層需求非指標化、技術(shù)管理動態(tài)變化、設(shè)計影響多級涌現(xiàn)等問題，實現(xiàn)相對優(yōu)勢方案設(shè)計以及模型的結(jié)構(gòu)化定義，并通過數(shù)字化模型仿真，用以方案驗證和快速迭代更新。

2 框架設(shè)計

2.1 UAF 體系框架

UAF 作為最新的體系設(shè)計框架理念，支持MBSoSE，使用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，圍繞真實的世界概念，采用自上而下分解和自下而上歸納相結(jié)合的設(shè)計方法。UAF 兼容美國國防部體系框架（Department of Defense Architecture Framework，DoDAF）、英國國防部體系框架（Ministry of Defense Architecture Framework，MoDAF）和北約體系框架（NATO Architecture Framework，NAF）等現(xiàn)有常見體系框架，創(chuàng)新性強，具備強大的兼容性和可擴展性。

基于UAF 的體系框架模型對問題空間進行分割、分析、歸納、抽象，從多個領(lǐng)域和視角建模，相互邏輯更加完整合理；以需求為牽引，覆蓋戰(zhàn)略目標、業(yè)務(wù)支撐到技術(shù)實現(xiàn)，并從分類（taxonomy）、結(jié)構(gòu)（structure）、關(guān)聯(lián)性（connectivity）、流程（processes）、狀態(tài)（states）、交互場景（interaction）、信息（information）、參數(shù)（parameter）、可追溯性（traceability）等11 個矩陣視角開展體系建模，以達到模型互相支持、互為支撐；既是描述、分析、規(guī)范、設(shè)計和驗證體系的方法論，也是體系頂層設(shè)計的具體成果展現(xiàn)形式。UAF 綜合考慮體系各方面要素和相互關(guān)系，實現(xiàn)更加細致、合理、相對獨立的視圖設(shè)計，這些視圖將不同設(shè)計者的愿望和思想體系化，并共同構(gòu)成了對體系的整體認識。其元模型也更加完備，與DoDAF 12 個元模型相比［12］，UAF 80 多個元模型（模型元素）不管在數(shù)量上還是在完備上都有很大的提升。

UAF 具有很強的靈活應(yīng)用性，可根據(jù)任務(wù)需求剪裁和組合，但目前OMG 發(fā)布的僅有抽象的指導性文件，沒有具體的開發(fā)程序，且目前國內(nèi)外并沒有達成一致的、適用于各個行業(yè)的基于UAF體系框架具體設(shè)計流程和方法。

2.2 載人航天體系框架設(shè)計流程

鑒于UAF 特點，本文結(jié)合UAF 框架設(shè)計指導方法和載人航天任務(wù)工程總體技術(shù)特點，以任務(wù)頂層需求為驅(qū)動，利用UML 和SysML 建模語言，從縱向和橫向2 個維度開展載人航天建模流程設(shè)計。

梳理任務(wù)分析背景和頂層需求，以實現(xiàn)需求為牽引，開展體系能力設(shè)計，構(gòu)建支撐能力的業(yè)務(wù)目標以及總體實現(xiàn)框圖，且根據(jù)目標配置支持系統(tǒng)資源以及資源實現(xiàn)方式。以任務(wù)需求為起點進行6 個自上而下的領(lǐng)域設(shè)計，包括頂層需求域、戰(zhàn)略域、任務(wù)域、地基支持系統(tǒng)域、天基支持系統(tǒng)域、總結(jié)域。將每個領(lǐng)域分解為靜態(tài)、動態(tài)、交互、支撐、約束等多視圖；每一個視圖的設(shè)計結(jié)果自下而上反過來完善、修正上層設(shè)計，多輪迭代體現(xiàn)在整個架構(gòu)的開發(fā)過程，最終構(gòu)建科學、合理、完整的載人航天架構(gòu)。每一個新的輸出視圖都會實現(xiàn)輸入視圖的迭代復(fù)核，迭代表現(xiàn)在整體和細化2 層，其中整體迭代為每個設(shè)計域之間的迭代，一個設(shè)計域的結(jié)果為下一個設(shè)計域的輸入，同時下一個設(shè)計域結(jié)果修正上一個設(shè)計域，形成一個完整閉環(huán)；細化迭代為每個設(shè)計域內(nèi)的模型都是架構(gòu)活動的循環(huán)迭代過程，同時也是迭代結(jié)果，通過細化迭代構(gòu)建出更加完善合理的映射關(guān)系，保障該設(shè)計域的完備性和邏輯合理性，設(shè)計流程如圖1所示。

圖1 基于UAF 的載人航天體系框架設(shè)計流程Fig.1 Design process of manned space system based on UAF

1）頂層需求域以頂層需求為設(shè)計起點，使用SysML 需求圖捕獲，后續(xù)開發(fā)的各個階段均是需求與功能或設(shè)計要求的上下級交互，各個視角的構(gòu)建均在需求的牽引下開展，在不同的設(shè)計階段層層細化，并通過追溯視角更新，一步步關(guān)聯(lián)設(shè)計與需求。

2）戰(zhàn)略域完成體系能力定義和戰(zhàn)略目標設(shè)計。該域各個視角的構(gòu)建均在頂層需求的牽引下開展，主流程以完成總體構(gòu)想，即高層概念圖模型為目的，實現(xiàn)頂層抽象描述，不涉及具體工程實現(xiàn)過程。輔助流程需全面分析任務(wù)，添加國內(nèi)外背景和載人航天現(xiàn)有任務(wù)組織體架構(gòu)，預(yù)想能力實現(xiàn)的初步方式以及初步分解階段。本域以高層概念圖為主流程設(shè)計輸出結(jié)果。

3）任務(wù)域完成候選系統(tǒng)能力分配和業(yè)務(wù)能力支撐設(shè)計。主流程將高層概念圖逐步細化，形成技術(shù)要求中能力需求部分。輔助流程更加清晰完整地描述任務(wù)目標和功能、分析設(shè)計約束、任務(wù)狀態(tài)、性能操作流程，任務(wù)要素相互關(guān)系，逐步分析出實現(xiàn)任務(wù)能力所需的系統(tǒng)功能以及系統(tǒng)設(shè)置方案，輔助視圖完善了主流程的技術(shù)要求內(nèi)容。本域以系統(tǒng)技術(shù)要求為設(shè)計輸出結(jié)果。

4）天基和地基支持系統(tǒng)域完成技術(shù)、資源實現(xiàn)的抽象設(shè)計，即開發(fā)可執(zhí)行系統(tǒng)，完成模型仿真迭代和體系優(yōu)化重組。主流程根據(jù)任務(wù)架構(gòu)和現(xiàn)有天基、地基支持系統(tǒng)設(shè)置情況，以任務(wù)域技術(shù)要求分解視圖為輸入，完成支持系統(tǒng)能力配置，系統(tǒng)和功能流程定義，各系統(tǒng)總體技術(shù)實現(xiàn)方案設(shè)計等。輔助設(shè)計通過假設(shè)、權(quán)衡支持系統(tǒng)配置情況，定義系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換方式，信息、能量等接口方式，復(fù)核支持系統(tǒng)配置和技術(shù)實現(xiàn)方式合理性，輔助視圖完善了主流程的系統(tǒng)功能。該域以功能活動為輸出結(jié)果，結(jié)果在主流程中通過自下而上的方式，大規(guī)模擴充上一級任務(wù)域技術(shù)要求，全方面明確各系統(tǒng)對載人航天任務(wù)的支持性能和功能要求。

5）總結(jié)域通過模型邏輯仿真，完成方案設(shè)計的驗證工作，以工程總體設(shè)計模型和報告為結(jié)束標志。

3 建模

載人登月任務(wù)是載人航天的典型巨系統(tǒng)任務(wù)，而巨系統(tǒng)作為復(fù)雜組織體涉及的不僅是求解問題，亦是對目標更好實現(xiàn)方式的探索［13］。載人登月任務(wù)是多系統(tǒng)、復(fù)雜協(xié)同設(shè)計任務(wù)，在成本進度嚴格約束下，如何在方案階段完成最優(yōu)總體設(shè)計是一項重大挑戰(zhàn)［14］，本文選取該任務(wù)，使用UML 和SysML 標準建模語言，采用基于UAF 的載人航天體系框架設(shè)計流程開展建模實踐。

3.1 戰(zhàn)略域建模

全面分析載人登月任務(wù)國內(nèi)外背景、載人航天任務(wù)組織體架構(gòu)，建立戰(zhàn)略域模型，包括：載人登月任務(wù)總體構(gòu)想圖、頂層能力結(jié)構(gòu)圖、登月飛行任務(wù)規(guī)劃圖、能力實現(xiàn)戰(zhàn)略圖、國內(nèi)外背景分析圖、追溯矩陣、載人登月頂層方案概念圖等，實現(xiàn)概念和環(huán)境關(guān)系的總體描繪，確定發(fā)展戰(zhàn)略；以實現(xiàn)戰(zhàn)略目標為牽引，完成載人登月任務(wù)頂層能力體系的設(shè)計。

載人登月任務(wù)總體構(gòu)想圖使用SysML 術(shù)語中的Strategic Structure 圖／表模型呈現(xiàn)（本文所述元素均為SysML 定義術(shù)語），如圖2 所示。使用enterprise goal 元素建立載人登月任務(wù)的總體目標（即能力愿景），例如工程、科學等，愿景可與后續(xù)設(shè)計的各階段元素進行結(jié)合，例如其中愿景-1 為全階段任務(wù)，愿景-2 為其中某一階段任務(wù)，每一個模型元素設(shè)計均可與其余元素建立相應(yīng)關(guān)系，關(guān)系圖同時可復(fù)核前期設(shè)計模型的正確性。根據(jù)能力愿景完成階段和能力目標設(shè)計，使用whole life enterprise 元素呈現(xiàn)任務(wù)階段，例如載人探月、科考等；使用capability 元素呈現(xiàn)不同任務(wù)階段頂層能力，并建立之間的exhibits、trace、refine 等關(guān)系；使用actual enterprise phase 元素建立項目實際運行階段目標，并可進行詳細描述。

圖2 載人登月愿景和目標模型示意圖Fig.2 Schematic diagram of manned lunar landing vision and target model

分 解 頂 層 能 力，使 用 Strategic Taxonomy圖／表呈現(xiàn)，如圖3 所示。根據(jù)圖3 輸入，使用actual enduring task 元素，進行階段目標劃分，例如近地飛行、無人探月、載人探月、科考等；使用capability 元素進一步細化圖3 中頂層能力目標，并建立之間的composition 關(guān)系，例如載人地月往返能力細化為進入軌道、載人飛行、任務(wù)支持等能力；同時建立能力capability、頂層需求requirement與任務(wù)階段的verify 或exhibits 關(guān)系，例如近地飛行目標驗證了工程目標、任務(wù)通用要求等。通過此步驟，梳理頂層需求、愿景、能力和階段目標的自上而下的設(shè)計關(guān)系。

圖3 載人登月頂層能力結(jié)構(gòu)分解示意Fig.3 Top-level capability structure for manned lunar landing

分析任務(wù)運行環(huán)境或任務(wù)背景環(huán)境，使用environment 圖展示，將可識別的運行環(huán)境條件（如自然環(huán)境、已有的技術(shù)條件、管理體系和可用的資源等）添加為任務(wù)背景的組成部分，建立任務(wù)環(huán)境和國內(nèi)外載人登月進展情況模型，圖4 為俄羅斯載人探月計劃背景模型示意。

圖4 俄羅斯載人探月背景模型示意Fig.4 Schematic diagram of Russian manned lunar exploration background model

構(gòu)建任務(wù)初步規(guī)劃，使用Strategic Phasing 圖呈現(xiàn)能力滿足關(guān)系，明確每個能力所需的實際項目支持方式。結(jié)合環(huán)境分析和國內(nèi)外任務(wù)階段情況，將階段actual enduring task 元素進一步具象化實際項目階段project 元素，并關(guān)聯(lián)每個項目最重要的資源支撐能力，如圖5 所示，例如近地飛行階段追溯驗證項目為火箭，火箭驗證項目的成果可以滿足無人近地飛行的能力要求，而資源支撐需要飛船和火箭。

圖5 能力滿足方式示意圖Fig.5 Schematic diagram of capability satisfaction mode

通過上述各類關(guān)聯(lián)元素，可自動構(gòu)建能力依賴矩陣，如圖6 所示，具像化顯示需求、能力、愿景之間的相互支持關(guān)系。通過該步驟，可對建立的模型邏輯關(guān)系進行復(fù)核，如出現(xiàn)不明確的、缺失的任務(wù)需求或約束，可手動增加約束關(guān)系，并優(yōu)化對應(yīng)模型，直至任務(wù)需求、背景描述完整、合理。隨著后續(xù)設(shè)計細化，該追溯關(guān)系將不斷進行擴展。

圖6 能力-愿景追溯關(guān)系矩陣示意Fig.6 Capability-vision traceability matrix

構(gòu)建載人登月工程總體層級技術(shù)方案設(shè)想，完成頂層方案概念圖，并可通過專家評估的方式，選出1～4 個初步最優(yōu)方案，如圖7 所示。該方案應(yīng)包括系統(tǒng)初步設(shè)置情況說明，其中現(xiàn)有系統(tǒng)使用operational concept role 元素、新增需研制的系統(tǒng)使用capability configuration concept role 元素、新增需預(yù)研系統(tǒng)使用technology concept role 元素，并使用arbitrary connecter 表明系統(tǒng)之間的支持關(guān)系，用以抽象概述關(guān)聯(lián)交互內(nèi)容。使用environment concept role 元素表達太空環(huán)境，包括地球、火星、月球、小行星等。每個待選方案使用uc圖，描述內(nèi)部詳細方案。后續(xù)在需求和初步總體方案的牽引下，對任務(wù)設(shè)計邏輯擴展，以便架構(gòu)從戰(zhàn)略域向下映射成更詳細的系統(tǒng)功能行為，將體系的頂層能力轉(zhuǎn)換為細化可實現(xiàn)的系統(tǒng)設(shè)計要求。本文后續(xù)以圖7 中方案3 為例，即大推力火箭將載人飛船和月面飛行器一次性送入月球軌道，一次發(fā)射直接奔月、返回采用月球軌道交會對接的模型進行說明。

圖7 概念設(shè)計示意Fig.7 Schematic diagram of conceptual design

3.2 任務(wù)域建模

構(gòu)建載人登月任務(wù)能力實現(xiàn)的業(yè)務(wù)體系，建立模型包括能力分解圖、系統(tǒng)設(shè)置圖、任務(wù)活動及關(guān)系圖、設(shè)計約束圖等，用以清晰完整地描述任務(wù)目標和功能活動、要素相互關(guān)系，系統(tǒng)設(shè)置情況。對每個系統(tǒng)建立初步條目化技術(shù)要求模型，使用requirement 元素表達，以完成系統(tǒng)對任務(wù)的支持作用說明。

開展任務(wù)活動及關(guān)系分解設(shè)計，使用Operational Connectivity 圖呈現(xiàn)，清晰描述系統(tǒng)之間的交互類型，包括信息、數(shù)據(jù)、指令等，如圖8 所示。其中每一個系統(tǒng)的operational performance 元素可按照設(shè)計顆粒度要求進一步細化，形成內(nèi)部的Operational Internal Connectivity 圖，內(nèi)部交互規(guī)則等。結(jié)合接口形式進一步分解設(shè)計，形成具體功能活動，使用Operational Process 圖，實現(xiàn)抽象層面的活動分解，例如交會對接、組合體運行、載人落月等等。

圖8 任務(wù)接口設(shè)計示意Fig.8 Design of task interface

定義任務(wù)域技術(shù)要求，以飛行活動operational activity 元素作為基本技術(shù)要求輸入，建立每個活動分析其所需的性能和功能約束，使用Operational Constraints 建立性能moe 表；使用Operational Actual Measurement 表建立功能要求。以飛行活動action 對應(yīng)的性能和功能約束operation constraint 進一步細化系統(tǒng)初步要求，同時反過來復(fù)核系統(tǒng)設(shè)置的正確性，能力分解的合理性。最終以requirement 和rule specification 共同作為該域設(shè)計結(jié)果。自動建立追溯關(guān)系，完成任務(wù)域設(shè)計復(fù)核，如圖9 所示。如出現(xiàn)不明確的、缺失的任務(wù)活動或約束，可手動增加約束關(guān)系并優(yōu)化模型，直至描述完整、合理。

圖9 任務(wù)域追溯示意Fig.9 Task domain traceability

3.3 地基支持系統(tǒng)域建模

根據(jù)任務(wù)架構(gòu)和現(xiàn)有地基支持系統(tǒng)設(shè)置情況，通過假設(shè)、權(quán)衡系統(tǒng)配置，確定實際規(guī)格以及對任務(wù)的詳細支持方式和能力要求。地基支持域模型包括分類及能力配置圖、系統(tǒng)間相互關(guān)系圖、功能活動分解及流程圖、設(shè)計約束要求圖、追溯矩陣等。

以任務(wù)域技術(shù)要求作為輸入，戰(zhàn)略域的能力capability 元素作為牽引，使用Services Taxonomy圖／表、Services Structure 圖，建立地基支持系統(tǒng)分類方式，完成功能定義，每一個任務(wù)支持系統(tǒng)service specification 元素內(nèi)部可建立狀態(tài)基圖services states，用于抽象描述該系統(tǒng)的主要工作狀態(tài)。

開展地基支持系統(tǒng)功能分解和接口分析。按照接口類型選擇合適元素，例如供電、供氣等物理接口使用flow port 元素，信息、指令等邏輯接口使用proxy port 元素，空間支持、程序支持等接口使用services port 元素等。以地基支持系統(tǒng)services function 元素為輸入，分析其所需的設(shè)計性能和功能約束，該步驟模型自下而上細化功能域技術(shù)要求設(shè)計，并完善設(shè)計結(jié)果。自動建立追溯關(guān)系，完成支持系統(tǒng)域設(shè)計復(fù)核，包括功能活動-任務(wù)域技術(shù)要求追溯和功能活動-任務(wù)域能力追溯等，直至支持系統(tǒng)描述完整、合理。

3.4 天基支持系統(tǒng)域建模

依據(jù)現(xiàn)有飛行器系統(tǒng)設(shè)置情況，分析地基系統(tǒng)與天基系統(tǒng)接口，通過假設(shè)、權(quán)衡確定實際配置，明確各系統(tǒng)支持能力／功能要求。天基支持系統(tǒng)模型包括天基系統(tǒng)能力配置及功能分解圖、天基系統(tǒng)交互關(guān)系圖、功能活動圖、天基與地基系統(tǒng)交互圖、設(shè)計約束要求圖、追溯矩陣等。

以任務(wù)域技術(shù)要求為輸入，開展能力配置及功能分解圖，完成飛行器系統(tǒng)定義和組成關(guān)系圖Resources Taxonomy，并通過進一步細化飛行器內(nèi)部模塊配置，使用Resources Structure 圖，完成功能的配置分解，內(nèi)部功能使用resources role 元素，例如月球車內(nèi)部配置通信模塊、行駛模塊和能源模塊等。建立系統(tǒng)交互關(guān)系圖Resources Connectivity 圖／表，以及飛行器內(nèi)接口交互Resources internal Connectivity 圖／表，并進行交互流方向說明，并自動生成Resources Connectivity 矩陣完成視圖化檢驗。細化每個飛行器功能，使用Resources Process 圖、Resources Process Flow 圖，完成天基系統(tǒng)活動分解，用于描述天基系統(tǒng)如何實現(xiàn)任務(wù)Resources Function，每一個function 元素可繼續(xù)細化為子功能，并建立關(guān)聯(lián)說明（capable to performer、association、generalization 元素、composition 等關(guān)聯(lián)元素）。該步驟可細化梳理交互信息，迭代優(yōu)化上一步天基支持系統(tǒng)交互設(shè)計結(jié)果。以天基和地接支持系統(tǒng)功能活動為輸入，梳理天基-地基系統(tǒng)交互關(guān)系Conceptual Data Model 圖，使用use 元素進行地基功能service function 和天基配置resources artifact 的資源使用交互說明，如圖10 所示，例如返回艙需要使用大量的地基著陸場資源，該步驟再次復(fù)盤信息模型的完備性。

圖10 天基-地基支持系統(tǒng)功能交互圖示意Fig.10 Functional interaction of space-earth support system

以天基支持系統(tǒng)function 元素作為輸入，分析其所需的設(shè)計性能和功能約束要求，建立飛行器設(shè)計性能moe 表。使此步驟對每個分系統(tǒng)設(shè)計所需時間建立計劃圖。該模型自下而上細化功能域技術(shù)要求設(shè)計，完善設(shè)計結(jié)果。自動建立追溯關(guān)系，完成支持系統(tǒng)域設(shè)計復(fù)核，包括功能活動-任務(wù)域技術(shù)要求追溯、功能活動-任務(wù)域能力追溯和天基-地基活動追溯，如圖11 所示，如出現(xiàn)不明確的、缺失的功能、活動、要求或約束，可手動增加約束關(guān)系并優(yōu)化對應(yīng)模型，直至支持系統(tǒng)描述完整、合理。

圖11 功能活動-任務(wù)域能力追溯矩陣示意Fig.11 Space support domain function vs activity task domain capability traceability matrix

3.5 邏輯仿真驗證

傳統(tǒng)的基于文本的系統(tǒng)工程設(shè)計方法只能在實物階段進行設(shè)計驗證，無法在方案初期開展［15］?；谀Ｐ偷南到y(tǒng)工程可在設(shè)計初期開展仿真驗證，識別邏輯問題［16-18］，從而實現(xiàn)設(shè)計自洽。本文采用CATIA Magic 軟件對上述模型開展邏輯仿真，通過模型自動生成的時序圖、追溯圖等，加快設(shè)計師在每個設(shè)計域階段復(fù)核、檢驗，不斷修復(fù)完善模型。在仿真過程，逐步識別了冗余功能不足，接口設(shè)計不合理，接口輸入輸出類型不匹配，信息流設(shè)計不全面，功能、活動、要求或約束不全面等設(shè)計缺陷，通過不斷完善，最終完成設(shè)計。每次識別出問題，可快速迭代完善、修改模型，所有設(shè)計師均可在線實時獲得變更信息，快速識別是否對其余模型有影響，實時更新效設(shè)計方式，大大減少了協(xié)同工作量。

4 結(jié)論

1）本文借鑒統(tǒng)一框架模型設(shè)計思想，并在體系設(shè)計初期引入MBSoSE，實現(xiàn)科學、完整、深刻地認識載人航天任務(wù)，完成方案權(quán)衡。

2）完成面向?qū)ο蟮闹饘舆f進建模，實現(xiàn)總體與系統(tǒng)大量接口快速設(shè)計，高效率完成方案更新和驗證迭代。

3）基于UAF 的建模方法提高了架構(gòu)設(shè)計的標準化程度，彌補了現(xiàn)有專有模型與型號工程研制標準化要求的差距，解決現(xiàn)有數(shù)字化建模方法不統(tǒng)一、基于不同架構(gòu)的模型無法互相交互、難以開展全任務(wù)統(tǒng)一管理與追溯的問題。將已有系統(tǒng)和新增系統(tǒng)能力融合，共同轉(zhuǎn)換為體系能力，達到1+1＞2 的效果，為載人航天體系架構(gòu)提供了完整的設(shè)計指導。

4）通過載人登月建模示例可以看出，基于UAF 的多領(lǐng)域、多視角的視圖模型，可覆蓋任務(wù)籌劃、頂層要求、任務(wù)分析、系統(tǒng)總體方案設(shè)計、邏輯仿真、迭代優(yōu)化等工程技術(shù)總體全設(shè)計過程，并實現(xiàn)方案設(shè)計可評估，模型化的總體技術(shù)方案可充分發(fā)揮模型的優(yōu)點，系統(tǒng)性地識別環(huán)境影響因素及其不確定性，并予方案可視化，確保方案優(yōu)選，降低研制風險；且可在設(shè)計初期通過仿真發(fā)現(xiàn)大量非合理的設(shè)計要素，將驗證閉環(huán)前移，提高設(shè)計質(zhì)量和研制效率。