[發明專利]一種基于MBSE的運載火箭快速架構建模方法

在審

• 申請號: 202211666594.0
• 申請日: 2022-12-23
• 公開（公告）號: CN116167157A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 朱佩婕;熊雙武;楊躍;可釗;閭三宇;阮彩霞
• 申請（專利權）人: 航天科工火箭技術有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 李恭渝

本發明涉及一種基于MBSE的運載火箭快速架構建模方法。本發明的建模步驟為：先建立通用架構模型，進行需求條目化，取消了運行分析步驟；直接在系統分析的基礎上，向下一個層級，引入了子系統分析及匯總的概念；同時基于通用架構模型，結合原建模方法，給出了后續具體建模步驟的補充。由于不同型號的運載火箭系統需求、組成、功能基本類似，火箭的方案論證主體工作更多集中在實現某功能的不同方案選擇，協同仿真計算及技術狀態管控中。因此本發明在建立火箭架構模型前，先完成通用架構建模；建立的模型具有更好的復用性，降低了各型號火箭建模的工作量，可以提高運載火箭數字化架構模型建模效率，加快型號數字化轉型。

技術領域

本發明屬于運載火箭基于模型的系統工程領域，主要涉及一種基于MBSE的運載火箭快速架構建模方法。

背景技術

MBSE(基于模型的系統工程)是在傳統系統工程基礎上的數字化應用，將以往基于文檔報告描述的系統設計過程用結構化的模型與數據替代，建立需求、功能與方案之間的追溯關系，系統間的接口關系，數據間的傳遞關系等，具有可提高設計狀態管控質量，提高各專業間設計協同度，設計成果可復用等優點。系統工程技術在航天領域普及應用已超過60年，隨著航天工程規模與復雜度逐年增長，以及項目研制同時對短周期和高可靠的要求，應用MBSE模式十分必要。不同于其他領域的產品設計過程，不同型號的運載火箭系統需求、組成、功能基本類似，火箭的方案論證主體工作更多集中在實現某功能的不同方案選擇，協同仿真計算及技術狀態管控中。采用MBSE方法研制火箭的核心是建立系統架構模型，將設計過程用結構化的模型承載與傳遞，后續技術狀態管控、需求追溯、設計驗證等應用均圍繞該模型開展，可以有效提升火箭的研制效率與設計質量。但現有的架構建模方法不能很好的融入當前火箭研制模式，設計人員需要耗費大量的時間、精力建立模型，數字化轉型難度較大。

發明內容

本發明提供一種基于MBSE的運載火箭快速架構建模方法，在建立火箭架構模型前，先完成通用架構建模，是MBSE方法論在火箭工程研制中的適應性改進，可以降低設計人員建模的工作量，設計結果更便于其他型號復用，有助于快速完成型號數字化轉型。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于MBSE的運載火箭快速架構建模方法，其特征在于，包括步驟：

通用架構建模：建立火箭的通用架構模型，舉例所需的通用性需求和功能、進行階段分析、建立功能追溯關系、建立參數分解關系；

需求條目化：導入通用架構模型的需求部分，根據運載火箭的研制任務，對通用模型的需求部分進行調整；

系統分析：根據所述舉例的通用性功能，細分系統功能及交互關系，將指標參數分配給系統，分析火箭每一個階段需要完成的活動，分析活動對應的功能；

系統層邏輯分析：在系統分析的基礎上，定義子系統，導入所述通用架構模型的功能部分以及功能追溯關系；進行功能補充、時序分析和功能項完善；

子系統層分析：進行子系統層的系統分析、邏輯分析，定義子系統物理組件和參與者，將物理功能分配到物理組件，建立子系統層物理模型；

系統層物理分析：將子系統層物理模型導入系統層模型匯總，定義子系統之間的物理接口；在參數庫中建立火箭的參數，再將參數與模型關聯。

進一步地，所述通用架構建模中，所述通用性需求包括屬性、功能性需求和性能需求；

所述功能性需求包括功能、作用階段、數據輸入、數據輸出；所述性能需求包括性能指標和參數范圍。

進一步地，所述階段分析包括：列舉火箭運行過程中涉及的階段，所述階段包括射前測試、氣瓶充氣、推進劑加注、射前準備、主動段飛行、滑行段飛行、級間分離、整流罩分離、星箭分離。

進一步地，所述建立功能追溯關系包括：將系統級功能需求分解為系統對子系統功能需求，進而列舉對應的功能。