
背景
某航天研究所已经开展MBSE设计探索工作多年,现阶段已展开基于模型设计的平台建设,下一步将展开型号应用模型设计。基于航天某院数字化大纲的要求,航天某所作为分系统研制单位,承接型号总体单位系统设计建模要求,构建满足航天某院下发技术要求的某型号发动机模型,包括需求模型和功能模型。
挑战
•以文档为中心开展系统设计,设计依赖人的经验,设计数据无法有效复用,无法开展协同设计
•现有设计核心关键指标分解完全依赖于经验及Excel表进行简单的计算分解,没有完整的分解及验证过程。
•系统设计阶段没有有效的仿真验证手段,产品设计过度依赖最终的试验测试,设计变更成本高。
解决方案
引入MBSE设计理念及方法,基于上级下发的需求模型展开某发动机任务分析及系统正向设计,并基于已有经验和指标分解经验公式进行梳理总结为完整的指标分解验证函数关系,并将指标分解过程及函数封装于正向设计过程中。最后通过和Mworks联合仿真的形式实现系统设计值与指标要求值的闭环验证分析。
项目成果
对某发动机正向系统设计,实现以下成果:
•基于统一的建模语言,通过数据模型化和仿真自动化的方式,实现设计开发的数字化转型;
•承接某院下发的需求模型,开展发动机架构设计,保证了以技术要求为设计输入,信息的连贯性和一致性,便于变更追溯;
•在产品研发早期进行基于多学科协同仿真验证,尽早暴漏问题,降低设计成本;
•提供仿真优化环境,使得多专业设计仿真工具能有效整合在一起,发挥工具协同效应。
通过库建设,实现以下成果:
•把以往的设计模型进行总结归纳,将通用的模型元素(标准单机、标准接口、标准功能等)进行建模入库,作为企业数字资产,在后续项目中,通过对模型库的复用,进一步发挥已有模型的价值,实现数字化模型资产化;
•设计师在新的项目中通过对模型库的合理引用,能有效提高建模效率,并且搭配着模板配置、视图定制、报告模板配置等技术手段的使用,能有效节省设计师花费的时间,提高工作效率,从而达到一定程度上缩短研制周期的目的。
客户收益/成效
承接上级某院对发动机的需求模型,并基于此展开发动机系统方案设计,形成完整的设计追溯;
梳理了完整的某发动机设计核心指标分解及验证过程,并以函数形式封装于架构设计模型中;
建设了某型号发动机设计完整的库建设及使用思路,提高模型复用率
实现了发动机系统设计需求模型和功能模联合仿真闭环验证,填补了系统仿真的空白