根据数字样机的基本定义,数字样机大概分为需求样机、功能样机、几何样机、性能样机、制造样机和运维样机等,这些样机通过数字主线进行关联、集成和统一管控。
图1-数字样机分类
由于军方需要的样机,其中一个核心功能是要在数字化平行战场上进行模拟演练,实现武器性能的数字化验证,因此,性能数字样机的交付,目前是核心的一环,也是各工业部门重点研究探讨的内容。
图2-基于性能数字样机的数字平行战场仿真
建设目标
安怀信与某单位共同定义的性能数字样机模型鉴定系统,可以实现对接收的数字样机模型进行置信度的评估,并且可以实现对接收的数字样机模型进行层级管理。
模型鉴定工具:
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结构静力学模型鉴定工具;
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结构动力学模型鉴定工具;
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传热及流体模型鉴定工具;
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0-1D系统性能模型鉴定工具;
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模型降阶工具。
模型鉴定管理系统
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模型鉴定管理平台;
数字化交付流程
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接收来自设计所的数字样机模型;
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对指定的数字样机参数,如传动系统的XXX,与试验结果进行比对,完成模型鉴定
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判断模型误差是否在可接受范围内;
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对满足要求的数字样机模型进行入库统一管理。
图3-性能数字样机验收流程
性能数字样机鉴定及管理系统架构
图5-安怀信信威V&V多学科工具及能够验证的CAE工具
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动力学验模工具 SimV&Ver Dynamic
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静力学验模工具 SimV&Ver Static
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数学模型验模工具 SimV&Ver Math
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流体模型验模工具 SimV&Ver CFD
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电磁模型验模工具 SimV&Ver EM
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仿真快速前后处理工具 SimV&Ver Easy2Sim
性能数字样机交付及验收管理系统:信威Pyramid系统
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具备基于层级金字塔模式进行数字样机模型的管理;
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具备结构静力学鉴定、结构动力学模型鉴定、传热及流体仿真模型鉴定、0-1D系统性能仿真鉴定等工具接口,可以自动收集数字样机鉴定工具的验模数据;在模型鉴定管理分系统平台中进行数据的统一存储。
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具备模型标定任务管理的功能;
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具备模型鉴定流程管理的功能。并且在平台上结合鉴定要求进行鉴定指标的集成及可视化。
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具备鉴定文档、规范的管理功能。
图6-信威性能数字样机管理系统主界面
代理模型生成工具:信威BDiDesigner工具
图7-代理模型的产生途径及其价值
数字化平行战场仿真环境:星耀SHINE仿真工具
图8-用星耀系统构建的电子对抗场景仿真
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任务、作战想定面板(数字战场任务编辑)
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装备轨迹与姿态设定
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地理环境建模(支持GIS系统集成)
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气象环境建模
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光电环境建模
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美国、欧洲等主战飞机高精度模型
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美国、欧洲等主战导弹高精度模型
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美国、欧洲等主战舰船、航母高精度模型
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激光设备高精度模型
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EOIR设备高精度模型
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雷达通信设备高精度模型
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轨道计算
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电磁对抗算法
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信号处理算法
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光学对抗算法
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通信/网络仿真算法
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深度学习算法集成
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