中国航天科工集团某院总体设计仿真协同平台案例

一、项目背景

  中国航天科工集团某院总体设计部是航天飞行器系统总体设计、总体协调和技术抓总的骨干研制单位。近年来，随着航天飞行器型号研制任务快速增长，传统研制模式和手段已经无法满足现有业务的需求，严重的影响了型号研制目标（周期、质量、成本等）的达成、技术创新以及市场竞争力的提升。

  1、“学科孤岛”客观存在

  各个专业自主开发或采购了各种计算工具、仿真软件，也形成了各个学科领域的研究方法和发展思路，但是学科间缺乏有效的沟通方式，形成了一个个“学科孤岛”；

  2、“部门墙”问题凸显

  对于大型号研发项目的仿真任务，需要多个部门和多专业人员参与，存在频繁的数据传递、解析、验证与沟通工作，缺乏有效的手段对各个仿真环节、输入输出进行管理、监控和追溯；

  3、缺乏知识管理平台

  积累了大量学科分析流程与经验，但缺少有效的IT平台予以固化和重用；

  4、重复劳动影响创新

  大量重复性的设计仿真工作分散了研究人员的精力，影响其在新技术创新领域的工作投入；

  5、数据无法有效共享

  仿真分析数据存储在个人计算机上，缺乏有效的分类、存储和共享手段。

二、实施方案

  在历时近6个月的实施过程中，联合项目组收集并综合国内外军工领域的研发技术发展趋势，认真分析业务现状与痛点，注重将软件功能的先进性与工程应用的实用性要求相结合，为总体部打造了如下平台关键能力：

  1、跨专业协同设计能力

  · 将总体、气动、结构等专业协同设计流程以模板形式固化在3DExperience平台中，支持基于不同项目条件对研发流程模板进行裁剪并自动生成研发任务计划。

  · 兼顾流程的规范性与灵活性，支持对创新业务流程的手工搭建与执行，并可以在创新流程成熟后进一步固化为研发流程模板。

  · 支持任务流与数据流的统一，规范学科上下游间的数据传递条件。

  · 通过可视化的数据影响关系图，及时反映学科上下游间数据更新状况。

  · 基于固化的总体参数优化流程模板，自动执行计算分析，并能够由计算结果自动生成几何外形模型。

  2、专业内部的集成化设计—仿真—优化能力

  · 基于自动化性能分析流程、DOE 算法、优化算法等手段，支持多种气动外形在工作载荷、环境计算性能分析实现气动外形的优化并保证产品在不同工况下的可靠性。

  · 紧密集成近10种专业设计仿真工具，实现专业内部的快速设计、多方案快速探索及优化。

  · 对仿真结果进行向导式分析，并支持分析报告自动生成。

  · 将各个学科的仿真经验和仿真流程模板固化为专业能力目录，支持“货架式”专业能力拼接并快速构建面向型号的多专业仿真技术流程。

  · 支持平台与LSF高算系统的紧密集成，支持仿真流作业的多作业并行提交，结果的自动反馈能力。

  · 符合军工行业保密管理要求的三员管理及密级管控能力。

三、建设成果

  通过基于模型的协同仿真平台实施上线，既满足了该企业当前型号总体方案阶段所需的方案快速响应、快速研发和方案优化需求，助力当下型号研制，也为企业推动创新，最终实现数字化转型。主要体现在：

  1、突破专业间的壁垒，实现了以研制任务为牵引、模型为载体、知识模板为驱动、自动化仿真计算为手段的跨专业高效协同，有效缩短“设计-仿真-优化”迭代周期。

  2、建立了统一的型号总体设计仿真数据源，支持持续的知识积累与沉淀。

  3、通过“货架式”专业能力拼接实现知识自动化，提升型号设计质量，缩短型号研制周期。

  4、通过平台的建设，为“智慧总体部”的建设提供了智慧数据的保障，为后续工业大数据等信息化技术提供了可能。