文章來源:Malcolm Panthaki, Founder & CTO, Comet Solutions, Inc. (www.cometsolutions.com)
jN {ED_ zu|pL`X 集成STOP分析只需幾個小時,而不是幾個星期!
N]=.I U&eLj"XZ 空基EO傳感器是高度敏感的儀器,必須在惡劣的發(fā)射和空間環(huán)境中生存。產(chǎn)品團隊設(shè)計和交付硬件,確保第一次就能成功。由于故障代價高,并且經(jīng)常是高度可見的,所以在發(fā)射之前對這些儀器的設(shè)計、分析和T-VAC測試需要進行大量的關(guān)注和努力。
krl yEAK= =q"3a9pb7 由于物理測試極其昂貴和有限制,設(shè)計團隊使用
仿真來幫助探索設(shè)計空間,并提供第一級驗證,在很多的環(huán)境條件和假設(shè)推測下測試不斷演變的設(shè)計。這些仿真需要主題專家團隊(SME)-在空間
系統(tǒng)工程、CAD、控制、
光學(xué)、熱、
結(jié)構(gòu)和電磁分析方面的專家們。在今天的分層/“筒倉”組織中工作,并使用一些零散化的分析工具,每次迭代都需要不能容忍的長時間完成-集成STOP(結(jié)構(gòu)、熱、光學(xué)性能)分析需要花3-6個星期的時間完成!這些
模擬有在實地評估
傳感器的性能,生成大量的分散數(shù)據(jù),迫使SME在它們之間手動傳輸數(shù)據(jù),并手動整理設(shè)計決策所需的關(guān)鍵結(jié)果。管理快速演變的設(shè)計和相關(guān)的分析數(shù)據(jù)是最困難的,通常可能不會發(fā)生。這種方法不能促進協(xié)作系統(tǒng)的思考,并且極大地減少仿真對在時間和預(yù)算內(nèi)施工計劃可能產(chǎn)生的影響。與預(yù)期相比的幾個情況進行了分析,通常,項目會超過預(yù)算,由因子2-5控制,更糟糕的是,會引起軌道故障1。
-0\$JAyrx uw<Ruy Comet Performance Engineering Workspace的一個應(yīng)用領(lǐng)域是STOP分析2。借助這種集成的仿真環(huán)境,美國航空航天公司3-4、NASA Langley、NASA Goddard(與comet合作的第一個項目)、空軍研究實驗室(AFRL)5和美國以外的其他光學(xué)研究所/組織,會發(fā)現(xiàn)他們設(shè)計過程和仿真吞吐量有了顯著的提高。
er<~dqZ}] be@MQ}6> 圖1是捕獲典型STOP分析過程的數(shù)據(jù)流和執(zhí)行流的流程示意圖。該過程采用CAD模型和相關(guān)的光學(xué)規(guī)格
參數(shù)作為輸入。每個矩形框表示仿真過程中的一個任務(wù),例如,有執(zhí)行網(wǎng)格劃分操作(熱和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格通常是相當不同)、熱分析、結(jié)構(gòu)分析和光學(xué)分析的任務(wù)。這些任務(wù)之間的數(shù)據(jù)流是相當復(fù)雜的,但無縫地處理,自動處理單位和坐標系統(tǒng)變換(這往往也是誤差和低效率的源頭)。在每個任務(wù)中,SME編寫用于運行相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)分析工具的適當?shù)囊?guī)則集合 - 這些規(guī)則以圖形編碼,在創(chuàng)建模板時大部分消除了對腳本和編程的需要。
[}AcCXg`L k<f*ns 一旦模板設(shè)置完成,各種分析就自動進行,允許任何工程師,無論他們的專業(yè)知識如何,在幾個小時內(nèi)從頭到尾運行整個STOP過程。他們可以對設(shè)計幾何體和設(shè)計的任何其他方面以及對環(huán)境進行改變,并且更新的設(shè)計可以在沒有進一步用戶輸入的情況下被快速重新分析。 comet工作空間促進了“系統(tǒng)思維”和工程師之間的協(xié)作,與當前仿真環(huán)境中嚴格的“孤島”方法形成鮮明對比,最重要的是,它促進了光學(xué)系統(tǒng)3-4的并行工程。一個關(guān)于使用Comet STOP模板中如何工作的案例可通過Web5獲得。
,,iQG' * yi%B5KF~Al )t.q[O` 圖1:在Comet中-網(wǎng)格劃分、熱、結(jié)構(gòu)和光學(xué)任務(wù)中的典型STOP過程
#e0+;kBh 0+H"$2/ 用戶使用案例
eeX>SL5'i F%|(pHk 美國航天航空公司
7:;V[/ HYY|)Wo 由David Thomas博士領(lǐng)導(dǎo)的航空航天公司的多學(xué)科的EO傳感器有效負載團隊已經(jīng)使用Comet作為集成工作空間,促進他們的并行工程進程,已經(jīng)有數(shù)年3-4,7。這些項目覆蓋了從早期概念設(shè)計到最終設(shè)計驗證的過程。Thomas博士的結(jié)論是,由Comet主持的并行工程過程比以前的過程給予了許多優(yōu)點-顯著的效率提升和仿真吞吐量的提高,SME之間“系統(tǒng)思維”的增強,以及在最早的概念設(shè)計階段引入更高保真度的仿真能力,使更高質(zhì)量的設(shè)計更快。
{M$8V~8D oyd{}$71d NASA Langley
bIhL!Ty T. lk'RWy"pw 在NASA Langley,熱工程師使用Comet來運行整個STOP過程,以驗證HSRL(
激光雷達)
光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計。使用結(jié)構(gòu)和光學(xué)專家的專業(yè)知識,他能夠創(chuàng)建STOP模板,然后自己執(zhí)行整個過程。模板允許他在短時間內(nèi)快速體驗各種假設(shè)分析。這個用例說明了SME和系統(tǒng)工程師之間的關(guān)系,傳統(tǒng)上他們只在自身領(lǐng)域中運行計算,現(xiàn)在可以使用其專業(yè)領(lǐng)域外的工具安全地運行仿真,增強了團隊中所有工程師考慮整個系統(tǒng)的能力。這扭轉(zhuǎn)了目前一直在創(chuàng)造極其有限的工具為中心的專家,對于他們設(shè)計和交付復(fù)雜的系統(tǒng)的不利這一趨勢。
KVntBe]I 2-CK:)n/# AFRL主導(dǎo)的能源計劃
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