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[CATIA见闻] 上电所贯彻MBe理念推动设计协同提升型号产品研发效率

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CATIA自学网 发表于 2019-4-10 10:47:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
CATIA自学网
2019-4-10 10:47:00 3249 0 看全部
  中国航空报讯:“十叁五”以来,为深入贯彻落实航空工业关于基于模型的系统工程(MBSE)推进工作要求,航空工业上电所立足航空电子产品全生命周期研发过程创新,积极探索和实践基于模型的工程(MBe)过程和方法,承接MBSE系统模型,推进以建模仿真与数据驱动为核心的多学科协同设计平台建设,实现快速对接制造,取得了卓有成效的进展。

  需求牵引,承接系统工程模型,构建新型数字样机

  航空电子产品是典型的复杂系统,随着MBSE的发展,为了提升设计能力,上电所在传统电子、机械数字样机的基础上,尝试纳入需求、功能和物理架构模型,结合电子、机械、软件等多学科模型,构建了航空电子产品新型数字样机。

  以显控处理计算机系统为例,上电所利用DOORS工具,梳理了平台层和资源层的需求库,形成了从系统、整机、模块到部件的结构化可追踪需求树,同时借助Rhapsody/EA、STOOD/OSATE等建模工具,对系统架构的硬件和软件进行建模,形成了相应的功能架构模型和物理架构模型库,为型号项目的论证和初步设计迭代提供了支撑。在产品详细设计阶段,借助Mentor System Designer设计工具,将整机和各模块的电气交联关系模型化,并与传统的电路设计图纸关联,整合了符号、封装、信号完整性、叁维模型、热模型、强度模型、BOM信息等各类数据,形成了从系统贯穿至元器件层级的电子数字样机。

  仿真先行,关注非功能性需求,提前验证产品性能

  新型数字样机的构建,为产品在初步设计阶段提前验证非功能性需求奠定了基础。上电所在产品设计阶段充分利用各类仿真分析工具,加强多学科协同仿真设计,取得了良好收益。

  在物理架构设计阶段,通过基于AADL语言的架构建模仿真,对系统的资源占用率、软件调度性、数据流端到端延时等非功能性需求进行分析,为系统架构设计和物理资源分配提供依据。相关工具方法已在多个产品中得到应用推广。

  在电子工程过程中,基于整机的电气和机械模型,以及完整的多学科元器件模型库,可对产品的电气、机械特性进行多学科的协同仿真分析,为优化产品SWaP性能提供有力支撑。在某通用化设计项目中,上电所通过电、热、强度、虚拟装配等多学科的仿真优化,并引入工业设计过程,实现了模块通用化标准化、产品性能与测试性维护性兼顾的ARINC600系列化机箱标准产品,形成了上电所的品牌效应并在行业内得到了推广。

  数据驱动,构建协同研发平台,实现基于模型的工程过程

  数据驱动,流程再造,是将基于模型的工具方法集成,以模型作为核心数据,以数据贯穿研发流程,实现MBe方法与电子工程过程的统一。上电所在MBe过程建设方面主要开展了专业深挖和跨学科协同两方面工作。

  专业深挖方面,首先是自主研发平台工具链。将系统设计、物理架构分析评估、平台配置管理等设计过程通过统一的数据库和数据转换接口进行综合,形成统一的设计工具链,将数据驱动的设计方法和过程作为产品,与平台一起打包提供给系统用户。同时还开展了基于MATLAB开发工具和UVM验证方法的复杂电子硬件(CEH)开发验证平台、GJB5000A软件工程化平台、CAE设计协同仿真平台等多项专业协同平台的建设和推广应用。

  跨学科协同方面,主要着力于构建跨学科的协同研发平台,实现电子、机械和软件的协同设计。以多学科的元器件模型库为基础,借助Mentor电子设计工具链和CATIA机械设计工具链,实现了电子、机械的设计数据传递;将原本基于文档的电子、机械、软件的设计检查单,转换为各类设计工具的DRC检查规则,实现自动化的检查,提升设计效率;通过建设IPPD集成研发平台将工程过程模型化信息化,实现研发工具的集成协同、上下游数据贯通共享以及研发知识在研发流程中的嵌入和推送。深入推进面向制造的数据平台建设,持续完善以EBOM为核心的BOM体系,完成了BOM基础数据的整理和自动化工具的建设,并在多个型号项目中开展试点。BOM平台和PMIS、MES等工艺制造信息化系统的协同,有效提升了产品在设计、工艺、采购、制造等环节的流转效率,缩短了研制周期。

  自推进以来,MBe在上电所产品全生命周期正向设计制造中发挥了显着作用,创造了巨大的价值。未来上电所还将继续围绕“方法、过程、工具”要素,深耕跨专业协同工具的建设,结合产品平台丰富模型数据库,探索数据驱动的研发平台,为打造航电精品提供强有力的支撑。
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