X语言、方法和工具——支持MBSE的新一代一体化设计仿真技术体系

1、本书结合著者团队承担的国家重大科技项目和研究成果，凝聚了著者团队十多年的研究经验，深度挖掘了当前MBSE实践过程中的科学、技术问题。
2、本书具有前沿创新、理论深刻、体系全面、案例众多的特点，也具有围绕国家战略需求的特点和鲜明的北航复杂系统建模科研特色。
3、本书从MBSE当前的实践困境和破局方法入手，阐述X语言的基本设计理念、基础语法、方法论和软件架构，涵盖了MBSE的三大支柱：语言、方法论和软件，并针对性的给出了应用案例。

基于模型的系统工程（MBSE）是支持复杂产品设计、分析、论证等全生命周期活动的一类系统工程方法。MBSE的有效实施离不开建模与仿真技术的支持。X语言及相关技术体系旨在实现MBSE与仿真在建模语言层面的融合，从根本上解决MBSE中系统建模与仿真分离的问题，从而更高效地支持复杂产品的创新设计。
本书介绍了MBSE现状以及面临的挑战、X语言的相关基础理论、X语言的理论架构以及描述规范、基于X语言的MBSE方法论X-SEM、面向X语言的建模仿真平台XLab、基于X语言的体系建模方法以及X语言在不同领域的应用案例。
本书适合航空、航天、船舶、兵器、汽车等领域从事复杂产品系统设计的工程技术人员、管理人员学习参考，也适合高等院校、科研院所的系统工程、体系工程、机电设计等专业的师生作为教材和参考书使用。

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第1章基于模型的系统工程及其面临的挑战 1
1.1系统工程与正向设计 1
1.1.1系统工程的发展历程 1
1.1.2系统工程在中国的应用和发展 4
1.1.3关于正向设计 5
1.2从传统系统工程到基于模型的系统工程 6
1.2.1传统系统工程的不足 6
1.2.2基于模型的系统工程（MBSE） 7
1.3基于建模仿真的系统工程 9
1.3.1当前MBSE困局 9
1.3.2基于建模仿真的系统工程（MSBSE）与X语言 14
1.4本章小结 16
参考文献 16

第2章X语言相关基础理论 19
2.1混合系统 20
2.1.1连续离散混合系统 20
2.1.2智能系统 22
2.2混合系统建模相关理论方法 23
2.2.1离散系统建模理论 23
2.2.2多物理域连续系统建模理论 25
2.2.3智能体建模规范 27
2.3连续离散混合系统建模规范XDEVS 30
2.3.1XDEVS中的模型定义 30
2.3.2XDEVS中的状态定义 31
2.4基于XDEVS的连续离散混合系统建模方法 32
2.4.1连续输入/输出端口定义 32
2.4.2连续行为为主的混合系统建模 32
2.4.3离散行为为主的混合系统建模 35
2.4.4连续行为和离散行为交互的混合系统建模 36
2.5智能体建模方法 37
2.5.1智能体建模架构BDI-DEVS 37
2.5.2多智能体离散事件仿真框架 38
2.5.3案例 40
2.6基于SES-X的系统模型管理方法 41
2.6.1SES MB 框架 41
2.6.2SES-X 42
2.7本章小结 46
参考文献 46

第3章X语言架构及描述规范 49
3.1X语言架构 49
3.2X语言基本要素 52
3.2.1需求分析 52
3.2.2功能分析 58
3.2.3系统逻辑和物理架构设计 61
3.2.4模型管理 86
3.3X语言的特点和优势 89
3.4本章小结 90
参考文献 91

第4章基于X语言的MBSE/MSBSE方法论X-SEM 93
4.1MBSE方法论概述 93
4.2X-SEM概述 94
4.3X-SEM设计流程 96
4.3.1问题域 99
4.3.2解决方案域 100
4.3.3验证域 102
4.3.4优化域 103
4.4本章小结 104
参考文献 105

第5章面向X语言的一体化建模仿真软件XLab 107
5.1XLab系统架构 107
5.2XLab核心功能及技术实现 108
5.2.1XLab建模与管理服务 108
5.2.2模型编译、仿真调用以及可视化 112
5.2.3XLab仿真服务 114
5.3本章小结 129
参考文献 130

第6章基于X语言的体系建模 131
6.1基于X语言的多视图体系分析 131
6.1.1体系的概念及特点 131
6.1.2X语言对于多视图体系的支持性分析 133
6.1.3基于X语言开展体系建模的优势 136
6.2基于X语言的多视图体系建模方法 136
6.2.1作战视图建模方法 136
6.2.2系统视图建模方法 138
6.2.3能力视图建模方法 140
6.2.4服务视图建模方法 142
6.3案例 143
6.4本章小结 150
参考文献 151

第7章X语言应用案例 152
7.1案例一电动汽车系统设计 152
7.1.1背景概述 152
7.1.2基于X语言的建模与仿真 153
7.2案例二导弹电气系统设计 161
7.2.1背景概述 161
7.2.2基于X语言的建模与仿真 162
7.3案例三民航飞机起飞模型 167
7.3.1背景概述 167
7.3.2基于X语言的建模与仿真 168
7.4案例四交通系统模型 174
7.4.1背景概述 174
7.4.2基于X语言的建模与仿真 175
7.5本章小结 180
参考文献 181

第8章展望——MBSE 2.0 182
8.1设计、仿真、优化的深度融合 182
8.2MBSE向产品全生命周期的中期和后期延伸 183
8.3人工智能与MBSE的结合 184
参考文献 186

附录X语言巴克斯范式 188