从“需求”到“样机”，用模型驱动设计未来装备

“当需求文档还在会议室里流转，我们的无人系统数字样机已经在虚拟战场完成百次迭代。”这不是科幻场景，而是汉德天下“雏凤”SysML建模工具在某型无人装备研发中的真实写照。

面对日益复杂的技术集成挑战和紧迫的研发周期，某装备研发单位与汉德天下团队携手，创新性地采用“SysML+MATLAB+Modelica”多领域建模融合方案，成功实现了无人装备从概念到数字样机的正向设计全流程贯通。这不仅是一次技术方法的突破，更代表着装备研发模式从“文档驱动”向“模型驱动”的深刻变革。

困局：传统研发模式的“困境”

在无人装备这类复杂系统研发中，传统“文档+专业工具孤岛”的研发模式日益显现出根本性瓶颈：

• 需求与设计脱节：数百页需求文档难以被各专业准确、一致地理解，设计偏离需求的问题往往在后期才暴露，造成巨大返工。

• 专业壁垒难以打通：机械、电子、控制、软件等专业使用各自工具，模型互不兼容，跨专业协同困难，系统集成风险高。

• “闭门造车”与“后期集成”的矛盾：各专业独立设计，只能在物理样机阶段进行系统联调，发现问题为时已晚，成本高昂。

• 架构寻优依赖经验：系统级参数匹配、性能折衷主要依靠专家经验，缺乏基于模型的量化寻优手段，难以找到全局最优解。

• 数字样机不“数字”：所谓的数字样机往往只是三维模型，缺乏功能、性能和行为内涵，无法进行有意义的虚拟验证。

“正向设计”早已不是新鲜概念，但如何打破传统文档驱动的研发瓶颈，实现从需求到数字样机的全流程闭环，仍是行业亟待突破的核心痛点。汉德天下依托自主研发的雏凤SysML建模工具，融合SYSML、MATLAB、Modelica技术，成功完成某无人装备系统正向设计、架构寻优及数字样机1.0输出，以模型驱动工程理念，为无人装备研发注入高效、精准、可复用的新动能。

传统无人装备研发多依赖“文档传递”模式，需求描述易产生二义性、架构设计与性能仿真脱节、各专业协同效率低下，往往导致设计反复迭代、研发周期拉长、成本攀升。而雏凤SysML建模工具的核心价值，就是以SysML模型为核心，打通需求分析、架构设计、仿真验证、样机输出的全流程，实现“模型一处创建，多场景复用”，彻底改变传统研发范式。

破局之道：SysML为核心的模型驱动

汉德天下“雏凤”SysML建模工具，提供以SysML为“骨架”和“大脑”，将系统工程的“V”模型在数字空间完整构建起来。

SysML：系统的单一权威模型源

• 需求图：将自然语言需求转化为可追溯、可验证的模型元素，建立需求与设计、验证的完整追溯链。

• 模块定义图/内部块图：清晰定义系统层级结构、模块组成及端口连接关系，形成统一的系统架构描述。

• 状态机图/活动图：形式化描述系统及组件的行为逻辑、工作模式和交互流程，消除行为歧义。

• 参数图：建立系统性能参数之间的约束关系，为多学科分析和架构寻优奠定基础。

本次无人装备系统研发，我们以雏凤SysML建模工具为载体，深度融合SYSML建模标准、MATLAB仿真与Modelica多领域建模优势，构建了一套全流程正向设计方案，每一步都实现了技术与需求的精准匹配。

在需求阶段，我们通过雏凤SysML的需求条目管理、需求追溯关系地图功能，将无人装备的作战需求、性能指标、可靠性要求等进行条目化梳理，为建立需求与功能、架构的追溯打下基础，彻底消除文档驱动模式下的需求歧义，确保设计全程贴合需求本源。

在架构设计阶段，借助工具的领域模型扩展能力，针对无人装备的动力、控制、感知等核心子系统，构建标准化的SysML架构模型，同时通过模型关联关系矩阵，清晰呈现各子系统间的接口关系，为后续仿真与集成奠定基础。

架构寻优是无人装备正向设计的关键环节，直接决定系统的性能上限与可靠性。我们依托雏凤SysML的模型中继功能，将SysML模型中的块图、参数图、活动图、状态图等与MATLAB、Modelica进行无缝衔接，实现异构模型的高效协同——基于架构方案进行多维度核心指标分析与仿真验证。经过多轮迭代，最终筛选出最优架构方案，有效解决了传统架构设计中“凭经验决策”的弊端，让架构设计更具科学性与合理性。

将最终方案输出为可交付的数字样机，数字样机是无人装备研发从设计到实物落地的关键桥梁，数字样机需完整呈现产品的功能与性能，可应用于研发全生命周期。

相较于传统研发模式，本次基于雏凤SysML工具的正向设计方案，展现出三大核心优势，完美解决了无人装备研发中的痛点难点：

• 全流程闭环，打破信息壁垒：以SysML模型为核心，打通需求分析、架构设计、仿真寻优、数字样机输出的全流程，实现各环节数据互通、模型复用，消除传统研发中“需求与设计脱节、设计与仿真脱节”的问题，提升协同效率。

• 国产化适配，保障数据安全：雏凤SysML建模工具作为汉德天下自主研发的MBSE解决方案核心，兼容麒麟/统信等国产OS，并可导入其他平台的sysml模型，彻底摆脱对国外建模工具的依赖，保障无人装备研发的数据安全与自主可控。

• 多平台联合，无缝集成验证：利用雏凤平台实现了SysML、MATLAB/Simulink、Modelica三大领域模型的无缝集成与一体化运行。

• 高效可复用，降低研发成本：借助雏凤SysML的模型库创建与复用功能，可将本次研发中的系统级模型、专业算法等封装为模型库，后续同类无人装备研发可直接复用，大幅缩短研发周期、降低研发成本；同时，AI辅助建模功能（即将上线）可实现需求自动生成基础架构、智能校验建模错误，进一步提升建模效率。

项目成功输出了高内聚、可执行、可追溯的数字样机1.0：

1. 权威的系统架构模型：所有设计决策基于单一、无歧义的SysML模型，是后续所有开发活动的唯一依据。

2. 可执行的性能预测：数字样机可在虚拟环境中“飞行”，其航程、速度、稳定性等关键性能指标得到精确仿真预测。

3. 暴露的早期风险：在物理样机投产前，提前发现并解决了多个跨专业集成问题。

4. 完整的追溯链条：从最顶层的作战需求，到最底层的零件参数，均建立了双向追溯关系，确保设计合规，也便于变更影响分析。

5. 优化的系统基线：通过自动化寻优，获得了一个在性能、成本、可靠性等多目标间平衡的最佳初始设计方案基线。

核心价值跃升：

• 效率价值：将系统级设计、分析与优化周期缩短50%以上。

• 质量价值：将因需求误解和接口错误导致的后期设计变更减少70%以上。

• 成本价值：大幅减少物理样机迭代次数，降低研发总成本。

• 知识价值：将专家的经验和设计原理固化在模型中，形成可传承、可复用的组织资产。

本次无人装备系统正向设计、架构寻优及数字样机1.0的成功输出，不仅验证了雏凤SysML建模工具的实用性与可靠性，更彰显了汉德天下在MBSE领域的技术实力。同时也验证了模型驱动系统工程在复杂装备研发中的巨大潜力。下一步，汉德天下将与客户一同，将数字化的优势向全生命周期延伸：

向后延伸：将SysML需求、架构模型自动转换为软件代码框架、硬件接口控制文档，实现“模型到产品”的自动生成。

向后延伸：将数字样机与测试、生产、运维数据连接，构建覆盖装备“生老病死”的全生命周期数字主线。

生态扩展：连接更多的专业仿真工具（如CFD、FEA），构建更强大的多学科虚拟验证环境。

“用模型定义装备，用仿真预见未来”。汉德天下“雏凤”平台，以SysML为核心，融合多领域仿真技术，助力装备研发从“基于文档的接力赛”转变为“基于模型的协同战”，为打造未来智能化、高质量装备提供坚实的技术基石。

作为MBSE及体系建模解决方案领导品牌，汉德天下始终聚焦复杂工程系统研发痛点，持续迭代雏凤建模平台，即将上线的SysML 2.0和智能建模平台，将进一步实现AI赋能建模全流程，推动无人装备研发向智能化、高效化、标准化转型。

未来，汉德天下将继续以雏凤建模工具为核心，深化模型驱动数字化设计与验证技术的协同应用，为军工、高端制造、航空航天等领域提供更优质的MBSE全流程服务，助力更多企业实现研发模式升级，解锁复杂装备正向设计的新可能。

汉德天下·雏凤建模平台 自主可控·灵活定制·全流程赋能