【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于模型的系统工程，具体地，涉及一种基于mbse流程的电磁锁系统设计方法。
技术介绍
1、mbse，即“基于模型的系统工程”(model-based systems engineering)，是系统工程思想的一种具体实践和应用，它强调在整个系统生命周期中使用建模技术来描述、设计、分析、验证和确认复杂的工程系统。系统开发过程紧密围绕需求进行，需求模型在mbse中连接了设计、验证等多个工程环节，发挥着关键的中枢作用。
2、随着智能化技术的发展，系统工程在各个行业中的应用越来越广泛。在安全性和控制性要求日益增加的背景下，电磁锁作为一种重要的安全设备，逐渐被应用于门禁系统、智能家居、商业设施等多个领域。门上电磁锁的核心功能在于通过电磁原理控制门的开关，实现安全和便捷的访问控制。因此，确保电磁锁的设计既满足用户需求又具备高效性和可靠性，成为系统工程中亟需解决的问题。
3、传统的电磁锁设计方法往往依赖于经验和简单的功能描述，缺乏系统化的需求分析和设计过程。通常，在设计初期，工程师会根据用户的口头描述或书面要求，进行功能定义和初步的结构设计。设计完成后，往往直接进入生产阶段，导致系统在实际应用中可能出现功能缺失、性能不达标等问题。传统方法在面对复杂的系统需求时显得尤为不足，往往无法全面考虑各个因素的相互影响，导致设计不符合用户的真实需求。此外，传统方法对设计过程的验证和仿真环节的重视程度不足，容易造成设计缺陷未被及时发现，导致后续的调试和维护成本增加。
技术实现思路p>
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，本专利技术基于mbse框架，通过精细化的需求分析和系统架构设计，提升系统设计的准确性和可控性，确保最终实现用户期望的功能和性能。
2、为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
3、一种基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，包括以下步骤：
4、进行用户需求分析与定义，并将定义的需求转化为产品需求；
5、在系统级别对需求进行全面的分析，以确保所有功能和性能需求都得到涵盖；
6、完成系统需求分析后，进行系统架构设计，并细化功能与性能需求；
7、在细化完需求后，进行子系统架构提取；
8、进行子系统需求分配，并进行机械结构和电子电气分析；
9、进行机械结构设计和仿真验证；
10、进行设备需求分配。
11、优先地，所述进行用户需求分析与定义，并将定义的需求转化为产品需求的步骤，具体包括：在产品级别进行需求分析与定义时，首先要确定用户需求，在需求定义完成后，将定义的需求逐步转化为产品需求，对产品需求进行分层管理，将其细化到系统级，明确各个模块之间的接口关系和交互方式，以便后续的系统设计能够顺利进行。
12、优先地，使用需求跟踪矩阵来记录需求的转化过程，确保每个需求都有明确的责任模块和设计文档，通过该矩阵确保需求的可追溯性，便于在后续设计阶段进行验证和修改。
13、优先地，所述在系统级别对需求进行全面的分析，以确保所有功能和性能需求都得到涵盖的步骤，具体包括：在进入系统需求分析阶段时，首先需要在系统级别对需求进行全面的分析，以确保所有功能和性能需求都得到涵盖，通过使用层次化需求分析法将需求分解为多个层级，使用功能分解图对系统进行分层描述，其中每个层级代表不同的功能模块。
14、优先地，为了实现各模块间的有效协作，需定义模型的数量和接口关系，使用接口控制文档来记录模块间的接口信息，确保信息流的顺畅。
15、优先地，所述完成系统需求分析后，进行系统架构设计，并细化功能与性能需求的步骤，具体包括：在完成系统需求分析后，进行系统架构设计，形成功能树和架构树，明确各个子系统的功能分工，并利用场景分析法进行功能和架构的分解，形成功能模型和架构模型，通过功能树获取更具体的功能需求，并进一步推导出性能需求，考虑各种约束性需求，形成系统的完整需求描述。
16、优先地，所述在细化完需求后，进行子系统架构提取的步骤，具体包括：在细化完需求后，进入子系统架构提取阶段，采用功能分解法将系统需求细化为子系统，使用层次化结构图通过自上而下的方式将系统分为主要功能模块，并进一步细化为子模块。
17、优先地，所述进行子系统需求分配，并进行机械结构和电子电气分析的步骤，具体包括：完成概念设计后，进入子系统需求分配阶段，将得到的产品需求分配到各个子系统，形成子系统需求，在确定了子系统需求后，需要判断分析对象是否涉及到机械结构或电子电气部分，若涉及机械结构部分，则需进行机械结构需求分析；对于电子电气部分，需要进行双电气需求分析与设计，以确保系统设计满足各子系统的需求。
18、优先地，所述进行机械结构设计和仿真验证的步骤，具体包括：在完成电子电气需求分析后，进行机械结构设计，采用modelica语言进行机械结构的建模与仿真，确保结构设计的合理性和可行性，采用功能模型接口格式进行详细阶段的仿真验证，以确保设计的准确性与可行性。
19、优先地，所述进行设备需求分配的步骤，具体包括：将子系统需求分配到具体设备中，形成设备需求，进行功能和控制器的设计和仿真，优化模型，确保设备能够满足整体系统的需求。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
21、1、提升需求准确性：通过对用户需求的深入分析，系统化的需求定义与转化过程使得设计团队能够明确理解用户的期望功能和性能指标，从而减少了设计偏差，提升了最终产品的符合度。
22、2、优化设计流程：本专利技术将系统设计过程分为多个步骤，并在每个步骤中明确输出文档格式，这种结构化的方法增强了设计的可追溯性和一致性，确保设计团队在每个阶段都有清晰的目标和标准。
23、3、增强系统协同：在系统架构设计阶段，通过功能树和架构树的构建，明确了各个子系统的功能分工和接口关系，这一过程不仅增强了各模块之间的协同工作能力，还降低了因模块间不兼容而导致的潜在风险，提高了系统整体的可靠性。
24、4、提高验证有效性：通过概念设计阶段的仿真验证，使用系统建模语言进行模型的校准与评估，有效评估了设计方案的可行性；详细设计阶段的仿真验证进一步确保了设计的准确性与可行性，及早识别并解决潜在问题，降低了后续调试和维护的成本。
25、5、灵活应对需求变更：标准化的文档输出与信息管理机制使得设计过程中的需求变更更为灵活，在项目实施过程中，若出现用户需求的变更，设计团队可以快速响应并进行相应的调整。
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1.一种基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述进行用户需求分析与定义，并将定义的需求转化为产品需求的步骤，具体包括：在产品级别进行需求分析与定义时，首先要确定用户需求，在需求定义完成后，将定义的需求逐步转化为产品需求，对产品需求进行分层管理，将其细化到系统级，明确各个模块之间的接口关系和交互方式，以便后续的系统设计能够顺利进行。
3.根据权利要求2所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，使用需求跟踪矩阵来记录需求的转化过程，确保每个需求都有明确的责任模块和设计文档，通过该矩阵确保需求的可追溯性，便于在后续设计阶段进行验证和修改。
4.根据权利要求1所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述在系统级别对需求进行全面的分析，以确保所有功能和性能需求都得到涵盖的步骤，具体包括：在进入系统需求分析阶段时，首先需要在系统级别对需求进行全面的分析，以确保所有功能和性能需求都得到涵盖，通过使用层次化需求分析法将需
5.根据权利要求4所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，为了实现各模块间的有效协作，需定义模型的数量和接口关系，使用接口控制文档来记录模块间的接口信息，确保信息流的顺畅。
6.根据权利要求1所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述完成系统需求分析后，进行系统架构设计，并细化功能与性能需求的步骤，具体包括：在完成系统需求分析后，进行系统架构设计，形成功能树和架构树，明确各个子系统的功能分工，并利用场景分析法进行功能和架构的分解，形成功能模型和架构模型，通过功能树获取更具体的功能需求，并进一步推导出性能需求，考虑各种约束性需求，形成系统的完整需求描述。
7.根据权利要求1所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述在细化完需求后，进行子系统架构提取的步骤，具体包括：在细化完需求后，进入子系统架构提取阶段，采用功能分解法将系统需求细化为子系统，使用层次化结构图通过自上而下的方式将系统分为主要功能模块，并进一步细化为子模块。
8.根据权利要求1所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述进行子系统需求分配，并进行机械结构和电子电气分析的步骤，具体包括：完成概念设计后，进入子系统需求分配阶段，将得到的产品需求分配到各个子系统，形成子系统需求，在确定了子系统需求后，需要判断分析对象是否涉及到机械结构或电子电气部分，若涉及机械结构部分，则需进行机械结构需求分析；对于电子电气部分，需要进行双电气需求分析与设计，以确保系统设计满足各子系统的需求。
9.根据权利要求1所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述进行机械结构设计和仿真验证的步骤，具体包括：在完成电子电气需求分析后，进行机械结构设计，采用Modelica语言进行机械结构的建模与仿真，确保结构设计的合理性和可行性，采用功能模型接口格式进行详细阶段的仿真验证，以确保设计的准确性与可行性。
10.根据权利要求1所述的基于MBSE流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述进行设备需求分配的步骤，具体包括：将子系统需求分配到具体设备中，形成设备需求，进行功能和控制器的设计和仿真，优化模型，确保设备能够满足整体系统的需求。
...【技术特征摘要】
1.一种基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述进行用户需求分析与定义，并将定义的需求转化为产品需求的步骤，具体包括：在产品级别进行需求分析与定义时，首先要确定用户需求，在需求定义完成后，将定义的需求逐步转化为产品需求，对产品需求进行分层管理，将其细化到系统级，明确各个模块之间的接口关系和交互方式，以便后续的系统设计能够顺利进行。
3.根据权利要求2所述的基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，使用需求跟踪矩阵来记录需求的转化过程，确保每个需求都有明确的责任模块和设计文档，通过该矩阵确保需求的可追溯性，便于在后续设计阶段进行验证和修改。
4.根据权利要求1所述的基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述在系统级别对需求进行全面的分析，以确保所有功能和性能需求都得到涵盖的步骤，具体包括：在进入系统需求分析阶段时，首先需要在系统级别对需求进行全面的分析，以确保所有功能和性能需求都得到涵盖，通过使用层次化需求分析法将需求分解为多个层级，使用功能分解图对系统进行分层描述，其中每个层级代表不同的功能模块。
5.根据权利要求4所述的基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，为了实现各模块间的有效协作，需定义模型的数量和接口关系，使用接口控制文档来记录模块间的接口信息，确保信息流的顺畅。
6.根据权利要求1所述的基于mbse流程的电磁锁系统设计方法，其特征在于，所述完成系统需求分析后，进行系统架构设计，并细化功能与性能需求的步骤，具体包括：在完成系统需求分析后，进行系统架构设计，形成功能树和架构树，明确...
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