《无人潜航器数字工程案例研究》367页

伊卡洛斯团队创建了一个基于无人潜航器（UUV）的数字工程案例研究，通过执行 MagicGrid 架构开发方法，提供了使用 Cameo Systems Modeler 开发架构的强大视图。案例研究包括通过中间件软件（ModelCenter MBSE）连接该架构模型，以直接驱动多个工程分析工具（Excel、MATLAB/Simulink、计算机辅助设计工具）。通过实验设计对设计进行改进，并通过软件工具（ModelCenter Explore）实现可视化。本案例研究提供给海军水面作战中心-胡内姆港分部（NSWC PHD），作为系统工程师和系统后勤人员培训的补充，以填补现有培训的空白。

近年来，数字工程（DE）和基于模型的系统工程（MBSE）已成为美国国防部（DOD）和海军部（DON）的行业标准。数字工程被定义为 "一种综合的数字方法，它使用权威的系统数据源和模型作为跨学科的连续体，以支持从概念到处置的生命周期活动"（Shepard 和 Scherb，2020 年）。许多海军组织已经适应了数字工程方法，并开始提供培训计划，重点关注数字工程的各个组成部分以及有助于支持这些流程的工具。

其中一些培训项目严格专注于数字工程流程的一个特定组成部分。虽然许多培训项目都深入关注某一特定组成部分，但它们只是对数字工程或架构开发方法进行了有限的分割。不同组成部分之间缺乏流动性，这暴露了数字工程教学的不足。所提供的培训课程并没有展示建筑开发和工程分析工具之间是如何相互作用的，也没有展示它们是如何协同工作以实现成功的数字工程流程的。因此，学生在构思整个建筑开发方法和探索优化建筑设计的数字工程技术时受到限制。

本文的主要目标是利用 MBSE 和数字工程实施对理论上的无人潜航器 (UUV) 进行案例研究，以补充当前的培训和教育。这将通过三项成果来完成：理论无人潜航器数字系统架构示例、MagicGrid 架构开发方法（包括工程分析软件工具的使用）的书面和可视化教程，以及关于整个案例研究的最终报告。

理论UUV 是一个系统概念，将使用 Cameo Systems Modeler 将其转化为数字架构模型。利用 MagicGrid 架构开发方法，除了 Model Center MBSE 外，UUV 架构模型还可通过不同的工程分析工具 [即 Excel 和 MATLAB/Simulink（计算机辅助设计工具）] 进行连接和分析。为了说明开发过程，在架构的同时还完成了基于文本和视频的教程。最后，在架构模型上进行实验设计，以测试系统能力并完善设计。

这些教程包括一个模型模板，作为当前培训和教育的补充，提供更深入的 MBSE 和数字工程工具、技术和流程。这满足了利益相关者的目标和要求，最终成果还可用于重新评估当前基于模型的程序执行流程。