[發明專利]氣象衛星的自頂向下裝配設計方法

有效

• 申請號: 201410066657.8
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103793578B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 褚學寧;呂國林;李玉鵬;儲德新
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 鐘玉敏

技術領域

本發明涉及氣象衛星型號產品設計技術領域，尤其涉及一種氣象衛星的自頂向下裝配設計方法。

背景技術

氣象衛星產品研發過程中設計意圖廣泛、參照關系復雜、設計變更頻繁，并且模塊單元之間設計參數權限控制嚴格。氣象衛星裝配設計是衛星研制過程中的重要環節，目前采用自頂向下的設計方式，其實質是一種在產品設計過程中通過建立頂層設計規劃，并將該規劃作為設計準則逐級向下傳遞的設計方法。在氣象衛星自頂向下裝配設計過程中，各級骨架模型的建立是整個衛星設計的基礎，通過采用骨架模型捕捉設計意圖并搭建產品結構，從而將必要的設計意圖和參照關系自頂向下進行傳遞和共享。并且使用骨架模型作為中心參照，就可以通過改變骨架來實現氣象衛星的設計更改，實現全局控制和設計參數化。

目前，典型的氣象衛星自頂向下裝配設計過程為：首先，按照氣象衛星產品基本功能需求，構建頂層設計規劃，用來定義產品的基本功能、基本結構、全局參數以及參數之間的依賴關系；其次，根據頂層設計規劃，設計意圖與參照關系以骨架模型為載體，通過發布幾何向下層模塊單元傳遞；接著，下層模塊單元創建本層骨架模型，通過復制幾何接收設計意圖與參照關系，并根據本層模塊單元的要求繼續向下層模塊單元發布設計參數；依此類推，直至產品設計參數傳遞至最底層的零部件；最后，進行零部件的實體化及詳細設計。

但是現有技術至少存在以下缺點：

設計意圖和參照關系通過單一的標準骨架模型進行自頂向下傳遞，并且完全受控于頂層設計規劃，形成了單一的設計參數傳遞路徑；

在設計參數的發布過程中，同層級模塊單元共享了來自上層設計模塊發布的所有設計參數，不能形成有效的設計參數權限控制；

在進行設計更改時，采用單骨架模型會使得更改的設計參數在整個骨架模型里自頂向下傳遞，導致設計更改效率比較低，且對其他模塊造成設計干擾；

在氣象衛星系列化研制過程中，自頂向下設計使得上下層模塊之間耦合性較強，而通用模塊的重用會把相關設計參照帶入新產品中，導致參照關系混亂。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是針對現有技術中氣象衛星裝配設計方案中存在的上述不足，提出一種基于多骨架模型的自頂向下裝配設計方法，用于解決傳統氣象衛星自頂向下裝配設計過程中設計參數傳遞路徑單一的局限性，并且降低上下層模塊單元之間的耦合性。該方法在產品橫向設計上采用多功能骨架模型，對設計參數進行分類管理，形成有效的設計參數受控發布；在產品縱向設計上采用多層次骨架模型，對設計參數進行分層控制，避免模塊重用時的參照關系混亂。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種氣象衛星的自頂向下裝配設計方法，包括以下步驟：1）對氣象衛星進行功能描述、概念設計和結構分解，確定產品結構之間的參照約束與裝配關系，并從各層級設計頂層定義全局設計所必需的設計參數，輸出布局設計模型；2）根據所述布局設計模型，自頂向下在各層級模塊單元中構建多骨架模型，并將布局映射到骨架模型中，實現布局參數驅動骨架特征，輸出多骨架模型；3）根據多骨架模型，對最底層模塊單元的實體特征進行詳細設計，建立具體的工程約束等，并對詳細設計模型進行工程分析，輸出詳細設計模型。

進一步地，所述步驟1）中，對氣象衛星進行功能設計，描述氣象衛星需要實現的具體產品功能；根據功能描述進行概念設計，建立實現氣象衛星功能的基本工程結構；對產品結構進行分解，構建實現產品功能的模塊、子模塊及模塊接口。

進一步地，所述步驟2）中，建立整星級、艙段級的位置骨架，在位置骨架中構建隸屬于本模塊單元的下層模塊單元的接口與位置特征，控制與所述本模塊單元對應的下層模塊單元的接口與位置參數；建立整星級、艙段級的設計骨架，通過笛卡爾坐標系裝配各自的位置骨架，為本層模塊單元控制下層模塊單元的特征構建提供接口與位置參數；建立整星級、艙段級的發布骨架，在各發布骨架中構建本模塊單元向下層模塊單元發布的特征。

進一步地，整星級模塊單元直接在設計骨架里建立下層各艙段級模塊單元的發布骨架，在各發布骨架里構建所需特征，控制各艙段級模塊單元的設計參數。

進一步地，艙段級模塊單元首先裝配來自上層整星級模塊單元的發布骨架，獲取設計參數，并結合本模塊單元已有的設計參數，形成設計參數表，最后進行設計骨架的設計，創建隸屬于本層的下層各艙板級模塊單元的發布骨架。

進一步地，艙板級模塊單元直接裝配各艙板模塊單元的發布骨架。