CN116629483A - 卫星ait结构化设计与数据管理系统及其实现方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统及其实现方法、系统，包括：AIT设计模块、数据传递模块、状态采集模块以及应用分析模块；所述AIT设计模块用于定义卫星AIT的结构化数据；所述数据传递模块用于将AIT设计模块定义的卫星AIT结构化数据以阶段任务包形式传递至下游制造端用于卫星总装集成实施，以及下游制造端将记录的现场实施状态数据反向传递至卫星总体；所述状态采集模块用于下游制造端根据阶段任务包规定的数据反馈要求采集现场实施状态数据并记录；所述应用分析模块用于对定义的卫星AIT结构化数据与实施状态数据进行对比分析，以及其他AIT场景应用分析。
Description
技术领域
本发明涉及卫星总装过程数据采集技术领域，具体地，涉及卫星AIT结构化设计与数据管理系统及其实现方法、系统。
背景技术
传统的卫星AIT设计管理具有卫星零部件数量多、相关设计信息表达不统一规范，缺少结构化数据定义管理工具；信息传递管理依赖纸质文件，信息表达繁琐不清，缺少高效便捷的数据传递平台；数据采集依赖现场人工记录，采集效率与设计需求匹配度无法充分保障，缺少采集数据的专用存储与管理系统；各类采集数据通过纸质传递无法及时反馈总体，各类数据分类、格式均不统一，无法进行高效有效分析应用。
专利文献CN113420365A，(申请号：202110303943.1)公开了一种总装设计系统及航天器总装设计信息控制方法，系统中的基础信息读取模块从IDS系统中获取设备的基础信息；已舱板装配为总装设计单元，在PRO/E中打开总装设计单元；总装信息设置模块遍历PRO/E模型树，识别总装设计单元中所有设备和支架模型并创建相应的总装参数；将识别的设备模型与读取的基础信息相匹配，确定所有模型的基础信息；同时接收输入的支架模型基础信息，根据接收的基础信息确定总装参数数值并存储；总装信息读取模块可以从模型中读取相应参数，并按预设形式显示；总装信息输出模块则可以将存储的参数输入总装信息数据库中。该发明侧重于从已有模型参数中识别及数据匹配，未涉及基于模型的总装设计，而本发明则是基于三维模型开展卫星各专业的结构化总装设计，并将这个设计结构无缝传递至总装单位，继而开展设计工艺一体化，设计要求直接指导现场实施及数据采集。
专利文献CN109086985B，(申请号：201810801390.0)公开了面向航天器总装的专业测试信息管理系统包括工艺定义模块、工艺资源模块、引用文件模块、工艺设计模块、测试执行模块、测试数据应用模块组成。该专利属于传统的工艺设计软件系统范畴，主要作用是实现工艺设计的各要素关联及实施数据记录，而本发明则是基于卫星总体三维设计模型开展卫星总体总装结构化设计，并将设计结构数据直接传递至总装单位，实现总体总装设计及工艺一体化，实现总体设计数据的纵向到底直接关联，可极大提高设计、工艺及制造效率，严格保证设计要求及实施一致性质量。
《航天器环境工程》中2018年第4期《基于产品结构的航天器AIT过程多维数据管理系统》论文介绍了卫星AIT过程数据在产品结构、时间周期、阶段型号3个维度的演变过程，构建了多维数据模型，并开发基于产品结构的多维数据管理系统。该系统以产品结构为核心，对AIT过程数据进行重新组织，定义不同系统间、不同维度数据之间的关联关系，实现了AIT过程全数据的结构化整合，在此基础上生成了AIT过程数据包，侧重于数据集成管控。而本发明则提出了一种AIT结构化设计与数据管理系统，阐述了从AIT各专业结构化设计、数据传递、状态采集到场景应用的完整数据闭环应用流程。
专利文献CN104537131A，(申请号：201410737147.9)公开了一种面向卫星总装过程的数据采集方法，主要包括卫星总装过程要素分解、数据采集对象量化分析、通用记录表格模板设计、数据记录表格实例化、生产计划要素组合与排序、总装现场数据记录、数据管理与统计七大部分。该发明仅针对卫星总装实施过程，而本发明则是提出了结构化的卫星AIT设计模块及方法，直接将卫星总体的结构化的设计要求传递至卫星总装，实现了设计与工艺及实施的一体化，较该发明有明显的区别及进步。
专利文献CN103605857B(申请号：201310616014.1)公开了一种面向航天器总装的三维结构化工艺设计系统及三维结构化工艺设计方法。该三维结构化工艺设计系统包括：工艺规划管理模块，用于规划工艺分册和工艺路线，建立工艺文件结构树；与工艺数字样机关联管理模块，用于关联所述工艺文件结构树与工艺数字样机提供的产品结构树；工艺编制模块，用于分配物料、工装、工具及辅助资源，编写工艺步骤，并生成工序路线图；工艺受控与发布模块，用于发起工艺审批流程，并向现场制造执行系统发布工艺文件。该发明面向航天器总装的三维结构化工艺设计，而本发明则面向卫星AIT结构化设计、数据传递、状态采集及数据分析应用全过程，且本发明的AIT结构化设计部分基于整星统一架构设计模型，是卫星总装工艺设计的源头。
专利文献CN1728166A，(申请号：200510073254.7)公开了一种产品数据管理系统的集成方法：(1)在CAD软件中进行工程图设计,设计结果保存为CAD文档；(2)在CAD环境中生成印文件,或通过批处理程序生成打印文档；(3)在PDM环境中创建文档对象,将打印文档作为CAD文档的参考文档或附件；(4)在PDM环境中创建部件对象,将CAD文档作为部件对象的描述文档；(5)在PDM的工程审签流程中,搜索部件对象,打开关联的CAD描述文档,利用圈阅浏览器对打印文档进行圈阅,完成相关业务活动。本方法使得制定PDM系统集成方案不受CAD软件及其运行环境的限制,也不需开发专门的数据交换接口,解决了业务流程中的工程图的圈阅问题,提高了企业资源的继承性。而本发明提出了一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统及其实现方法，直接通过发明的AIT结构化设计模块实现基于三维模型的工程设计要求数据结构化表达，而非简单的附属于CAD的非结构化描述文档。通过本发明的系统及方法可以实现数据在设计与制造之间无缝闭环流通，而非简单的文档传递。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统及其实现方法、系统。
根据本发明提供的一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统，包括：AIT设计模块、数据传递模块、状态采集模块以及应用分析模块；
所述AIT设计模块用于定义卫星AIT的结构化数据；
所述数据传递模块用于将AIT设计模块定义的卫星AIT结构化数据以阶段任务包形式传递至下游制造端用于卫星总装集成实施，以及下游制造端将记录的现场实施状态数据反向传递至卫星总体；
所述状态采集模块用于下游制造端根据阶段任务包规定的数据反馈要求采集现场实施状态数据并记录；
所述应用分析模块用于对定义的卫星AIT结构化数据与实施状态数据进行对比分析，以及其他AIT场景应用分析。
优选地，所述AIT设计模块包括：卫星总装技术要求结构化定义模块、AIT流程定义模块和阶段总装任务实施状态定义模块；
所述卫星总装技术要求结构化定义模块包括单机设备总装要求结构化定义、结构装配要求结构化定义、热控总装要求结构化定义、电缆网总装要求结构化定义和推进总装要求结构化定义；
所述AIT流程定义模块是定义产保项目节点及各节点之间的流向关系；
所述产保项目节点包括卫星领域通用研制技术流程规定的或特定的工作项目节点以及过程关键质量控制点；
所述阶段总装任务实施状态定义模块是指将设定的工作项目节点或过程关键质量控制点匹配上相关的结构化定义要求，明确规定某阶段任务实施的状态或检测要求。
优选地，所述单机设备总装要求结构化定义、所述结构装配要求结构化定义、所述热控总装要求结构化定义、所述电缆网总装要求结构化定义和所述推进总装要求结构化定义分别在整星统一架构下同源派生的布局、结构、热控、电缆和推进分系统三维模型上实现定义的，总装集成定义自动归总收集各专业结构化定义结果。
优选地，所述工作项目节点中赋予时间信息，实现技术流程、计划流程和产保流程的数据关联统一。
优选地，所述数据传递模块实现跨单位多个卫星分系统之间数据的互联互通，实现卫星AIT设计或实施检测结果数据的跨域审签流程管理，实现变更过程状态控制。
优选地，所述状态采集模块实现卫星总装实施状态的实时监控，多类型数据的实时采集记录和历史采集数据分类存储。
优选地，所述应用分析模块通过对数据的清洗、抽象分析和可视化表达，实现研制全过程的状态可视、实时判读、事后追溯、趋势分析，为卫星AIT技术状态管理、过程质量监控分析、阶段工作预估及分解分配、研制交付预判提供数据决策支撑。
根据本发明提供的一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统的实现方法，运用上述所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统执行如下操作：
步骤S1：基于整星统一的架构设计模型同步派生出整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型；
步骤S2：基于整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型开展单机总装结构化定义、结构装配结构化定义、热控总装结构化定义、电缆网总装结构化定义和推进总装结构化定义；
步骤S3：结合卫星AIT流程定义中规定的阶段工作项目实现当前阶段整星总装状态的自动归集定义；
步骤S4：将整星阶段总装状态定义集传递至下游制造端，根据阶段总装状态定义集开展实物总装并采集检验数据；
步骤S5：按状态定义集要求的要素进行反馈，基于反馈数据进行分析。
根据本发明提供的一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统的实现系统，运用上述所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统实现：
模块M1：基于整星统一的架构设计模型同步派生出整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型；
模块M2：基于整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型开展单机总装结构化定义、结构装配结构化定义、热控总装结构化定义、电缆网总装结构化定义和推进总装结构化定义；
模块M3：结合卫星AIT流程定义中规定的阶段工作项目实现当前阶段整星总装状态的自动归集定义；
模块M4：将整星阶段总装状态定义集传递至下游制造端，根据阶段总装状态定义集开展实物总装并采集检验数据；
模块M5：按状态定义集要求的要素进行反馈，基于反馈数据进行分析。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明实现了卫星AIT结构化设计、数据传递、状态采集及场景应用的数据全链路闭环管控；
2、本发明实现了卫星总体布局、结构、热控、电缆网及推进的各大专业数字化总装结构化设计及自动集成，极大提高卫星AIT设计质量和效率。
3、本发明实现了基于流程驱动的卫星阶段总装任务定义及状态管控应用模式，能实现技术、产保和计划流程的数据关联统一，促进业务各环节的高效融合。
4、本发明的系统可实现单个型号项目的工作状态纵向管控，也可实现多型号项目同类工作或产品的横向状态分析，为组织提供决策数据支撑。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为卫星AIT结构化设计与数据管理系统组成示意图。
图2为卫星AIT结构化设计与数据管理系统应用流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统及其实现方法，包括AIT设计模块、数据传递模块、状态采集模块和应用分析模块。本发明的AIT设计模块可以完成基于三维模型的卫星总装设计结构化要求定义，实现各类工程要求要素的结构化数据化，便于后续各类引用及分析；本发明的数据传递模块可以实现卫星AIT过程结构化阶段要求任务包的在线传递，实现设计工艺一体化，结合状态采集模块可以实现下游制造单位/部门根据上述阶段任务包规定的数据反馈要求，采集现场实物实施状态数据并记录，可以最终实现卫星AIT现场的实时状态确认。基于各类反馈数据可以开展各场景应用分析。本系统及方法首次实现卫星AIT要求的数据化结构化设计、数据传递、状态采集及实时展示和场景应用的卫星AIT全过程数据流通闭环。
实施例1
如图1所述，本发明提供了一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统，包括：AIT设计模块、数据传递模块、状态采集模块和应用分析模块。
所述AIT设计模块用于卫星AIT的结构化设计定义；
所述数据传递模块作用是基于上述AIT设计模块定义的结构化数据以阶段任务包形式下发传递至下游制造单位/部门用于卫星总装集成实施，以及下游制造单位/部门将记录的现场实施状态数据反向传递至卫星总体；
所述状态采集模块作用是下游制造单位/部门根据上述阶段任务包规定的数据反馈要求，采集现场实物实施状态数据并记录；
所述应用分析模块主要用于上述设计定义数据与实施状态数据的对比分析以及其他AIT场景应用分析。
所述AIT设计模块主要包括卫星总装技术要求结构化定义、AIT流程定义和阶段任务实施状态定义三个子模块。
所述卫星总装技术要求结构化定义子模块包括单机设备总装要求结构化定义、结构装配要求结构化定义、热控总装要求结构化定义、电缆网总装要求结构化定义和推进总装要求结构化定义等五大专业部分和总装集成定义组成。这些结构化的要求分别在整星统一架构下同源派生的布局、结构、热控、电缆和推进分系统三维模型上实现定义的，总装集成定义自动归总收集各专业结构化定义结果。
所述AIT流程定义子模块中包含卫星领域通用研制技术流程规定的或特定的工作项目节点、过程关键质量控制点等产保项目节点及各节点之间的流向关系。
所述AIT流程定义子模块的工作项目节点中可赋予时间信息，可以实现技术流程、计划流程和产保流程的三流程数据关联统一。
所述任务实施状态定义是指将设定的工作项目节点或过程关键质量控制点匹配上相关的结构化定义要求，以明确规定某阶段任务实施的状态或检测要求。
所述数据传递模块可以实现跨单位多系统之间数据的互联互通，实现卫星AIT设计或实施检测结果数据的跨域审签流程管理，也可以实现变更过程状态控制。
所述状态采集模块可以实现卫星总装实施状态的实时监控、多类型数据(参数型、布尔型、图片、视频等)的实时采集记录和历史采集数据分类存储。
所述应用分析模块通过对数据的清洗、抽象分析和可视化表达，实现研制全过程的状态可视、实时判读、事后追溯、趋势分析，为卫星AIT技术状态管理、过程质量监控分析、阶段工作预估及分解分配、研制交付预判等提供数据决策支撑。
如图2所述，本发明提供了一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统的实现方法，包括：
基于本发明的卫星AIT结构化设计与数据管理系统，可以同步开展卫星总装技术要求的定义和卫星AIT流程的定义策划。
基于整星统一的架构设计模型同步派生出整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型，并可以同步在这些模型基础上开展单机总装结构化定义、结构装配结构化定义、热控总装结构化定义、电缆网总装结构化定义和推进总装结构化定义设计工作。同时结合卫星AIT流程定义中规定的阶段工作项目，实现该阶段整星总装状态的自动归集定义。
阶段总装计划开启后，相应的阶段总装状态定义集按研制质量会签程序规定送审至下游制造单位或部门，会签审批通过则制造单位或部门依据该阶段总装状态定义集开展实物总装并采集检验数据，否则重新定义并重复审签流程。
该阶段任务实施完成后，按状态定义集要求的要素反馈至设计单位。设计单位根据反馈数据，开展相关分析应用，支撑相关研制决策。
通过本系统及其应用模式，可实现卫星AIT设计、数据传递、状态采集和场景应用的卫星AIT全过程数据流通闭环管控。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统，其特征在于，包括：AIT设计模块、数据传递模块、状态采集模块以及应用分析模块；
所述AIT设计模块用于定义卫星AIT的结构化数据；
所述数据传递模块用于将AIT设计模块定义的卫星AIT结构化数据以阶段任务包形式传递至下游制造端用于卫星总装集成实施，以及下游制造端将记录的现场实施状态数据反向传递至卫星总体；
所述状态采集模块用于下游制造端根据阶段任务包规定的数据反馈要求采集现场实施状态数据并记录；
所述应用分析模块用于对定义的卫星AIT结构化数据与实施状态数据进行对比分析，以及其他AIT场景应用分析。
2.根据权利要求1所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统，其特征在于，所述AIT设计模块包括：卫星总装技术要求结构化定义模块、AIT流程定义模块和阶段总装任务实施状态定义模块；
所述卫星总装技术要求结构化定义模块包括单机设备总装要求结构化定义、结构装配要求结构化定义、热控总装要求结构化定义、电缆网总装要求结构化定义和推进总装要求结构化定义；
所述AIT流程定义模块是定义产保项目节点及各节点之间的流向关系；
所述产保项目节点包括卫星领域通用研制技术流程规定的或特定的工作项目节点以及过程关键质量控制点；
所述阶段总装任务实施状态定义模块是指将设定的工作项目节点或过程关键质量控制点匹配上相关的结构化定义要求，明确规定某阶段任务实施的状态或检测要求。
3.根据权利要求2所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统，其特征在于，所述单机设备总装要求结构化定义、所述结构装配要求结构化定义、所述热控总装要求结构化定义、所述电缆网总装要求结构化定义和所述推进总装要求结构化定义分别在整星统一架构下同源派生的布局、结构、热控、电缆和推进分系统三维模型上实现定义的，总装集成定义自动归总收集各专业结构化定义结果。
4.根据权利要求2所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统，其特征在于，所述工作项目节点中赋予时间信息，实现技术流程、计划流程和产保流程的数据关联统一。
5.根据权利要求1所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统，其特征在于，所述数据传递模块实现跨单位多个卫星分系统之间数据的互联互通，实现卫星AIT设计或实施检测结果数据的跨域审签流程管理，实现变更过程状态控制。
6.根据权利要求1所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统，其特征在于，所述状态采集模块实现卫星总装实施状态的实时监控，多类型数据的实时采集记录和历史采集数据分类存储。
7.根据权利要求1所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统，其特征在于，所述应用分析模块通过对数据的清洗、抽象分析和可视化表达，实现研制全过程的状态可视、实时判读、事后追溯、趋势分析，为卫星AIT技术状态管理、过程质量监控分析、阶段工作预估及分解分配、研制交付预判提供数据决策支撑。
8.一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统的实现方法，其特征在于，运用权利要求1至7任意一项权利要求所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统执行如下操作：
步骤S1：基于整星统一的架构设计模型同步派生出整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型；
步骤S2：基于整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型开展单机总装结构化定义、结构装配结构化定义、热控总装结构化定义、电缆网总装结构化定义和推进总装结构化定义；
步骤S3：结合卫星AIT流程定义中规定的阶段工作项目实现当前阶段整星总装状态的自动归集定义；
步骤S4：将整星阶段总装状态定义集传递至下游制造端，根据阶段总装状态定义集开展实物总装并采集检验数据；
步骤S5：按状态定义集要求的要素进行反馈，基于反馈数据进行分析。
9.一种卫星AIT结构化设计与数据管理系统的实现系统，其特征在于，运用权利要求1至7任意一项权利要求所述的卫星AIT结构化设计与数据管理系统实现：
模块M1：基于整星统一的架构设计模型同步派生出整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型；
模块M2：基于整星布局模型、结构模型、热控模型、电缆网模型和推进模型开展单机总装结构化定义、结构装配结构化定义、热控总装结构化定义、电缆网总装结构化定义和推进总装结构化定义；
模块M3：结合卫星AIT流程定义中规定的阶段工作项目实现当前阶段整星总装状态的自动归集定义；
模块M4：将整星阶段总装状态定义集传递至下游制造端，根据阶段总装状态定义集开展实物总装并采集检验数据；
模块M5：按状态定义集要求的要素进行反馈，基于反馈数据进行分析。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310444189.2A CN116629483A (zh) | 2023-04-23 | 2023-04-23 | 卫星ait结构化设计与数据管理系统及其实现方法、系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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2023
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