中国企业数字化软件行业展会——中国数字化学会•第三届黑科技节，将于2019年5月24日在深圳龙岗区坂田天安云谷国际会议大厅中举办。
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今天数字君给大家推荐的这一家参展商
是位于A-01展区的华望
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杭州华望系统科技有限公司成立于2014年，近年来，公司逐渐成长为一家专业从事基于模型的系统工程（MBSE）、智能创新设计平台研发的高科技公司。公司前期技术主要来源于浙江大学CAD&CG国家重点实验室刘玉生教授团队。自2008年至今，“十年磨一剑”，已经成为国内MBSE方面的主要解决方案提供商。公司业务主要是以MBSE为核心展开，可分为以下三个方面：(1) 基于模型的SysML建模工具平台研发。研发了完全具有自主知识产权、国际首款网络版的MBSE平台M-Design 2.0。该平台不仅完全支持SysML九大图（Diagram）的建模、支持SysML的三大扩展机制；同时还具有模型驱动、自顶向下的智能建模工具，有效支持总体功能/指标的自动分解、复杂系统的架构自动生成、需求覆盖性验证等。(2) 面向复杂系统全生命周期的工具链集成。基于元模型思想，解决了系统级设计与系统级仿真、系统级设计与详细设计、优化与分析等不同工具链间的数据关联问题。解决复杂系统全生命周期内数据集成问题。(3) 复杂工程系统的MBSE实施。将复杂系统的多学科领域知识与MBSE理论方法进行有机结合，突破MBSE中面向领域行业MBSE方法论、领域知识元模型表达、多学科模型库等关键核心问题，让MBSE在企业真正落地开花，培养了一支高水平的实施团队。
公司用户主要是十大军工企业，包括航天科技集团/科工集团、中电集团、中航工业、航发、商发等。目前已经在航天五院总体部和载人航天总体部、北京华为、上海华为、中电集团14所、铁路科学院机车所、中航工业615所等进行试点应用与实施服务。
基于模型的系统工程（MBSE）
自主可控平台M-Design
一、应用背景
我国制造业的总量和规模已居世界前列，很多产品产量居世界第一。但我国仅是制造大国，还远非是制造强国。工业增加值率仅为26%左右，比美、日、德要低10多个百分点；高科技产品增加值占整个制造业增加值的比重只有1/7~1/8；我国制造企业的自主创新能力仍较弱；很多高端产品大量进口，飞机发动机、高档数控机床、集成电路装备等依赖进口。高端装备均是一个复杂机电系统，系统设计是我国高端装备研制的薄弱环节。
与此同时，我国航天事业取得了惊人的成绩，其主要原因之一就是应用实施了系统工程。但随着产品系统的复杂程度急剧增加，原有基于文档的系统工程已远远不能满足要求，基于模型的系统工程（MBSE）应运而生。2007年，SysML的提出及其作为复杂系统设计建模标准语言的地位的确立，使得实现统一规范的多领域产品系统设计知识建模、进而支持智能自动的系统创新设计成为可能。通过图（Diagram）的形式，SysML支持对复杂系统的需求、结构、行为、参数等进行基于模型的说明、分析、设计等。其优势是：一方面从一开始就在产品所有相关人员如用户、设计人员、供应商间建立无二义的交流平台；另一方面也在机械、电子、控制等多领域模型间建立统一表征与无缝集成。
因此，MBSE将可以提高高端产品的研发设计能力，支持顶层、系统、整体的创新设计，从而支持我国由制造大国向制造强国、智造大国的转变，进而改变我国制造业“高端失守、低端混战”的局面。同时，通过将之与现有的CAD设计工具、CAE仿真分析工具、系统级仿真工具等进行有机集成，实现对多领域复杂产品从顶层到底层、从系统从部件、从整体到局部的全过程创新设计的支持。
自2008年起，在一系列国家级项目和企业应用项目的支持下，浙江大学CAD&CG国家重点实验室MBSE团队在完全自主可控、具有知识产权、基于SysML的复杂装备系统级设计建模平台研发、模型驱动的智能自动化系统设计、系统设计与相关工具链集成等方面已经取得了一系列性的研究成果。基于此，成立了产业化公司“杭州华望系统科技有限公司”，研发了完全自主可控、国际首款的复杂装备系统级设计建模平台M-Design，具体包括：
支持SysML的建模平台MD-Modeler
模型驱动的智能设计工具MD-Designer
工具链集成工具MD-Linker
二、SysML的建模平台MD-Modeler
MD-Modeler目前已能全面支持SysML所有9个图（Diagram）即需求、功能、结构、行为、参数等图的建模；同时也定义了一个系统设计的模型知识库，已具备了进行多域复杂系统进行总体设计的能力。目前团队全力研发国际首款基于Web、具有B/S结构的MBSE建模平台，即MD-Modeler2.0版。具体功能如下：
(1) 支持用户需求的条目化建模和基于SysML进行图形化建模，并在二者进行关联与切换；支持基于Word或Excel等用户需求的导入与导出；支持用户需求、系统需求等之间建立追溯、分解、满足等各种关系，实现正向与反向的跟踪。
(2) 支持对复杂系统静态结构建模，对SysML中的块图、包图和内部块图等均能支持，同时还支持基于块及块图的多层嵌套建模功能；
(3) 支持对复杂系统行为的建模，对SysML中的活动图、状态图、顺序图、用例图均支持，能够从不同方面初步分析、表达复杂系统的行为。
(4) 为支持在复杂系统不同属性间建立约束关系，我们还在自主可控的M-Design系统中实现了参数图，能把行为模型、结构模型与工程分析模型如性能模型和可靠性模型等结合起来，以便支持决策分析，评价各种备选解决方案。
图1.MD-Modeler的主要建模功能示例
三、模型驱动的智能设计工具MD-Designer
从用户给出总功能要求开始，到功能指标分解、架构生成、需求覆盖性验证等，团队在多个环节均进行了比较深入的研发工作，提出了一系列的方法与算法，研发了相应的智能化模型驱动工具。具体如下：
（1）基于SysML自顶向下与自底向上相结合的用户总功能指标分解
大致思路如图2所示，简述如下：
图2. 功能指标自动分解框架图
首先基于定性过程推理自动得到总功能的功能效应；其次，针对能量流提出基于工作原理的分解方法以自动找到适合的工作原理，而针对材料流，则考虑材料形态变化的影响而自动查找支持形态变化的工作原则。这里最为关键的是还要考虑并不是所有给出的功能均能直接进行分解，探索了基于穷举的反向搜索分解方法。其基本思想是，以待分解功能的输出流将作为初始的搜索条件，而其输入流将作为搜索的目标通过这样的功能分解方式，即可得到一颗包含许许多多原理解的功能树，设计人员可以从中找到具有创新原理的概念设计方案。
（2）基于SysML系统架构模型的自动生成与评价
大致思路如图3所示，简述如下：
图3. 总体系统设计方案的生成与验证
利用建好的本体知识库（包括功能、组件、原理解，可根据需要进行相关领域知识的扩充），采用流或者物理效应作为中间属性，实现从功能到组件的自动搜索，对上一步得到的能实现每个功能的组件，排除不符合设计师具体指标分配的组件。对剩余的可行组件，针对每类组件要考虑的具体指标及其重要程度，采用了层次分析法，得到每个组件实现该功能的优劣权值。这里为避免架构生成过程中存在的组合爆炸问题，借鉴了动态规划的思想，对应逻辑架构中的每个功能，在添加实现该功能的组件时，排除和已经添加过的组件不兼容的组件，生成可行的物理架构。然后再根据设计师要求的整体设计指标值进行整体优劣排序，辅助设计师选择最优物理架构进一步详细设计。最后进一步基于并扩展了概念图对生成的物理架构模型是否满足全部需求进行验证。
四、工具链集成工具MD-Linker
（1）基于SysML系统设计与多领域统一的系统仿真自动集成与转换
大致思路如图4所示，简述如下：
图4. 系统设计与多域系统仿真集成图
先对构件的物理本构语义进行定义与表示，并给出层次式多视图的系统统一行为模型形式化表示方法，这里的难点是在要在SysML的基础上，给出支持包含多域行为耦合的多细节层次的离散/连续混合行为建模的方法，其次，探索基于复杂多样的系统设计模型自动建立复杂机电装备产品统一行为模型的方法；接着，研究建立系统设计模型与统一行为模型间的模型上下文及基于上下文的动态关联，以支持变动信息的正确分析与传播。最后，能对于设计给出的变动找出其所有可能影响的局部区域，并经过参数映射等完成统一行为模型的局部变动。这里的难点是在基于模型上下文确定设计模型中主要相关参数的变动后，通过对设计模型中不同层次的不同图进行约束推理完成对系统设计模型的变动传播。
（2）基于SysML系统设计与多学科系统优化的集成
大致思路如图5所示，简述如下：
图5. 系统设计与系统优化集成图
先针对多学科优化中的解耦问题进行探索，提出一种基于有向图去环的策略处理来多学科优化分析中的解耦方法，以提高多学科优化时的效率与质量。接着探索复杂产品系统设计与系统优化的集成的问题。首先，探索基于标准系统建模预言(SysML)的优化问题、优化方法的形式表示方法；随后，针对一个给出的复杂产品设计要求，研究如何重用已有的优化方法，提出基于优化语义的的优化算法自动选择策略；最后将优化结果反馈给出设计人员。
（3）基于SysML的系统设计与多学科详细设计的集成与关联
大致思路如图6a和b所示，简述如下：
图6b.系统级与多学科协同设计关联图
为使系统设计模型能作为不同学科详细设计的基础，首先，在其中包含了不同学科详细设计所需的粗略信息。这里的难点是几何信息的表示，具体包括构件形状及构件空间约束关系两部分。随后，基于三元图文法，自动生成EXPRESS表示的机械构件初始详细设计模型的方法。这里的关键是定义好源模型和目标模型的元模型及其间的映射关系和规则，然后生成初始CAD装配模型的生成。之后，为保证复杂产品多学科协同设计过程中系统设计模型的一致性，必须建立多领域关联的模型依赖图，并提出基于模型变动识别的传播与同步更新的方法。最后，为避免不同学科间协同设计的设计冲突，基于冲突避免的设计变更处理思想，尽量在避免冲突的同时，使所有的设计目标达到最优。
如您对华望感兴趣或想深入了解及合作
欢迎5月24日前来天安云谷国际会议大厅
近距离接触这场软件盛宴
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活动名称：中国数字化学会•第三届黑科技节——暨中国企业数字化软件行业展会
活动地点：深圳龙岗区坂田天安云谷3栋D座3楼国际会议大厅
活动时间：2019年5月24日（周五） 09:00-17:00
活动主办：中国数字化学会
合作协会：深圳市软件行业协会
活动承办：软服之家、工控兄弟连、智汇工业
活动协办：深圳市增强现实技术应用协会、华为、数智互联、湃睿科技、Unity、埃森哲、PTC、音智达、达索、赛意信息、软通动力、中软国际、佰聆数据、Tableau、知达教育、天机网
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⊙ 自驾出行：导航至坂田天安云谷-3栋D座，步行至终点；
⊙ 地铁出行：乘坐地铁至坂田地铁站，步行至坂田东村，乘坐m221路(福田高铁站-清湖产业园总站)在坂田东村上车，在岗头村委下车，步行至终点；
⊙ 公交出行：乘坐E29路、NE31路、高峰专线130、高峰专线181公交车至天安云谷下车，步行至终点；
*按实际交通路线为准
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