国家标准计划《系统与软件工程 基于模型的系统工程 统一架构建模语言》由 TC28(全国信息技术标准化技术委员会)归口,TC28SC7(全国信息技术标准化技术委员会软件与系统工程分会)执行 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国电子技术标准化研究院 、北京理工大学 、中国航天科技集团信息中心 、中国商飞北京民用飞机技术研究中心 、中国兵器工业信息中心 、成都电子科技大学 、上海交通大学 、中国船舶工业系统工程研究院 、华为技术有限公司 、中国空间技术研究院 、中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所 、中国兵器工业第208研究所 、中国航空研究院602研究所 、中国兵器工业集团公司中国兵器工业第二0二研究所 、奇安信科技集团股份有限公司 、北京中科蜂巢科技有限公司等 。
35 信息技术、办公机械 |
35.080 软件开发和系统文件 |
核心工业软件作为目前被制约中国创新发展的35项“卡脖子”技术之一,是目前我国的战略性新兴技术产业之一,代表作国家安全及航空航天领域的重大战略需求。
在《国防科技工业强基工程2025》顶层指导下,是建设中国特色先进国防科技工业体系的关键,同时是国家“十四五”重点研发计划中重点专项之一,是实现提升军工核心能力,增强自主创新能力,形成体系化、信息化、自主化和实战化的复杂装备,支撑国防强国的必要技术。
基于模型系统工程方法论(MBSE)已经被广泛应用于复杂产品研制工业界,各个企业组织均提出各自模型系统工程(MBSE)方法论,百花齐放、百家争鸣的十年随着达索、西门子等大的软件供应商收购并购,使得MBSE正逐步走向统一和标准化。
目前对MBSE方法论的内涵统一为含标准、流程、一体化模型顶层框架及本体的研究。
然而这些方法论以国外工业体系现状作为研发基础并参考相关设计准则及评价指标,国外与国内的工业体系和基础存在巨大差异,导致国外复杂产品系统工程理论在国内落地困难,水土不服,两层皮问题严重。
国内外在全生命周期一体化建模及功能样机建设方面已经开展了大量的研究工作,欧盟协会INCOSE、美国DOD和瑞士Modelica协会等提出相关统一建模协同语言规范,如SYSML、AADL、Modelica,实现复杂产品的设计空间里的基于统一语言的系统建模和仿真验证空间的基于统一语言的多学科耦合的功能样机开发。
当前采用国外的系统建模语言不同学科及层级的设计要素表征异构,系统建模语言的求解集成能力不足导致系统模型分析能力不足,而且系统架构建模与功能样机建模集成存在较大问题,无法实现真正统一的一体化建模,此外连续系统建模、硬件建模与软件建模无法无缝传递。
国内具备唯一自主可控的MBSE为KARMA语言, 由北京理工大学、上海交通大学、北京中科蜂巢科技有限公司联合洛桑联邦理工大学、瑞典皇家理工大学等单位研发并应用于航空及航天领域。
华中科技大学与苏州同元软控开发在国际语言MODELICA基础上开发了MWorks支持复杂装备功能样机构建及仿真。
浙江大学在国际语言SysML基础上开发M-Design工具支持设计空间的系统建模,索为开发了全生命周期支持SysML、Modelica、AADL等语言的工具链。
当前中美关系大变局下的国际关系不确定性,研发自主可控的一体化语言规范,构建语言生态,制定系统工程领域标准,构建符合中国复杂产品研制的本体,已经变得极为紧迫。
该标准所提出的基于模型的系统工程统一架构建模语言基于多架构统一建模语言KARMA进行语法规范定义。KARMA语言是由洛桑联邦理工、瑞典皇家理工、北京理工大学、上海交通大学、北京中科蜂巢科技有限公司等机构合作开发的文本式系统建模语言。KARMA语言已经在多家国内外高校、航天、航空、兵器、电子等相关工业部门,多个国家级(欧盟级)及省部级(瑞士创新项目)科研项目落地验证。该语言是一种更高抽象层次、以面向对象方法为核心的文本式建模语言,支持描述各种系统架构视角、架构模型转化、基于混合状态机及基于可满足性模理论的静态验证求解。 该语言的应用范围是在系统研发生命周期前端,解决使命任务定义及分析、体系定义及分析、系统需求、系统概念设计、系统架构设计、系统研发过程定义、系统研发信息定义等生命周期活动中,使命任务、体系、系统、系统研发过程及领域知识的全要素一体化语义表达。通过支持开发生命周期协作服务OSLC、ReqIF及EARS的需求描述规范及方法、JULIA、GOPPRRE/IoF系统工程本体及AR的集成,实现全生命周期研发数据及领域知识的一体化描述、决策及唯一数据源管理,最终形成以KARMA语言为核心的数字化工程解决方案。 该标准主要范围是基于模型的系统工程、语义建模、架构建模等相关语义规范定义,包括元元模型(图、对象、关系、角色、点、属性等)、元模型及模型等。于此同时,定义对应元模型及模型实例的相关固定语法及抽象语法。