MBSE（基于模型的系統工程）通常被用來進行復雜大系統設計。法國貢比涅大學的科學家舉重若輕，用最新的DEPS方法，以活動和人為中心完成基于系統方法的鋰電池設計。

本文提出了一種在系統工程框架內對復雜物理系統進行初步設計的方法。這種方法以預設計任務中涉及的活動和參與者為中心。它側重于使用DEPS（DEsign Problem Specification）對設計問題進行建模，這是一種在工程中指定和建模設計問題的最新形式。這種設計方法完善了基于仿真的分析方法，這些方法目前主要用于物理系統的設計。

特別是該方法允許綜合預設計架構，這是分析/仿真方法無法做到的。從需求的文本規(guī)范開始，所提出的方法構建了設計問題的形式模型，并使用約束規(guī)劃對其進行了解決。討論了與這種方法相關的思想和概念：問題模型的可重用性問題，問題的概念，知識和解決方案空間以及需求的正式規(guī)范以及區(qū)分設計問題模型和設計系統模型的所有其他內容。電動汽車鋰離子電池設計示例作為本文的實際用例。

結論

本文的目的有兩個。首先，它提出了一種通過基于綜合過程的基于模型的方法預先設計物理系統的方法。這項工作的主要目標之一是提出一種方法和框架，專門針對面臨具體和復雜設計問題的工業(yè)設計師。在這種情況下，所接受的愿景同時是建設性的、歸納的和可升級的。這種方法的一個關鍵方面是鼓勵設計要求和設計問題的形式化，以適應不同利益相關者（客戶、設計師、專家、項目負責人）的觀點。該方法基于問題規(guī)范語言DEPS及其建模/求解集成環(huán)境DEPS Studio。DEPS語言利用了面向對象語言的許多優(yōu)點（可重用性，分解，泛化/專用化，繼承），解析步驟使用約束規(guī)劃。一旦我們設計了結構化系統（功能和/或結構上），并且我們能夠建立一組設計屬性，如方程、代數和/或邏輯不等式，這種方法是可取的。這不符合純粹創(chuàng)新或創(chuàng)造力的目的。

其次，該方法在基于電動汽車鋰離子電池設計的用例中進行了說明。這個例子證明了這種方法的相關性和有效性。很明顯，與任何新方法一樣，學習語言和計算機工具的階段是必要的，對于已經熟悉面向對象建模的用戶來說，這將更容易。然而，作為工業(yè)/學術伙伴關系的結果，已經做出了特別的努力，以便工業(yè)設計部門的專家可以使用形式主義和語言。通過這種方式，我們鼓勵有興趣的人根據自己的設計需求對其進行測試，并幫助我們改進當前版本（更多信息可在 DEPS 協會網站DEPS （2020）上找到）。與任何面向對象或基于模塊的語言一樣，DEPS中內置的模型可以重用于不同或更復雜的設計問題（例如，用于用例或不同需求的完整工具）。目前，作者正在努力擴展電池示例以考慮環(huán)境限制，并將電池集成到更大的設計問題中，即電動或混合動力汽車。用例的分辨率表明約束規(guī)劃非常適合，因為解決時間仍然非常短。然而，整體設計時間不限于解決時間，它還必須包括指定需求和對設計問題進行建模所花費的時間。這些擴展的目標之一是評估是否確實可以通過利用我們的設計方法提供的模型的可重用性和DEPS語言的使用來節(jié)省設計時間。

DEPS語言是最新的，因此在不斷發(fā)展。自第一個版本以來，添加了新功能，將來應該會出現一些功能。例如，本文中討論的用例使用其處理目錄約束和混合變量的能力。本文側重于物理系統的設計，但其他論文也討論了嵌入式系統軟件的設計，這使得可以考慮使用它來設計信息物理系統或產品服務系統。在未來的工作中，我們還計劃將合成過程生成的解決方案連接到Modelica仿真中。

審核編輯：劉清