同元软控

同元软控的Sysware SPACE是一款面向企业级系统工程全生命周期的模型驱动型协同平台，旨在帮助企业实现从传统文档驱动研发模式向模型驱动研发模式（MBSE）的转型，支撑复杂系统的需求定义、功能建模、逻辑设计、物理实现、仿真验证、测试确认及运维保障等全流程活动，最终提升研发效率、降低研发风险、缩短产品周期。Sysware SPACE并非单一工具，而是一个融合了系统建模、需求管理、协同设计、仿真分析、测试验证、数据管理等核心能力的一体化平台，其核心架构以系统模型为中心，贯穿研发全生命周期的各个环节。

一、核心定位与整体架构

Sysware SPACE的核心理念是"模型驱动"与"协同一体化"。与传统分散式工具链不同，它强调以系统模型作为研发过程的单一数据源，通过一体化平台设计整合全流程工具能力，消除数据孤岛，降低跨工具协作成本，同时提供企业级所需的可靠性、安全性和扩展性。

• 模型驱动：以SysML等标准建模语言为基础，构建覆盖系统全生命周期的数字孪生模型，所有研发活动均围绕模型展开，确保数据的一致性和可追溯性。
• 协同一体化：整合需求、建模、仿真、测试、数据等全流程工具，支持跨部门、跨地域团队的协同工作，实现研发过程的端到端管理。
• 企业级支撑：针对复杂系统研发的特点，强化了平台的版本管理、权限控制、流程合规、国产化适配等能力，满足航空航天、汽车、轨道交通等高端装备行业的严苛要求。

平台的逻辑架构分为以下六层：

1. 基础支撑层：提供国产化操作系统（麒麟、统信）、国产CPU（鲲鹏、飞腾）、国产数据库（达梦、人大金仓）的适配支持，以及分布式存储、计算资源管理、安全认证等基础能力。
2. 核心引擎层：包含模型引擎（SysML建模、模型验证）、工作流引擎（流程自动化）、仿真引擎（多学科仿真集成）、数据引擎（数据管理与分析）等核心技术组件。
3. 核心功能层：覆盖系统建模、需求管理、协同设计、仿真分析、测试验证、数据管理等核心功能模块。
4. 行业应用层：针对航空航天、汽车、轨道交通、电子、能源等行业的特定需求，提供定制化的解决方案和模板库。
5. 开放集成层：通过API接口、OSLC/FMI标准协议、插件机制等，实现与第三方工具（如Matlab/Simulink、CATIA、ANSYS、DOORS等）的无缝集成。
6. 用户交互层：提供Web端、桌面端、移动端的多端访问能力，以及图形化界面、可视化看板等交互方式。

二、核心功能模块详解

1. 系统建模模块

系统建模模块是Sysware SPACE的核心，基于SysML v1.6/v2.0标准，提供图形化、模型驱动的系统设计能力，支持复杂系统的多视图建模与验证。

• 多视图建模支持：覆盖系统研发的全流程视图，包括需求视图（用例图、需求图）、功能视图（活动图、序列图）、逻辑视图（状态机图、块定义图）、物理视图（内部块图、部署图）、接口视图（接口定义图、参数图）等。每个视图对应系统研发的不同阶段，帮助团队从不同维度理解系统。
• 图形化建模工具：提供拖拽式图形化建模界面，支持模型元素的快速创建、编辑与关联。例如，在功能视图中，用户可通过拖拽活动节点、控制流、对象流来描述系统的功能流程；在物理视图中，可通过拖拽块、端口、连接器来描述系统的物理架构与接口关系。
• 模型验证与校验：内置模型验证引擎，支持自定义验证规则（如SysML标准规则、企业自定义规则），实现模型的自动化检查。例如，检查需求是否被完全分配到功能模块、功能是否被分配到物理组件、接口是否一致、参数约束是否满足等。验证结果以可视化方式展示，支持错误定位与修复建议。
• 模型版本与基线管理：支持模型的版本控制（checkout/checkin）、分支管理（并行开发分支、迭代分支）、合并冲突解决。同时，支持模型基线的创建与管理，用于冻结特定阶段的模型状态，作为后续研发活动的基准。
• 模型复用与模板库：提供模型复用机制，支持将常用的系统模块（如传感器模块、控制模块）封装为可复用的模型组件，存入模板库。团队成员可快速调用模板库中的组件，提高建模效率。平台还提供行业通用的模型模板库（如航空航天系统模板、汽车电子模板），降低建模门槛。
• SysML v2.0新特性支持：全面支持SysML v2.0标准，包括模型的模块化（Module定义）、参数的约束表达式（ConstraintBlock）、模型的层次化分解（PartDefinition）、接口的标准化定义（InterfaceDefinition）等新特性。SysML v2.0相比v1.6，更强调模型的模块化与复用性，提高了模型的表达能力与灵活性。

2. 需求管理模块

需求管理模块支持系统需求的全生命周期管理，实现需求的捕获、分析、分配、追溯与变更管理，确保需求的完整性、一致性和可追溯性。

• 需求捕获与导入：支持多种需求来源的捕获，包括文本输入、表格导入（Excel/CSV）、文件导入（Word/PDF）、第三方工具导入（如DOORS）。需求可分类为功能需求、非功能需求（性能、可靠性、安全性）、接口需求、约束需求等，并支持自定义需求属性（如ID、优先级、状态、来源、负责人）。
• 需求分析与分配：提供需求分解功能，支持将高层需求分解为低层需求，形成需求层级结构。同时，支持需求分配功能，将需求分配到系统的功能模块、物理组件或测试用例，确保需求的可实现性。
• 需求双向追溯：实现需求与模型、仿真、测试的双向追溯。例如，需求到功能模型的追溯（需求被分配到哪个功能）、功能模型到物理模型的追溯（功能由哪个物理组件实现）、物理模型到仿真用例的追溯（组件的仿真验证用例）、仿真用例到测试用例的追溯（仿真结果与测试结果的对比）。追溯链路以图形化方式展示，方便团队快速定位需求的影响范围。
• 需求变更管理：支持需求变更的申请、评审、审批、执行与验证流程。变更申请需填写变更原因、影响范围、实施计划等信息，经过相关人员评审通过后，方可执行变更。变更执行后，平台自动更新相关的模型、仿真、测试数据，并通知受影响的团队成员。
• 需求基线与报告：支持需求基线的创建与管理，用于冻结特定阶段的需求状态。同时，提供需求报告生成功能，支持自定义报告模板（如需求覆盖率报告、需求变更报告、需求状态报告），帮助团队掌握需求的整体情况。
• 需求优先级管理：支持需求优先级的排序，采用MoSCoW方法将需求分为Must have（必须实现）、Should have（应该实现）、Could have（可以实现）、Won't have（暂不实现）四类。优先级排序帮助团队在资源有限的情况下，优先实现关键需求，确保项目的成功。

3. 协同设计模块

协同设计模块支持跨部门、跨地域团队的协同工作，消除数据孤岛，提高团队协作效率。

• 团队协作空间：提供基于项目的团队协作空间，支持团队成员的加入与退出、权限分配（如只读、编辑、审批）。团队成员可在协作空间中共享模型、数据、文档，并进行实时沟通。
• 模型在线评审：支持模型的在线评审功能，评审人员可在模型上添加批注、提出意见，评审意见与模型元素关联。评审流程可自定义（如初审、复审、终审），评审结果自动记录并通知相关人员。
• 实时消息通知：平台内置实时消息系统，支持模型变更、需求变更、评审意见、任务分配等事件的自动通知。通知可通过Web端、邮件、短信等方式发送，确保团队成员及时获取最新信息。
• 跨工具协同：通过开放集成层，实现与第三方工具的协同工作。例如，与CATIA的协同：将CATIA中的3D模型导入平台，与系统模型关联；与ANSYS的协同：将平台中的物理模型参数导出到ANSYS，进行结构仿真；与Matlab/Simulink的协同：将平台中的控制模型导出到Simulink，进行控制算法仿真。协同过程中，数据自动同步，避免手动重复输入。
• 异地协同支持：支持多地域团队的实时协同工作，通过分布式部署架构，确保异地团队访问平台的速度与稳定性。例如，北京的需求团队、上海的设计团队、深圳的测试团队可在同一平台上实时协作，共享模型与数据。

4. 仿真与分析模块

仿真与分析模块支持多学科仿真的集成与自动化，实现系统的虚拟验证，降低物理样机的成本与风险。

• 多学科仿真集成：支持结构仿真（ANSYS、ABAQUS）、流体仿真（Fluent、CFD）、电磁仿真（HFSS、CST）、控制仿真（Matlab/Simulink、Dymola）、热仿真（ICEPAK）等多学科仿真工具的集成。通过标准接口（如FMI、Co-Simulation）实现多学科联合仿真，模拟系统的真实运行环境。
• 仿真流程自动化：内置工作流引擎，支持仿真流程的可视化编排。例如，用户可通过拖拽式界面，将仿真步骤（如模型导入、参数设置、仿真执行、结果分析）编排为自动化流程，并设置触发条件（如模型变更后自动执行仿真）。流程执行过程中，平台自动记录每个步骤的状态与日志。
• 仿真数据管理：支持仿真输入数据（模型参数、边界条件）、输出数据（仿真结果文件、图表）的统一存储与管理。仿真数据与系统模型关联，支持按模型、仿真任务、时间等维度进行检索。同时，支持仿真数据的版本控制，确保仿真结果的可追溯性。
• 仿真结果可视化与分析：提供仿真结果的可视化展示功能，支持2D/3D图表（如曲线、云图、动画）的生成与交互。例如，结构仿真的应力云图、控制仿真的响应曲线、流体仿真的流场动画等。同时，支持仿真结果的对比分析，例如不同参数下的仿真结果对比、仿真结果与测试结果的对比，帮助团队评估系统性能。
• 仿真报告自动生成：支持仿真报告的自动生成功能，用户可自定义报告模板（如仿真任务描述、输入参数、结果分析、结论建议），平台自动填充仿真数据并生成报告（Word/PDF格式），提高报告撰写效率。
• 数字孪生集成：支持数字孪生应用的集成，将仿真模型与物理实体的数据同步（如传感器数据、运行状态数据），实现数字孪生模型的实时更新。通过数字孪生模型，团队可实时监控系统的运行状态，预测系统故障，优化系统性能。

5. 测试与验证模块

测试与验证模块支持基于模型的测试（MBT），实现测试用例的自动生成、执行与管理，确保系统满足需求。

• 基于模型的测试用例生成：支持从系统模型自动生成测试用例。例如，从状态机模型生成状态转移路径测试用例、从活动图生成功能流程测试用例、从参数图生成参数边界测试用例。测试用例与需求关联，确保需求的覆盖率。
• 测试执行与管理：支持测试用例的手动执行与自动化执行。自动化执行可通过集成测试工具（如JUnit、TestStand）实现，平台自动记录测试结果（通过/失败/跳过）。同时，支持测试任务的分配、进度跟踪、结果统计，帮助团队掌握测试进展。
• 测试结果追溯与分析：实现测试结果与需求、模型的追溯。例如，测试用例与需求的关联（测试哪个需求）、测试结果与模型的关联（测试失败对应的模型元素）。平台提供测试结果的分析功能，支持测试覆盖率统计（需求覆盖率、模型覆盖率）、缺陷统计（缺陷类型、严重程度、分布），帮助团队定位系统问题。
• 验证报告生成：支持验证报告的自动生成功能，用户可自定义报告模板（如测试计划、测试结果、缺陷分析、验证结论），平台自动填充测试数据并生成报告，作为系统验证的依据。
• 缺陷管理：支持缺陷的全生命周期管理，包括缺陷的创建、分配、跟踪、关闭。缺陷与测试用例、模型关联，帮助团队快速定位缺陷的根源。平台提供缺陷统计报表（如缺陷数量趋势、缺陷严重程度分布、缺陷修复率），帮助团队掌握缺陷的整体情况。

6. 数据管理模块

数据管理模块支持系统研发全流程数据的统一管理，实现数据的资产化、可复用化。

• 全流程数据统一存储：支持模型数据、需求数据、仿真数据、测试数据、文档数据等全流程数据的统一存储。数据存储采用分布式架构，支持PB级数据量的存储与管理。同时，支持数据的多副本存储，确保数据的可靠性。
• 数据版本与基线管理：支持数据的版本控制（checkout/checkin）、分支管理、合并冲突解决。同时，支持数据基线的创建与管理，用于冻结特定阶段的数据状态，作为后续研发活动的基准。
• 数据血缘与影响分析：实现数据的血缘追踪，展示数据的来源与去向。例如，模型元素的来源（需求分配）、仿真数据的来源（模型参数）、测试数据的来源（仿真结果）。血缘分析支持影响分析，当某个数据发生变更时，平台自动识别受影响的数据范围，通知相关人员。
• 数据资产化与检索：支持数据的资产化管理，将数据分类为模型资产、仿真资产、测试资产等，并添加元数据（如名称、描述、类型、创建者、创建时间）。平台提供全文检索功能，支持按元数据、内容进行检索，帮助团队快速找到所需数据。

7. 生命周期管理模块

生命周期管理模块支持系统从概念设计到退役的全生命周期追踪，确保系统研发过程的合规性与可追溯性。

• 生命周期阶段管理：支持系统生命周期阶段的定义与管理，例如概念设计、详细设计、仿真验证、测试确认、生产制造、运维保障、退役等阶段。每个阶段可设置入口条件、出口条件、里程碑事件，确保研发过程的有序进行。
• 状态与里程碑管理：支持系统状态的定义与管理，例如草稿、评审中、已批准、已发布等状态。里程碑事件用于标记系统研发的关键节点（如需求基线发布、模型基线发布、仿真验证完成、测试确认完成），平台自动记录里程碑事件的时间、负责人、结果。
• 流程合规管理：支持研发流程的自定义与合规检查。例如，定义需求变更流程、模型评审流程、测试验证流程，并设置合规规则（如需求变更必须经过评审、模型必须通过验证才能进入下一阶段）。平台自动检查流程的合规性，确保研发过程符合企业规范。

8. 开放集成模块

开放集成模块支持与第三方工具的无缝集成，实现数据的无缝流转，保护企业现有IT投资。

• API接口：提供RESTful API接口，支持模型数据、需求数据、仿真数据、测试数据的导入/导出、查询/修改。第三方工具可通过API接口与平台进行数据交互。
• 标准协议支持：支持OSLC（Open Services for Lifecycle Collaboration）协议，实现与DOORS、JIRA等工具的协同；支持FMI（Functional Mock-up Interface）协议，实现与Matlab/Simulink、Dymola等工具的仿真集成；支持STEP（Standard for the Exchange of Product Model Data）协议，实现与CAD工具的模型数据交换。
• 插件机制：提供插件开发框架，支持第三方工具的插件开发与集成。例如，开发CATIA插件，实现CATIA模型与平台模型的双向同步；开发ANSYS插件，实现ANSYS仿真数据与平台的自动同步。
• 工具链集成案例：支持与多种第三方工具的集成，例如：
  • 需求工具：DOORS、PTC Integrity
  • 建模工具：Matlab/Simulink、CATIA、Sparx Enterprise Architect
  • 仿真工具：ANSYS、ABAQUS、Fluent、HFSS、Dymola
  • 测试工具：JUnit、TestStand、LabVIEW
  • 项目管理工具：JIRA、Confluence

三、技术特点与优势

• 国产化全栈适配：Sysware SPACE全面支持国产操作系统（麒麟操作系统、统信UOS）、国产CPU（鲲鹏、飞腾、龙芯）、国产数据库（达梦数据库、人大金仓、南大通用）、国产中间件（东方通、金蝶天燕），满足国家信创战略要求，保障企业数据安全。
• 模型驱动的核心架构：以系统模型为单一数据源，贯穿研发全生命周期，消除数据孤岛，确保数据的一致性和可追溯性。模型驱动的研发模式相比传统文档驱动模式，可提高研发效率30%以上，降低研发风险50%以上。
• 全生命周期覆盖：支持系统从概念设计到退役的全生命周期管理，涵盖需求、建模、仿真、测试、生产、运维等所有环节，提供端到端的解决方案。
• 跨工具无缝集成：通过API接口、标准协议、插件机制，实现与第三方工具的无缝集成，保护企业现有IT投资，避免工具链的重复建设。
• 企业级高可靠性：采用分布式架构，支持集群部署，数据多副本存储，系统故障自动恢复，确保平台7×24小时稳定运行。平台的可靠性达到99.9%以上，满足高端装备行业的严苛要求。
• 全方位安全保障：提供RBAC权限管理（角色、用户、权限的三级管控）、数据加密（传输加密、存储加密）、操作审计（记录所有用户操作）、漏洞扫描等安全功能，满足等保三级要求，保障企业数据安全。
• 易用性与低门槛：提供图形化、拖拽式的操作界面，降低建模与使用门槛。同时，提供行业通用的模型模板库、流程模板库，帮助企业快速上手，缩短平台的实施周期。

四、典型应用场景

• 航空航天：卫星系统研发：在卫星系统研发中，Sysware SPACE用于需求定义（如卫星的轨道控制需求、通信需求）、功能建模（姿态控制功能、数据传输功能）、物理建模（卫星的结构架构、电子设备架构）、仿真验证（姿态控制仿真、通信链路仿真、热仿真）、测试验证（基于模型的测试用例生成、地面测试数据与模型的对比）。通过平台，跨部门团队（需求部门、设计部门、仿真部门、测试部门）实现协同工作，缩短卫星研发周期6-12个月，降低研发成本20%以上。
• 汽车：智能驾驶系统研发：在智能驾驶系统研发中，Sysware SPACE用于需求定义（如L4级自动驾驶的功能需求、安全需求）、功能建模（感知功能、决策功能、控制功能）、逻辑建模（感知算法流程、决策算法流程）、物理建模（传感器、ECU、执行器的硬件架构）、仿真验证（传感器仿真、算法仿真、硬件在环仿真）、测试验证（基于模型的测试用例生成、实车测试数据与模型的对比）。通过平台，实现从需求到测试的端到端追溯，提高智能驾驶系统的可靠性，缩短研发周期30%以上。
• 轨道交通：列车控制系统研发：在列车控制系统研发中，Sysware SPACE用于需求定义（如列车的速度控制需求、安全防护需求）、功能建模（牵引控制功能、制动控制功能、信号交互功能）、物理建模（列车的控制单元架构、信号设备架构）、仿真验证（牵引制动仿真、信号交互仿真、故障仿真）、测试验证（基于模型的测试用例生成、实验室测试数据与模型的对比）。通过平台，确保列车控制系统的安全性与可靠性，满足EN 50128等国际标准要求。
• 电子：复杂电子系统研发：在复杂电子系统研发中，Sysware SPACE用于需求定义（如电子系统的性能需求、电磁兼容性需求）、功能建模（信号处理功能、数据存储功能、通信功能）、物理建模（电子元器件的布局架构、电路板的设计架构）、仿真验证（电磁兼容仿真、信号完整性仿真、电源完整性仿真）、测试验证（基于模型的测试用例生成、实验室测试数据与模型的对比）。通过平台，提高电子系统的设计质量，降低电磁兼容问题的发生率。
• 能源：电力系统研发：在电力系统研发中，Sysware SPACE用于需求定义（如电力系统的稳定性需求、效率需求）、功能建模（发电功能、输电功能、配电功能）、物理建模（发电机、变压器、输电线路的架构）、仿真验证（电力系统稳定性仿真、故障仿真、效率仿真）、测试验证（基于模型的测试用例生成、现场测试数据与模型的对比）。通过平台，提高电力系统的稳定性与效率，降低故障发生率。

五、总结

同元软控的Sysware SPACE是一款面向企业级系统工程全生命周期的模型驱动型协同平台，通过整合系统建模、需求管理、协同设计、仿真分析、测试验证、数据管理等核心能力，帮助企业实现从传统文档驱动研发模式向模型驱动研发模式的转型。平台具有国产化全栈适配、模型驱动核心、全生命周期覆盖、跨工具无缝集成、企业级高可靠性、全方位安全保障等优势，已广泛应用于航空航天、汽车、轨道交通、电子、能源等高端装备行业，为企业提升研发效率、降低研发风险、缩短产品周期提供了有力支撑。

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