CN106294937A - 一种基于数字样机模型的卫星布局方法 - Google Patents

Abstract

一种基于数字样机模型的卫星布局方法，根据含数据集的数字样机、属性映射、模型成熟度提升、各舱板数字样机布局，从而最终完成整星单机设备的布局安装。本发明方法将设计模型信息和数据库中的信息对应，统一了数据源，能够有效解决卫星布局设计的变更问题，便于管理。本发明方法基于MBD数据集，可以承载较多的设计信息，解决了数据重用问题，从而降低了卫星研制成本。本发明方法通过模型升降级，可以较全面的检查模型的正确性和完整性，避免信息遗漏。本发明方法将布局时需要的信息统一到一起，便于直观的设计卫星布局。

Description

一种基于数字样机模型的卫星布局方法

技术领域

本发明涉及一种通信卫星的布局方法。

背景技术

目前，卫星仪器设备布局常采用的方法是使用具备几何外形的单机三维模型在舱板上进行布置，三维模型数据大多分散在设计师个人计算机当中，没有实现统一管理。在布置完成后，投影成二维图，输出总装图。另外，仅凭单机几何模型已经不能满足卫星总体布局的要求。针对单机初期接口不确定、迭代次数多等特点，需要满足随研制阶段变化快速掌握相关接口信息的需求。

目前卫星型号研制中的总装设计任务，布局工作完成后，往往利用二维图提出孔表信息给结构下要求，还要完成仪器安装图、接地图等，工作过程中重复性高、低层次差错较易发生、对计算机硬件要求高依赖性强。

在型号设计过程中，三维建模是一种辅助手段，由于三维模型有效性无法保证，因此导致三维模型的后期利用率低，且容易产生电子数据与最终归档文件不一致的情况。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于数字样机模型的卫星布局方法，解决了现有卫星布局时单机模型反复迭代多，后期利用差，无法实现快速布局的问题。

本发明的技术解决方案是：一种基于数字样机模型的卫星布局方法，包括如下步骤：

(1)建立卫星各组成单机的数字样机，所述数字样机采用卫星各单机的三维实体模型，以及通过三维实体模型关联的单机标识、安装位置信息、接地信息、热特性信息描述；

(2)将步骤(1)建立的数字样机与虚拟产品管理系统中的数据项进行映射，使得数字样机中的属性与所述数据项一一对应；

(3)获取待研制卫星的单机信息，按照步骤(1)中数字样机的描述方式录入，并对应虚拟产品管理系统中的数据项形成待研制卫星单机的数据项；

(4)判定待研制卫星单机的数据项是否完整，如果数据项仅包含单机标识，则判定待研制卫星单机数字样机的成熟度为M1级；如果数据项包含单机标识、安装位置信息、接地信息，则判定待研制卫星单机数字样机的成熟度为M2级；如果数据项包含单机标识、安装位置信息、接地信息、热特性信息，则判定待研制卫星单机数字样机的成熟度为M3级；

对于M1级的待研制卫星单机数字样机，返回步骤(3)重新获取单机信息，对于M2级的待研制卫星单机数字样机，将安装位置信息、接地信息作为卫星机械接口信息输出并利用接口信息生产舱板，同时返回步骤(3)，继续添加热特性信息；对于M3级的待研制卫星单机数字样机，利用机械接口信息生产舱板，并利用热特性信息开展单机热耗计算，得到待研制卫星单机的散热量；

(5)根据单机散热量以及卫星整星热环境要求，对舱板进行优化组合，将所有布局完毕的舱板组合在一起，建立待研制卫星布局的三维模型，并利用步骤(1)中的数字样机完成各舱板上单机设备的三维模型布局；

(6)利用步骤(5)的结果，在实际卫星舱板上布局各单机设备，完成整星单机设备的布局安装。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明方法将设计模型信息和数据库中的信息对应，统一了数据源，能够有效解决卫星布局设计的变更问题，便于管理；

2、本发明方法基于MBD数据集，可以承载较多的设计信息，解决了数据重用问题，从而降低了卫星研制成本；

3、本发明方法通过模型升降级，可以较全面的检查模型的正确性和完整性，避免信息遗漏；

4、本发明方法将布局时需要的信息统一到一起，便于直观的设计卫星布局。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

通信卫星机械总体布局是一个复杂的过程，三维模型随着设计深入有一个逐步细化的过程。为了准确描述通信卫星三维模型各阶段的状态，参考国际先进做法，本发明引入MBD数据集和成熟度的概念。MBD数据集对数字样机进行完整描述，成熟度是对产品三维数字模型设计完成情况和详细程度的描述。通常，一个产品的成熟度被划分为若干个阶段。在产品设计完成一定任务，达到一定技术状态后，可以说产品设计到达了某个成熟度阶段。成熟度管理就是根据产品特点和设计任务的需要，准确有效地划分成熟度阶段，对到达每个阶段需要完成的任务进行定义、审查和管理。可以针对模型不同的阶段，用于卫星的布局中，以达到最后形成整星的单机设备布局。

如图1所示，为本发明方法的流程框图，主要步骤如下：

建立单机数字样机：

通信卫星单机数字样机MBD数据集包含精确的三维实体模型，以及通过模型关联的单机标识、安装位置信息、接地信息、热特性信息描述，和通过模型关联的其它如工程说明、产品所必须的尺寸、注释描述等信息。

比如供配电分系统提交了单机三维模型，对模型进行简化处理，给模型赋予必要的信息。

数字样机属性定制：

将附有MBD数据集的CATIA数字样机模型与虚拟产品管理系统VPM系统中的部件进行映射，这种属相映射主要是将CATIA模型产品属性中的相关属性同VPM系统的拓展属性进行映射。这样CATIA模型检入的时候就可以通过属性映射将CATIA模型产品属性中定义信息自动写到VPM的部件中。

数字样机检查升级：

将附有MBD数据集的CATIA数字样机模型送审，送审时对模型的属性信息进行检测，检测模型数据的有效性、正确性，使模型形成统一格式，主要在MBD数据集创建完成后对数据集完整性以及正确性进行检查。

对模型的属性信息进行检测，满足图形集中规定的项目时，进行模型的自动升级。

结合数字样机的升级，将通信卫星数字样机按成熟度定义分为三级，使用标识符M1，M2，M3来描述产品、模型的完善程度，产品达到一定成熟度等级后，方可开展另一专业或产品、零件的设计工作。

为了能够在数据管理系统中体现成熟度的管理，在零件参考上增加属性“成熟度”，用来表示当前模型的成熟度。现有的产品三维数字模型成熟度划分为三个级别，分别记为M1、M2、M3。

M1：仅包含单机标识；

M2：包含单机标识、安装位置信息、接地信息；

M3：包含单机标识、安装位置信息、接地信息、热特性信息。

模型成熟度使用PartVersion上的属性表示。为此，需要将成熟度与模型的生命周期状态关联起来

模型成熟度级别提升以CI(配置项)项为单位进行。在进行成熟度级别提升时，系统将提交对象的PartNumber通过Web Service服务发送查询请求：如果返回“是”，则表明当前提交的是CI项，开始执行后续操作，如果返回“否”，则表明当前提交的不是CI项，则中断操作，提示当前提交的不是CI项，不满足提升要求。

在确认提交的是CI项后，系统以当前CI项的专业信息和现有成熟度信息为依据，查找与之对应的检查内容配置文件。从配置文件中获取要检查的内容，并以此遍历此CI项进行检查。如果全部满足要求，则将此CI项及其下所有节点的成熟度进行提升，提升一级成熟度。如果不能全部满足要求，也将所有节点检查一遍，并在此过程中，记录下那些节点的哪些检查项不满足要求，以报告的形式添加到当前CI项节点下，供设计人员查看。

数字样机分级利用：

对于M1级，需重新获得单机信息，对于M2级，将安装位置信息、接地信息作为卫星机械接口信息输出，利用接口信息生产舱板。同时返回，继续添加热特性信息。对于M3级，利用机械接口信息生产舱板，利用热特性信息开展单机热耗计算，得到单机散热量。

利用数字样机完成卫星布局：

利用数字样机中赋予的信息，根据单机散热量以及卫星整星热环境要求，对舱板进行优化组合，将所有布局完毕的舱板组合在一起。

建立卫星布局三维模型，并利用处理好的单机数字样机完成各舱板上单机设备三维模型的布局。最终在利用各单机设备布局完成的通信卫星舱板上，完成整星单机设备的布局安装。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种基于数字样机模型的卫星布局方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)建立卫星各组成单机的数字样机，所述数字样机采用卫星各单机的三维实体模型，以及通过三维实体模型关联的单机标识、安装位置信息、接地信息、热特性信息描述；

(2)将步骤(1)建立的数字样机与虚拟产品管理系统中的数据项进行映射，使得数字样机中的属性与所述数据项一一对应；

(3)获取待研制卫星的单机信息，按照步骤(1)中数字样机的描述方式录入，并对应虚拟产品管理系统中的数据项形成待研制卫星单机的数据项；

(4)判定待研制卫星单机的数据项是否完整，如果数据项仅包含单机标识，则判定待研制卫星单机数字样机的成熟度为M1级；如果数据项包含单机标识、安装位置信息、接地信息，则判定待研制卫星单机数字样机的成熟度为M2级；如果数据项包含单机标识、安装位置信息、接地信息、热特性信息，则判定待研制卫星单机数字样机的成熟度为M3级；

对于M1级的待研制卫星单机数字样机，返回步骤(3)重新获取单机信息，对于M2级的待研制卫星单机数字样机，将安装位置信息、接地信息作为卫星机械接口信息输出并利用接口信息生产舱板，同时返回步骤(3)，继续添加热特性信息；对于M3级的待研制卫星单机数字样机，利用机械接口信息生产舱板，并利用热特性信息开展单机热耗计算，得到待研制卫星单机的散热量；

(5)根据单机散热量以及卫星整星热环境要求，对舱板进行优化组合，将所有布局完毕的舱板组合在一起，建立待研制卫星布局的三维模型，并利用步骤(1)中的数字样机完成各舱板上单机设备的三维模型布局；

(6)利用步骤(5)的结果，在实际卫星舱板上布局各单机设备，完成整星单机设备的布局安装。