項(xiàng)目背景

航天某所是主要從事運(yùn)載火箭、載人航天工程、應(yīng)用衛(wèi)星和月面巡視探測器的研究與設(shè)計(jì)。在研發(fā)活動(dòng)中，該所始終追求研發(fā)效率的高效性，積極總結(jié)自身存在的問題，尋找解決問題的科學(xué)方式，多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)便是基于該所在研發(fā)活動(dòng)中遇到的問題而開發(fā)建設(shè)的。

平臺(tái)項(xiàng)目實(shí)施前，該所在研發(fā)活動(dòng)中主要存在幾個(gè)問題：

如各專業(yè)之間及專業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞采用手工方式，以剪切、粘貼方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，設(shè)計(jì)人員大量時(shí)間耗費(fèi)在重復(fù)、繁瑣的數(shù)據(jù)處理和準(zhǔn)備工作上，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性得不到保證，工作效率較低；

沒有規(guī)范設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)方法，同樣的問題，因設(shè)計(jì)人員不同得到不一樣的結(jié)果，設(shè)計(jì)過程得不到有效管理，上游數(shù)據(jù)不能及時(shí)傳遞到下游，管理人員不能準(zhǔn)確了解各專業(yè)完成情況；

設(shè)計(jì)過程數(shù)據(jù)缺乏有效管理，設(shè)計(jì)人員各自將數(shù)據(jù)保存在本地計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)存在流失現(xiàn)象，歷史數(shù)據(jù)難以追溯；

設(shè)計(jì)人員自編設(shè)計(jì)軟件不規(guī)范，自己編的軟件只有自己能看懂、只有自己會(huì)使用、只有自己能修改，難以實(shí)現(xiàn)共享和重用，存在知識(shí)流失現(xiàn)象等。

解決方案

多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)的建設(shè)充分結(jié)合了該所的研發(fā)現(xiàn)狀和實(shí)際需求，包括易于使用的客戶端、針對(duì)不同專業(yè)研發(fā)特點(diǎn)而開發(fā)的專業(yè)仿真子系統(tǒng)，研發(fā)活動(dòng)中的仿真流程管理、過程數(shù)據(jù)管理、仿真工具封裝和模板定制等內(nèi)容。

平臺(tái)框架如下：

圖 系統(tǒng)框架

多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)的主要模塊功能如下：

• 門戶模塊

基于Web的協(xié)同設(shè)計(jì)仿真用戶界面和統(tǒng)一的功能入口，提供客戶化的定制和多語言的支持，通過多視窗的瀏覽方式方便工程師進(jìn)行系統(tǒng)各功能模塊的快速調(diào)用，以及設(shè)計(jì)仿真過程監(jiān)控和研發(fā)結(jié)果的動(dòng)態(tài)顯示。

• 設(shè)計(jì)仿真流程與研制過程管理系統(tǒng)

為該所實(shí)現(xiàn)流程定義與執(zhí)行、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、應(yīng)用集成等，簡化了該所研發(fā)工程師團(tuán)隊(duì)之間的通訊過程，縮小了管理任務(wù)，提高研發(fā)效率，為領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)項(xiàng)目的管理和監(jiān)控提供了工具。

• 設(shè)計(jì)仿真過程數(shù)據(jù)管理模塊

實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)定義、研發(fā)過程數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄、元數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)文件管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)版本管理、視圖定義等功能，可全面存儲(chǔ)和管理計(jì)算過程中的各類數(shù)據(jù)，保障該所研發(fā)活動(dòng)數(shù)據(jù)的唯一性，有效進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)管理。

• 設(shè)計(jì)仿真過程集成模塊

實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科工具的協(xié)同工作與優(yōu)化計(jì)算，并能夠?qū)υ撍邪l(fā)活動(dòng)中涉及到的各類應(yīng)用模型、軟硬件資源進(jìn)行管理和共享，實(shí)現(xiàn)分布計(jì)算和集成高性能計(jì)算。

• (仿真流程與應(yīng)用組件)資源庫模塊

實(shí)現(xiàn)對(duì)該所各種已封裝和已定制的仿真流程和應(yīng)用組件進(jìn)行統(tǒng)一的管理與共享，并通過設(shè)置不同的權(quán)限等級(jí)控制其他人員對(duì)資源庫的訪問。

• 設(shè)計(jì)仿真工具封裝模塊

提供各類軟件調(diào)用接口和參數(shù)解析工具，封裝各種應(yīng)用程序或自編算法，形成專業(yè)化的應(yīng)用組件。用于創(chuàng)建優(yōu)化計(jì)算、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互等組件，并可以根據(jù)需要開發(fā)新的應(yīng)用組件。

應(yīng)用效果

自從該所建立了多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)后，較大程度上改善了該所在研發(fā)活動(dòng)中遇到的問題，明顯提升了該所在研發(fā)設(shè)計(jì)活動(dòng)上的整體工作效率。

如平臺(tái)的搭建和專業(yè)仿真子系統(tǒng)的定制，增強(qiáng)了該所研發(fā)活動(dòng)的協(xié)同性和高效性，研發(fā)效率得到較大幅度提升，協(xié)同工作產(chǎn)生的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)期；通過平臺(tái)的設(shè)計(jì)仿真流程與任務(wù)管理，使該所在研發(fā)過程中的各級(jí)流程變得清晰和規(guī)范化，使研發(fā)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)項(xiàng)目能夠全面監(jiān)控和管理，提升了項(xiàng)目的整體把控能力；研發(fā)過程數(shù)據(jù)管理功能將研發(fā)活動(dòng)中離散的軟件工具進(jìn)行了統(tǒng)一管理，并打通系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)流，消除了研發(fā)過程中的信息孤島，使得該所研發(fā)過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性得到大幅提高，保障了協(xié)同研發(fā)工作的有效開展；平臺(tái)通過對(duì)該所設(shè)計(jì)活動(dòng)中常用的仿真流程和步驟進(jìn)行固化和封裝，使得該所實(shí)現(xiàn)了對(duì)研發(fā)知識(shí)的沉淀和重用，同時(shí)參數(shù)化模板的直接調(diào)用同樣加快了研發(fā)速度等。