随着科学技术的不断发展,航空、航天、轨道交通、船舶、特种车辆等现代装备电气系统的复杂程度不断提高,种类繁多、性能各异的用电设备之间的相互影响越来越复杂,对供电系统的要求也越来越高。如何快速、有效地设计、优化、评估、验证安全可靠的庞大电气系统已经成为突出问题。

      单一的传统设计手段已经难以保障设计部门、多人员的复杂系统协同设计流程,无法即时发现系统的匹配及干扰问题,难以有效进行复杂系统
设计的进度控制与数据安全管理,难以对复杂系统极端工况及不可复原实验进行系统分析。
      复杂系统研制迭代平台解决方案正是为了解决传统手段面临的问题而提出的。平台以三维CAD技术、有限元仿真分析技术、电力电子技术、控制技术以及电磁仿真技术为核心,充分利用现代分布式计算的最新进展,实现了电磁场仿真、电子电路与数字控制仿真、电路信号完整性分析、线缆线束与互联系统电磁兼容分析、热分析及结构应力分析等多学科、多领域的协同设计与耦合分析。
复杂系统研制迭代设计平台
复杂系统研制迭代设计平台的应用
复杂系统研制迭代设计平台的优势
      平台采用B/S的软件构架和J2EE技术架构,整合定制合理的建模、仿真、优化的工作流程,安全高效地实现数据共享、权限控制和进度管理,消除了设计、分析、优化过程中的技术孤岛,实现了设计过程的自动化、数据信息的安全化、管理流程的合理化。
复杂系统研制迭代设计平台的重要组成
标签模块
架构和功能
设计流程
建模仿真
知识的传承与复用
仿真模型自动提取
专家知识集成
多物理场、多领域的协同设计与耦合分析
权限与安全管理
复杂系统支撑库
报告与展示
架构和功能
      平台采用B/S的软件构架和J2EE技术架构,整合定制合理的建模、仿真、优化的工作流程,安全高效地实现数据共享、权限控制和进度管理,消除了设计、分析、优化过程中的技术孤岛,实现了设计过程的自动化、数据信息的安全化、管理流程的合理化。
1、核心计算运行在计算服务器,降低用户终端机器的配置要求,适用于复杂系统的分布式计算,合理分配计算资源;
2、数据存放在单独的核心数据服务器和文件服务器,适用于复杂系统设计分析的庞大数据处理与存储;
3、客户端通过防火墙和权限验证体系访问存放在核心数据服务器和文件服务器上数据,保证了数据的安全性和一致性。
设计流程
     用户可以通过平台上可配置的设计流程控制模块,在可视化的界面中方便地定义自己的设计管理流程,定义每个流程节点输入、输出的数据规范,数据处理的方法及工具,数据流向,以及定义各个数据的审批环节。       管理者通过规范化的流程定义,控制设计分析数据的流转、各设计分析环节的自动任务发布、流程状态的监测,及时查看各环节的设计分析数据,主持设计分析过程数据的审核及会签等。
      通过流程控制模块,管理者可以向各个分系统分配系统的总体指标,在各个分系统设计过程中查看并审核分系统提供的数据,进行系统的设计及验证。当分系统设计数据不达标,可以发布审批指令指导分系统修改设计,完成自上而下的指标分配和自底向上的系统设计,实现复杂系统设计中指标分配与设计验证迭代过程。
平台采用改进的V型设计流程,最大程度地使问题暴露在设计前端,完全意义上实现系统的问题采用系统的方法解决的思路。
建模仿真
      平台支持层次化的仿真功能,在系统拓扑结构固定的仿真模板上,工程师可以方便的选择仿真模型层次,既可以继承电路拓扑结构,又可以满足指标评估、详细评估、故障精确模拟等不同目的的仿真需求。
知识的传承与复用
      为了保证复杂系统研制的延续性和扩展性,设计经验、设计知识的积累和重用就尤为重要。平台通过产品树的形式将产品型号研制过程中设计师们积累的设计经验和知识,包括方法、流程、标准、规范、报告及存储于设备库中的设备固定和继承起来,以模板的方式帮助设计师们迅速而可靠地处理更多类似型号的设计问题。 经过实验验证的模板案例可以作为输出模板增加到专家知识库,不断充实、固化本地专家知识和经验。
仿真模型自动提取
      平台在各个功能(解析法快速设计分析、电磁场有限元分析等)有序组合成的工作流程中,支持在特定的功能中内嵌各种规则和实际经验。工程师们可以使用平台通过标准的仿真接口插件,自动提取和加载设备模型所需要的仿真数据、模型、激励、边界以及网格进行分析,在规范成品供应商提供的的仿真模型参数的同时,满足复杂系统研制的需求。
专家知识集成
      平台集成了报告内置模板和自定义模板,可将设计分析流程中任意环节的数据,通过报告自定义模版的设置,自动帮助用户从设计分析结果中提取数据,生成标准格式或用户自定义格式的设计分析报告。平台同时集成设计与验证功能,集成基本的标准数据,提供仿真结果与标准、指标比较功能,通过制定相同的测试与分析条件,对分析结果、测试结果与国军标标准进行比较分析,生成相应的集成了专家知识的标准报告。
多物理场、多领域的协同设计与耦合分析
      平台以电力电子技术、控制技术以及电磁场仿真技术为核心,实现电磁场仿真、电子电路与数字控制仿真、电路信号完整性分析、线缆线束与互联系统电磁兼容分析、热分析及结构应力分析等多学科、多领域的协同设计与耦合分析,建立科学、规范的耦合接口和数据接口,实现数据的自动提取和流转,实现各系统、各部门之间多学科、多物理场的协同设计与分析。       平台集成了基于多回路技术的电路磁场联合仿真接口,实现了庞大电气系统中多有限元联合仿真,可以同时精确仿真对系统产生关键影响的多个磁性器件电磁场模型。       为了有效利用局域网内资源,在多有限元耦合分析中,采用分布式仿真技术,可远程调用空余计算资源进行联合仿真。联合仿真可实现变步长、定步长耦合控制算法的选择。
权限与安全管理
      平台具备登录验证模块,实现用户的登录及注销,用户登录验证体系配合项目管理权限实现数据安全性认证。       平台同时具备日志管理和查询功能,操作过程中的所有步骤,系统可以自动发送给日志模块进行管理和查询,从而增强数据的安全性。
复杂系统支撑库
      平台提供复杂系统支撑库以满足复杂系统设计分析过程中不同目的及精度的仿真分析需求。复杂系统支撑库既包含提供给工程师使用及对比的标准库,又包含复杂系统众多设备的模型,而且可以提供层次化的模型库以适应不同精确等级的仿真分析。同时,平台提供支持用户自定义的项目模板库和报告模板库,支撑本地专家知识的集成及复用。
报告与展示
       平台集成了报告内置模板和自定义模板,可将设计分析流程中任意环节的数据,通过报告自定义模版的设置,自动帮助用户从设计分析结果中提取数据,生成标准格式或用户自定义格式的设计分析报告。       由于涉及到众多的仿真设备模型,因此需要通过仿真回放功能对设备之间的相互影响进行观察。平台支持仿真结果数据的动态演示,可以对仿真结果数据进行回放,直观演示系统的各设备电气特性响应。同时,考虑到复杂系统数据后期分析的需要,提供曲线的分屏显示,将不同部分放在不同的显示屏上,进行仿真过程中响应曲线的播放,以帮助相关设计分析人员进行综合分析。