基于MBSE的副翼及其操纵系统研发技术及应用

飞机的设计研发是一项涉及多学科领域、多目标、多约束的复杂系统工程过程,系统耦合紧密、参与人员众多、设计信息庞杂,以文档为中心的需求管理等传统研发方法突显出一定的困难,亟需探索新的飞机设计研发方法。以副翼及其操纵系统为研究对象,对基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,以下简称MBSE)方法进行了探索研究:采用达索MBSE方法论-MMS(Modeling Methodology for Systems,以下简称MMS),从使命、服务、功能和组件不同视角对副翼及其操纵系统研发的各个方面进行解析,进而完整定义系统;利用达索3D Experience平台,通过RFLP系统工程架构,进行了副翼及其操纵系统的需求开发、功能分析及逻辑架构设计,完成了需求、功能、逻辑架构、系统仿真、物理设计等模型的关联追溯,实现了以达索MBSE方法论为核心的研发技术的有效应用。     

基于公理化设计的系统工程方法与MBSE模型体系

对基于模型的系统工程MBSE方法及其建模体系进行了研究.在运用MBSE时,系统工程师所面临的挑战之一是如何对遇到的复杂工程问题进行分析,以及如何定义完整的系统模型.将公理化设计作为MBSE的理论基础,提出基于公理化设计的系统工程方法,同时建立对应的MBSE模型体系,为系统工程师完整定义复杂工程问题提供建模方法和模型框架.根据公理化设计中的设计域、设计公理和“Z”字形映射过程,分别建立复杂系统的设计过程、模型分析和控制过程,以及设计过程中的信息反馈回路;同时建立对应的系统需求模型、功能架构模型和物理实现架构模型,构成MBSE模型体系,从系统的、基于模型的角度为系统工程师提供一个描述工程问题的方法和完整视图.通过卫星电缆网设计验证文中所提出的观点,最后给出对应的结论和未来的研究工作.     

基于MBSE方法的全自动着舰系统（ACLS）安全性分析方法研究

鉴于舰载机着舰安全性问题是舰载机设计需要解决的关键问题，通过引入基于模型的系统工程（MBSE）研发模式，同时结合国际先进飞机研发及安全性分析标准，开展全自动着舰系统（Automatic Carrier Landing System ACLS）安全性分析与评估研究及实践，使得装备设计技术过程规范化大大提高，保证了安全性设计过程中的关联性及可追溯性。     

基于MBSE方法进行民机设计的工具链建设

随着民机系统的复杂度日益提升,系统工程的思想越来越多地被应用到民机设计中,而在系统工程中,基于模型的系统工程(MBSE)方法是未来的发展方向。阐述了基于MBSE的民机设计理念及基本的设计流程,介绍了对MBSE方法发展过程中具有重大影响意义的重要标准,针对设计流程中的每个阶段列举了当今世界比较流行的软件并介绍了这些软件的功能,最后提出了符合MBSE思想的工具链框架,为MBSE方法在民机设计中的落地提供了参考。     

基于模型的系统工程技术探析

介绍了基于模型的系统工程(MBSE)技术基本概念,结合飞机研制过程,分析了MBSE技术的实施方法,详细阐述了MBSE技术的需求定义、功能分析、逻辑设计、物理设计以及测试、集成和验证的数字化设计与验证流程。     

MBSE在民用飞机刹车系统需求分析中的应用

系统工程是组织管理复杂研制对象的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法,是一种对所有系统都有普遍意义的科学方法。随着民用飞机及其系统复杂程度的不断提高,系统的研制周期不断变长,研制成本不断增加,系统的质量管理、可靠性及集成工作的困难程度也越来越高。基于模型的系统工程（Model-Based System Engineering, 以下简称MBSE）用建模的方法和图形化的表达方式对民用飞机及其系统研制过程中的需求分析、系统功能分析、系统逻辑架构的设计综合与验证进行了有效处理。该文首先阐述了MBSE思想,然后分析了MBSE相比传统文档形式研制流程的优势,最后详细分析了MBSE在民机刹车系统需求分析中的应用。     

需求工程方法在机载系统研发中的应用研究

通过对需求工程的理论方法进行阐述,探讨机载系统研发过程中开展需求工程方法理论的应用研究。结合MBSE系统工程V模型流程说明航空产品研发各阶段与需求工程如何对应;结合ARP 4754A阐述复杂航空系统正向研发流程中需求工程如何实现。重点剖析机载系统研发过程中如何应用需求工程的技术流程,即需求开发,进行需求捕获—需求分析—需求分配—需求验证,来提升研发效率和产品质量,并辅以空气管理系统研发为示例演示系统研制过程中的需求开发过程。     

Siemens PLM Software LMS Imagine.Lab航空VIA解决方案在工程实践中的应用

<正>航空VIA实施目的随着基于模型的系统工程(MBSE)在工程和设计领域的推进,被广泛证明对改善复杂产品的研发模式有显著作用。在MBSE这个概念提出之前,绝大部分产品研发的思路是基于原型机或基于实物,这种研发模式的最大缺点在于,样机成型表明已经进入到设计后期,如果此时修改样机,局限性非常大;而且,这种验证是靠试错的方法进行的,效率非常低,无形中延长了研发周期。而VIA是MBSE在飞机系统上应用的     

基于模型的复杂航电系统联合设计

随着航空装备朝着信息化、网络化、体系化方向发展,复杂程度日益增加,对产品研发模式提出新的挑战。航电系统作为各类平台的任务核心,需求变化频繁,需承担越来越复杂的任务,且随着技术更新的加快,其复杂度、综合程度急剧提升,带来系统工程活动的增加与困难加剧,迫切需要数字化的开发方式,加速创新,提高系统设计质量与效率。本项目根据国内航电研发需要,在航电系统的初步设计中,探索了适应本领域的MBSE方法,以及基于团队协同、联合开展设计的实现方式,并在某航电系统初步设计中展开了实践。在方法上,针对Harmony SE方法在复杂度管理及增量开发/快速迭代2方面存在的问题,针对性给出解决方法,并在需求追溯、设计传递方面进行了优化与扩充;针对方法的落地化,提出了一种团队联合设计的方式,在实践中由主机、辅机共同组成的团队验证了联合设计的有效性及协调统一性。同时,基于探索与实践,提出了未来在航电系统研发中继续推进MBSE的关注点。     

经理人online

<正>世冠科技有限公司总经理张桥先生世冠科技,用仿真支持中国的飞行器开发世冠科技是一家致力于MBSE(基于模型的系统工程)技术应用的工程咨询公司,在多学科领域系统仿真、多源异构模型集成、智能测试等专业领域处于国内领先地位。世冠开发的飞行器集成设计平台GC-AIR是基于Modelica技术的多物理领域系统仿真工具,是第一家被国际Modelica学会接纳为会员的中国公司高精度航空专业库。这是国内首创,在技术上与国际MBSE功能模型开发平台同步;支持实时和超实时仿真,可与硬件系统一起组成Hi L系统和各种演示、验证系统。在航空领域,世冠科技长期服务于航空各大主机所、主要专业所及行业内骨干企业,并与用户一起开发出     

基于模型的系统工程概述

由于航空领域涉及的系统日益高度复杂,为更好推进基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,MBSE)研发体系,通过从当前遇到的问题、推行基于模型的系统工程的必要性、优势、未来的挑战等方面进行了较为详细地阐述.基于模型的系统工程研发体系具有知识表示的无二义、系统设计的一体化、沟通交流的高效率等优势,是未来发展的大趋势.     

Arcadia建模方法与SysML建模方法比较研究

基于模型的系统工程与传统系统工程相比,有着形象化、具体化、沟通效率高等多种优势。基于系统建模(System Modeling Language,简称SysML)语言进行建模用途广泛,但是通过实践,针对系统架构和系统运行场景分析,基于Sys ML的建模方法特点并不突出。而Arcadia的基于模型系统工程建模有着简单、清晰等特点,对于系统架构和系统定义均有着Sys ML所不具备的特点。通过系统设计的目标与特点,对基于Sys ML的建模方法和Arcadia方法进行比较研究和实践,总结两种方法在基于模型的系统工程领域中的优劣。     

计算机辅助实现航空器基线转弯程序设计的方法

随着航空事业的迅速发展,空中交通日趋繁忙,科学合理地利用空中资源是发展航空事业的基础.飞行程序设计是航行工程的重要组成部分.目前,国内大部分飞行程序设计主要还是手工设计,设计周期长,设计信息管理不规范.本文介绍了计算机辅助航空器基线转弯程序设计的方法、主要数据结构和实现算法.文章所描述的系统采用了数据库技术、地理信息系统技术和空间几何算法,实现了对航空器基线转弯程序设计过程和设计结果评价的可视化.解决了航空器基线转弯程序设计多年来的手工操作问题.     

智能化航空飞行控制技术的发展

随着航空器飞行环境的日益复杂,对航空器的任务性能需求也不断提升。为了应对飞行安全压力增大、驾驶员操纵负荷增加等问题,从航空飞行控制所面临的问题着手,对人工智能、航空飞行控制的发展历程和后续发展趋势进行初步的探讨。首先,对国内外人工智能技术以及智能化航空飞行控制技术的发展进行简要介绍及分析;然后,结合技术发展趋势对未来智能化航空飞行控制技术的发展趋势进行初步分析;最后,提出了目前航空飞行控制技术智能化发展的初步思路,为后续该领域技术的发展提供参考。     

基于遗传算法和神经网络的调参控制律设计

飞控系统的设计一般采用调参控制器，针对目前广泛使用的调参控制律增益设计，提出了采用遗传算法计算，然后应用神经网络逼近调参曲线的方法，该方法可以克服传统方法中试凑和插值带来的缺点，对工程应用有一定的参考价值。     

直升机总体设计思路和方法发展分析

直升机总体设计对于型号研制成功与否有着极为重要的影响。随着直升机相关学科以及信息化技术的发展,直升机总体设计亦从传统的原准机设计法、参数统计法等发展到现代的多学科设计优化法。特别是系统工程和并行工程思想以及现代项目管理理念在航空产品研制中的应用,对直升机的总体设计思想产生了重大影响,推动着直升机总体设计向智能化、综合化和系统化方向发展。首先,简要回顾了直升机总体设计技术的发展历程,介绍了传统设计方法和现代设计方法在型号中的应用及其相互之间的差异;然后,重点分析了系统工程和并行工程思想、现代项目管理理念、直升机新构型以及数字化技术对直升机总体设计思想和方法的影响;最后,展望了直升机总体设计方法的未来发展趋势。     

基于MBSE的通用质量特性建模分析技术研究

航空装备的可靠性、安全性、测试性分析在工程应用中存在大量重复性工作,如重复开展 FMEA 等;传统 FMEA 存在很多管理和技术问题,且 GJB/Z 1391—2006 中给出的功能及硬件 FMEA 方法自身也存在一定的技术缺陷,导致 FMEA 应用效果差,甚至很多外场真实故障应用传统 FMEA 是无法分析出来的。本文首先从 MBSE 角度着手,充分融合产品研制流程和通用质量特性的设计分析评估过程,以产品功能作为通用质量特性的输入,基于功能故障逻辑建模分析,对飞控系统功进行案例应用。结果表明：基于 MBSE 的通用质量特性建模分析技术可有效避免重复工作,并能解决“两张皮”问题。