民机研制系统工程若干基本概念的哲学思考

出于自主创新的需要,国内航空工业界已逐渐认识到系统工程方法在民机研制中的重要性。因此,越来越多的民机企业开始采用国际权威的《民用飞机与系统研制指南(SAE ARP 4754A)》来进行民机型号的研制,以确保民机型号研制过程能满足适航审查的要求。然而,由于这一指南中的一些基本概念不够清晰、逻辑也不严密,使得国内民机工程师难以准确把握系统工程的本质,进而导致他们实施系统工程方法时面临着很大的困难。从科学哲学、设计哲学等与民机研制紧密相关的学科出发,对民机研制系统工程中的若干基本概念进行了剖析,并在此基础上提出了一组更加清晰的系统工程概念(即行为、作用、功能、需求、要求等),以方便民机工程师能更好地理解系统工程方法的本质,并能在民机型号研制过程中进行应用。     

基于GM(1,1)分段组合的宽体货机预测模型研究

航空货运市场是全球航空运输市场的重要组成部分，与全球经济、贸易的发展息息相关。航空货运市场的发展趋势及需求直接影响到货机市场的发展趋势及货机行业的发展规划。而作为全球航空货运市场的运输载体，货机尤其是远程宽体货机对货物的国际间运输和交流起到了至关重要的作用。当前主流的预测方法为根据需求与供应的对应关系进行预测，预测过程相对复杂，预测的精度相对较高，不足之处在于预测工作周期较长，难以快速获得预测的结果。根据当前灰色系统理论，建立了宽体货机机队预测的灰色预测模型GM(1,1)，并用分段组合的方式，较为精确地预测宽体货机未来机队的发展情况，预测较为快速，效率较高，能满足一般精度的预测需求。     

基于场景分析的维修性需求捕获方法研究

维修性是产品质量的一种特性，良好的维修性是民机快速、经济维修的基础和前提。在民用飞机研制过程中，正确、完整的捕获维修性需求是维修性设计的核心。场景分析是一种传统的、常用的需求捕获技术，在研究利用场景分析的手段开展民用飞机维修性需求捕获时，充分考虑了民机的全寿命周期，构建完善的维修场景层级框架体系，同时引用质量管理中“人”、“机”、“料”、“法”、“环”五个概念，结合实际维修活动，形成了五个基本维修维度。建立维修场景分析流程，通过不同的维修场景下维修人员一系列的维修操作，与各维修维度的交互关系，捕获飞机的维修性需求。最后，结合前面的捕获方法及流程，以某型民用飞机为例，系统阐述了维修场景框架系统及基于场景的维修性需求捕获过程。     

基于工况/场景的飞机系统试验验证方法

描述了一种飞机系统在试验室系统综合或全机级环境下进行设计验证的方法和过程。首先定义系统需求所在工况/场景,然后根据功能基线,确定工况发生的阶段以及完成此工况需参与的系统范围和构型,从而形成具体的试验步骤,进而通过试验来判断系统的响应是否满足上一级需求。     

浅谈大型企业柔性共享计量测试平台构建

为应对数字经济时代的挑战，抓住新一轮科技革命和产业革命的发展机遇，国家计量发展规划指出建立国家现代先进测量体系，鼓励打造智慧计量实验室实施管理模式转型升级。文章围绕面向网络化、智能化重塑核心竞争力为背景，分析计量行业面临数字化转型的迫切需求，以信息技术为基石，以数据为驱动力，研究架构协同开发基础环境、智能计量业务环境和智慧数字管理环境，整体构建集开发、测试、服务为一体的柔性共享计量平台，重构技术体系、产品体系和服务体系，实现运营智能化、测试自动化、产品数字化、服务敏捷化，提升计量实验室的管理效率、人员能力和价值创造能力，为可持续高质量发展提供重要支撑，为大型企业计量实验室数字化转型提供参考。     

软件定义测控系统体系架构与关键技术

为了满足快速变化的民商航天测控需求和小卫星及大型星座的快速发展导致的测控任务爆炸式增长需求，将软件定义技术这一被认为改变游戏规则的革命性技术，从互联网行业引入航天测控系统，提出了软件定义航天测控系统体系架构，实现测控系统新一轮技术革新。文章首先分析了传统航天测控系统体系架构及存在问题，其次讨论了软件定义航天测控系统具有层次化设计标准，应用接口开放，系统集中控制，基础资源可灵活重组等技术特征。随后分析了该体系架构的优势及标准接口与规范、软件定义射频前端、软件定义信道和软件定义基带4项关键技术，并对软件定义测控系统发展作出了展望。研究结果表明相比传统测控系统软件定义航天测控系统架构更能满足日益发展的航天事业对测控资源的需求。     

一种傅里叶域海量数据高速谱聚类方法

谱聚类方法广泛应用于数据挖掘和模式识别等领域，但大规模数据上高计算代价的特征向量求解及大数据带来的巨大内存需求，使得其应用于大规模数据时受到了极大的限制。为此，研究了基于傅里叶域的海量数据高速谱聚类方法。利用数据模式的重复性特点在傅里叶域建模，将耗时的特征向量计算转化为对预先确定的傅里叶域判别基进行选择来确定最终的特征向量，计算过程只需进行简单的乘法和加法运算，计算量得到极大的约减; 分批次训练样本，使用部分样本即可估计出整体数据的特征向量分布，确定最终的特征向量，压缩了计算时间和内存需求。在Ijcnn1、RCV1、Covtype-mult、Poker及MNIST-8M等大规模数据上的实验结果表明，所提方法在聚类精度等各项指标基本保持的前提下，训练时间相比FastESC、LSSHC、SC_RB、SSEIGS及USPEC等方法最高快了810.58倍，证明了所提方法在处理大规模聚类数据方面具有显著优势。      

嵌入式软件智能合成框架及关键科学问题

程序合成是提高软件开发效率和质量的有效途径，也是计算机科学重要的前沿方向之一。首先，概述了程序合成方法的国内外研究现状及其存在的问题。在此基础上，提出了软件知识产权(intellectual property, IP)的概念和一种基于软件IP的嵌入式软件智能合成开发模式(IP-based embedded software intelligent synthesis, IPESIS)及其框架。最后，阐述了IPESIS需要解决的关键科学问题和主要研究内容。IPESIS通过定义领域需求描述语言，在更高的抽象层次上对目标软件进行刻画，以软件IP为粒度缩小程序搜索空间，采用机器学习等人工智能技术自动合成程序，有望突破现有方法的局限，进而实现嵌入式软件开发从手工编程模式到软件IP研发和基于软件IP的智能合成模式的转变。     

高超声速ISR平台乘波外形优化设计及需求验证

对乘波构型在高超声速ISR平台气动外形设计上的应用问题进行了研究。基于高超声速ISR平台的总体参数,对锥导乘波体进行了参数化几何建模。以升阻比和容积率为优化目标,采用正交试验设计方法、非线性回归模型和粒子群算法对锥导乘波体进行了多目标优化设计。选取Pareto前沿中的4个特征点作为高超声速ISR平台的初步气动外形,采用数值计算方法对其进行了性能分析,并对设计需求进行了初步验证。研究结果表明:上下表面"双凸"、两侧近似机翼的乘波体在保持较高升阻比的同时又具有较大的容积率,满足航程、载荷和起飞重量等设计指标的需求,可用于高超声速ISR平台气动外形设计。由于航程指标值较大,对燃油结构质量比的要求较高。