基于SLM的伺服系統(tǒng)多學(xué)科聯(lián)合仿真與設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)

安林雪，蔣孟龍，黃玉平，朱陽(yáng)貞，林 晨

(北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所，北京 100076)

0 引言

航天伺服系統(tǒng)是涉及控制、電磁、流體、機(jī)械、電力電子等多學(xué)科的復(fù)雜強(qiáng)耦合系統(tǒng)，傳統(tǒng)研制方法仍以串行設(shè)計(jì)為主，隨著設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的不斷提高，產(chǎn)品復(fù)雜度逐步提升，而給定的生產(chǎn)周期卻不斷壓縮，對(duì)航天伺服系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)流程提出了新的挑戰(zhàn)。

國(guó)際上針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的研制方法一直在不斷發(fā)展與改進(jìn)，從20世紀(jì)50年代以單領(lǐng)域?yàn)楹诵牡莫?dú)立應(yīng)用階段到20世紀(jì)80年代開(kāi)始以一體化為核心的多領(lǐng)域并行協(xié)同應(yīng)用階段，協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同仿真、協(xié)同優(yōu)化越來(lái)越成為復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)必不可少的手段[1]。如20世紀(jì)80年代在航空航天領(lǐng)域率先提出的MDO(Multidisciplinary Design Optimization)框架，旨在通過(guò)集成MDO方法和學(xué)科分析模型實(shí)現(xiàn)多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化流程，提升設(shè)計(jì)優(yōu)化效率，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)效率。近年來(lái)，Berends等[2]、Vankan等[3]、Daoud等[4]、Hwang等[5]針對(duì)MDO框架分別開(kāi)展了相關(guān)研究。但是現(xiàn)有MDO框架主要圍繞多學(xué)科優(yōu)化方法開(kāi)展，所涉及的分析模型簡(jiǎn)單、維度小，而復(fù)雜系統(tǒng)研制中所面對(duì)的問(wèn)題卻越來(lái)越難以依靠單一維度的模型和單一仿真系統(tǒng)去解決。1996年，美國(guó)國(guó)防部發(fā)布了針對(duì)建模仿真領(lǐng)域的通用技術(shù)框架，其中包括建模與仿真高層體系結(jié)構(gòu)(High Level Architecture，HLA)，它將具體的仿真功能實(shí)現(xiàn)、仿真運(yùn)行管理和底層通信傳輸相分離，從而使各部分能夠充分利用各自領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)[6]。Hadj-Amor等[7]、N?gele等[8]針對(duì)HLA協(xié)議開(kāi)展了相關(guān)研究。

國(guó)內(nèi)在復(fù)雜系統(tǒng)研制方法方面也有一些相關(guān)研究，但未形成體系化、標(biāo)準(zhǔn)化，如柴旭東等[9]圍繞復(fù)雜產(chǎn)品多領(lǐng)域協(xié)同、分布式仿真等技術(shù)研究開(kāi)發(fā)了復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同仿真平臺(tái)(COSIM)；龍騰等[10]以探究飛行器產(chǎn)品中復(fù)雜的耦合關(guān)系、縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率為目標(biāo)，基于ModelCenter通用框架提出了模塊化飛行器多學(xué)科集成設(shè)計(jì)平臺(tái)；孫建勛等[11]針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品中耦合關(guān)系、信息傳遞、異地異構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)管理等問(wèn)題，應(yīng)用Java語(yǔ)言自主開(kāi)發(fā)了飛行器總體多學(xué)科集成設(shè)計(jì)平臺(tái)。

綜上所述，通用MDO框架所配置的優(yōu)化算法缺乏針對(duì)性，而基于HLA協(xié)議的分布式仿真平臺(tái)對(duì)接口開(kāi)發(fā)等自主研發(fā)要求較高，因此，本文研制了一款基于SLM(Simulation Lifecycle Management)的伺服系統(tǒng)多學(xué)科聯(lián)合仿真與設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)。該平臺(tái)以通用商業(yè)框架為基礎(chǔ)，充分考慮當(dāng)前航天伺服系統(tǒng)研制現(xiàn)狀，通過(guò)集成各維度仿真模型和自主開(kāi)發(fā)的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化算法，定制規(guī)范化設(shè)計(jì)流程，將仿真融入到研制流程中，實(shí)現(xiàn)從單機(jī)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)到模型校核、仿真驗(yàn)證等一系列流程的自動(dòng)化，提高了航天伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率，縮短研制周期，同時(shí)對(duì)仿真模型與數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式統(tǒng)一管理，提高了知識(shí)復(fù)用率。

1 通用MDO框架選擇

多學(xué)科聯(lián)合仿真平臺(tái)的開(kāi)發(fā)有兩種方案，一種是基于HLA的自主研發(fā)，一種是在商業(yè)通用MDO框架基礎(chǔ)上定制開(kāi)發(fā)。自主研發(fā)模式涉及大量軟件編程工作，平臺(tái)的穩(wěn)定性與可靠性難以保證。而商業(yè)通用MDO框架不僅具備成熟穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)和功能，而且具備豐富的商業(yè)仿真分析軟件集成接口。因此，選擇以商業(yè)通用MDO框架為基礎(chǔ)定制開(kāi)發(fā)伺服系統(tǒng)多學(xué)科聯(lián)合仿真與設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱“聯(lián)合仿真平臺(tái)”)。

目前商業(yè)通用MDO框架種類較多。綜合考慮開(kāi)發(fā)成本、兼容性、可擴(kuò)展性等，選擇SLM平臺(tái)作為基本MDO框架基礎(chǔ)。SLM仿真生命周期管理平臺(tái)通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)和仿真工具的集成，固化產(chǎn)品研制流程和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)統(tǒng)一管理人員、設(shè)計(jì)仿真數(shù)據(jù)、任務(wù)及交付物，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、多部門(mén)、多人員協(xié)同設(shè)計(jì)仿真。雖然SLM平臺(tái)已具備流程固化、仿真工具集成、多學(xué)科多領(lǐng)域協(xié)同設(shè)計(jì)等功能，但還需針對(duì)伺服系統(tǒng)，尤其航天伺服的研制特點(diǎn)和任務(wù)需求進(jìn)行特別功能定制開(kāi)發(fā)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

聯(lián)合仿真平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 聯(lián)合仿真平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖Fig.1 Diagram of system architecture of co-simulation framework

聯(lián)合仿真平臺(tái)以B/S架構(gòu)為主，實(shí)現(xiàn)分布式仿真調(diào)度功能；輔以C/S架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)模型本地建模與上傳。聯(lián)合仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)分為四層，分別是表示層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和資源層。表示層是聯(lián)合仿真平臺(tái)的支撐框架，提供操作界面；應(yīng)用層是聯(lián)合仿真平臺(tái)的核心，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)流程、數(shù)據(jù)及模型的協(xié)調(diào)管理為工程研制中單機(jī)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供自動(dòng)化流程；數(shù)據(jù)層主要是對(duì)設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化等過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)與管理，提供數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)與PDM(Product Data Management)等系統(tǒng)的連接；資源層包括軟件工具庫(kù)和硬件資源庫(kù)，軟件工具庫(kù)是指單機(jī)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的所有軟件工具集合，硬件資源庫(kù)包括仿真工作站、磁盤(pán)陣列等硬件設(shè)施。硬件配置如圖2所示。

圖2 聯(lián)合仿真平臺(tái)硬件配置示意圖Fig.2 Diagram of hardware configuration of co-simulation framework

聯(lián)合仿真平臺(tái)將融入仿真與優(yōu)化的伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程劃分為概念論證、方案設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)3個(gè)階段。概念論證主要開(kāi)展需求分析、概念設(shè)計(jì)與方案論證工作；方案設(shè)計(jì)主要是根據(jù)方案論證結(jié)果開(kāi)展系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)，包括單機(jī)初步設(shè)計(jì)和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)則是在前一階段初步設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)或單機(jī)的非線性環(huán)節(jié)、系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性能力等進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)與完善。

3 應(yīng)用層開(kāi)發(fā)

應(yīng)用層是聯(lián)合仿真平臺(tái)的核心，決定了聯(lián)合仿真平臺(tái)主要功能的可行性和實(shí)用性。設(shè)計(jì)仿真任務(wù)調(diào)用流程如圖3所示，任務(wù)流程模板是從以現(xiàn)有研制流程為基礎(chǔ)定制開(kāi)發(fā)的符合規(guī)范的設(shè)計(jì)仿真流程模板庫(kù)中選取的；而模型是從模型庫(kù)中選取的。若模型庫(kù)中沒(méi)有所需模型，則需首先進(jìn)行模型上傳操作，即將模型的類型、屬性、輸入輸出參數(shù)等信息及模型上傳至模型庫(kù)中。此外，仿真開(kāi)始前需明確模型間數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系等。本節(jié)將著重對(duì)上述幾個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)闡述，以說(shuō)明應(yīng)用層功能的實(shí)現(xiàn)途徑與方法。

圖3 設(shè)計(jì)仿真任務(wù)調(diào)用流程圖Fig.3 Diagram of design and simulation task

3.1 設(shè)計(jì)仿真流程定制

以機(jī)電伺服系統(tǒng)為例，將其劃分為電源、控制器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等5個(gè)單機(jī)。根據(jù)不同任務(wù)需求，單機(jī)設(shè)計(jì)方式不盡相同。以某型號(hào)研制為例，在方案設(shè)計(jì)初期，電源、驅(qū)動(dòng)器及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(滾珠絲杠)的設(shè)計(jì)主要以選型為主，并利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃怂汴P(guān)鍵指標(biāo)；控制算法通常在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段才開(kāi)展具體設(shè)計(jì)工作；而電機(jī)則需根據(jù)指標(biāo)要求進(jìn)行電磁方案設(shè)計(jì)，從而確定幾何尺寸等設(shè)計(jì)參數(shù)。此外，電機(jī)還需分別進(jìn)行空載和帶載試驗(yàn)以確認(rèn)設(shè)計(jì)指標(biāo)的滿足情況。綜上所述，結(jié)合現(xiàn)有仿真分析手段，將方案設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)仿真流程劃分為單機(jī)設(shè)計(jì)仿真、單機(jī)性能仿真和系統(tǒng)仿真。

如圖4所示，伺服系統(tǒng)單機(jī)設(shè)計(jì)仿真是針對(duì)單機(jī)部件開(kāi)展功能性參數(shù)設(shè)計(jì)等任務(wù)時(shí)對(duì)應(yīng)的仿真設(shè)計(jì)流程，在設(shè)計(jì)仿真流程中，通過(guò)仿真分析工具輔助設(shè)計(jì)師初步確定設(shè)計(jì)參數(shù)，完成單機(jī)部件的初步設(shè)計(jì)方案。如電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)輸出功率、輸入電壓、控制方式、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及空間尺寸等指標(biāo)，利用電機(jī)電磁仿真分析工具獲取電機(jī)電磁方案及其初步幾何尺寸。

圖4 方案設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)流程示意圖Fig.4 Process of scheme design stage

伺服系統(tǒng)單機(jī)性能仿真是指利用單機(jī)部件的功能參數(shù)建立仿真模型開(kāi)展性能仿真分析，當(dāng)仿真模型足夠準(zhǔn)確時(shí)，單機(jī)部件性能仿真可替代部分性能驗(yàn)證試驗(yàn)，即具備了虛擬試驗(yàn)?zāi)芰ΑＦ渲行枳⒁庠O(shè)計(jì)參數(shù)與仿真參數(shù)的區(qū)別與轉(zhuǎn)化。如電機(jī)空載虛擬試驗(yàn)中，電機(jī)仿真模型參數(shù)包括定子相電阻、dq軸電感、力矩系數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、極對(duì)數(shù)、摩擦系數(shù)等仿真參數(shù)，這些參數(shù)并非電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)。

伺服系統(tǒng)仿真是對(duì)機(jī)電伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的綜合仿真驗(yàn)證，對(duì)應(yīng)實(shí)物系統(tǒng)的控制特性測(cè)試試驗(yàn)。伺服系統(tǒng)仿真中的模型參數(shù)主要由單機(jī)部件性能仿真參數(shù)構(gòu)成，當(dāng)模型足夠準(zhǔn)確時(shí)，系統(tǒng)控制特性仿真可指導(dǎo)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。

結(jié)合各單機(jī)的設(shè)計(jì)方式，在流程模板庫(kù)中分別對(duì)各單機(jī)與系統(tǒng)建立單機(jī)設(shè)計(jì)仿真流程模板、單機(jī)性能仿真流程模板和系統(tǒng)仿真流程模板，如圖5所示。

圖5 聯(lián)合仿真平臺(tái)中仿真流程模板庫(kù)Fig.5 The simulation process template base in co-simulation framework

流程模板的作用是規(guī)范設(shè)計(jì)仿真流程，因此流程模板在定制時(shí)應(yīng)確定該流程中數(shù)據(jù)的傳遞關(guān)系。以系統(tǒng)暫態(tài)特性仿真為例，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣如圖6所示，因此該仿真流程模板中應(yīng)明確所含8個(gè)單機(jī)部件模型的名稱和格式、每個(gè)模型的輸入輸出參數(shù)名稱、各輸入?yún)?shù)的來(lái)源模型及參數(shù)值、各輸出參數(shù)的去向模型及參數(shù)接口等。

圖6 系統(tǒng)暫態(tài)特性仿真模型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣Fig.6 Design structure matrix of system step simulation model

3.2 模型與數(shù)據(jù)管理

為保證設(shè)計(jì)仿真結(jié)果的有效性與準(zhǔn)確性，需對(duì)設(shè)計(jì)仿真模型和設(shè)計(jì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。根據(jù)航天伺服系統(tǒng)在方案設(shè)計(jì)階段的任務(wù)需求，仿真模型多以一維數(shù)學(xué)模型為主，但對(duì)于電機(jī)需使用電磁模型，對(duì)于殼體類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需使用三維幾何模型。故聯(lián)合仿真平臺(tái)需定制開(kāi)發(fā)針對(duì)一維數(shù)學(xué)模型、電磁模型、三維幾何模型的集成接口。雖然設(shè)計(jì)仿真模型的建模工具有很多種，但從模型成熟度考慮，可將設(shè)計(jì)仿真模型庫(kù)劃分為開(kāi)發(fā)庫(kù)、受控庫(kù)和產(chǎn)品庫(kù)3個(gè)類別，如圖7所示。其中，開(kāi)發(fā)庫(kù)中的模型成熟度最低，屬于驗(yàn)證校核階段的模型；受控庫(kù)中的模型成熟度中等，其基本功能模塊已固定，允許修改部分參數(shù)值以匹配不同型號(hào)項(xiàng)目的仿真需求或同一型號(hào)中不同工況的仿真需求，并進(jìn)行版本控制；產(chǎn)品庫(kù)中的模型具有最高成熟度，其中的任何模塊和參數(shù)值都不允許更改，每個(gè)模型都與一套參數(shù)值相匹配，與某個(gè)具體型號(hào)任務(wù)相關(guān)聯(lián)。因此，在將模型與設(shè)計(jì)仿真流程相關(guān)聯(lián)時(shí)，需結(jié)合當(dāng)前設(shè)計(jì)仿真任務(wù)的需求，選取不同成熟度的模型。

圖7 聯(lián)合仿真平臺(tái)中的模型庫(kù)Fig.7 The model base in co-simulation framework

仿真數(shù)據(jù)包括仿真初始參數(shù)數(shù)據(jù)、仿真過(guò)程參數(shù)數(shù)據(jù)、仿真結(jié)果數(shù)據(jù)等，所有數(shù)據(jù)都基于某次仿真任務(wù)產(chǎn)生。在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)仿真流程調(diào)度功能時(shí)，需著重考慮仿真初始參數(shù)數(shù)據(jù)的傳遞方式和仿真結(jié)果數(shù)據(jù)的管理。

為提升設(shè)計(jì)流程中初始參數(shù)信息變更的靈活性，在聯(lián)合仿真平臺(tái)中引入?yún)?shù)表，即在定制開(kāi)發(fā)時(shí)為每個(gè)設(shè)計(jì)仿真流程配置統(tǒng)一格式的參數(shù)表，表中按協(xié)議約定填寫(xiě)初始參數(shù)相關(guān)信息。在應(yīng)用時(shí)，調(diào)用該設(shè)計(jì)仿真流程時(shí)，將同時(shí)讀取相應(yīng)參數(shù)表中數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)按一定格式展示在設(shè)計(jì)仿真任務(wù)創(chuàng)建界面上，當(dāng)后續(xù)流程模板中某個(gè)模型增加了新的初始參數(shù)，則無(wú)需更改流程模板，而只要修改參數(shù)表即可，參數(shù)表格式如圖8所示。

圖8 仿真流程參數(shù)表Fig.8 Variable table of simulation process

對(duì)于設(shè)計(jì)仿真流程中產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)，聯(lián)合仿真平臺(tái)在每次新建任務(wù)時(shí)將開(kāi)辟一個(gè)數(shù)據(jù)緩存空間，所有產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都將按一定規(guī)則存儲(chǔ)于該空間，當(dāng)仿真結(jié)束時(shí)，聯(lián)合仿真平臺(tái)將會(huì)在該緩存空間中按約定讀取需要的結(jié)果數(shù)據(jù)，并以一定形式(如曲線圖、列表等)展示在聯(lián)合仿真平臺(tái)界面中，方便仿真工程師及時(shí)看到仿真結(jié)果。此外，為方便調(diào)試階段觀察參數(shù)的更改對(duì)仿真結(jié)果的影響，聯(lián)合仿真平臺(tái)對(duì)每次設(shè)計(jì)仿真流程中進(jìn)行的參數(shù)更改都記錄并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。在調(diào)試控制算法時(shí)這個(gè)功能尤為重要。

4 應(yīng)用實(shí)例

以方案設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用為例。在方案設(shè)計(jì)任務(wù)列表中首先創(chuàng)建設(shè)計(jì)任務(wù)文件夾，以型號(hào)項(xiàng)目代碼命名，如圖9所示；然后在右側(cè)界面選擇“新建方案”，即在該型號(hào)項(xiàng)目下建立了一項(xiàng)設(shè)計(jì)仿真任務(wù)。在彈出的任務(wù)創(chuàng)建界面上填寫(xiě)設(shè)計(jì)仿真名稱，該名稱應(yīng)能反映此仿真任務(wù)的主要目的，如圖10所示。在該界面上選擇仿真模板和所有相關(guān)仿真模型，同時(shí)確定仿真任務(wù)的密級(jí)。對(duì)于創(chuàng)建者、創(chuàng)建時(shí)間等基本信息則會(huì)根據(jù)當(dāng)前登陸用戶名和時(shí)間自動(dòng)填寫(xiě)。當(dāng)仿真流程模板與模型選定后，點(diǎn)擊“解析”按鈕，聯(lián)合仿真平臺(tái)自動(dòng)讀取與仿真流程模板相關(guān)聯(lián)的參數(shù)表，將參數(shù)信息展示在當(dāng)前界面上，其中的參數(shù)值可根據(jù)需求進(jìn)行修改。

圖9 方案設(shè)計(jì)任務(wù)列表Fig.9 The task list of scheme design stage

圖10 仿真任務(wù)創(chuàng)建界面Fig.10 The interface of simulation task creation

當(dāng)界面上的所有信息填寫(xiě)完整后，點(diǎn)擊“執(zhí)行”按鈕，聯(lián)合仿真平臺(tái)將自動(dòng)調(diào)用模型開(kāi)始仿真。仿真結(jié)束后，根據(jù)不同仿真任務(wù)調(diào)用不同數(shù)據(jù)處理算法對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。對(duì)于有曲線生成要求的仿真任務(wù)，曲線圖將以縮略圖的形式自動(dòng)顯示在仿真任務(wù)列表的右側(cè)，如圖9所示，方便仿真工程師即時(shí)打開(kāi)曲線圖初步評(píng)估仿真結(jié)果。

聯(lián)合仿真平臺(tái)也具備簡(jiǎn)單的指標(biāo)比對(duì)功能，如對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)特性仿真，當(dāng)?shù)玫降某{(diào)量高于給定指標(biāo)值，任務(wù)列表中右側(cè)結(jié)果展示區(qū)將用紅色提示數(shù)據(jù)超標(biāo)。此外，對(duì)于同一個(gè)仿真任務(wù)，每次修改的仿真參數(shù)值都按一定規(guī)則保存，便于參數(shù)頻繁調(diào)整時(shí)查看對(duì)應(yīng)結(jié)果。當(dāng)仿真結(jié)果滿足指標(biāo)要求后，在任務(wù)列表中點(diǎn)擊“生成報(bào)告”，則對(duì)應(yīng)仿真結(jié)果將直接以預(yù)定規(guī)則生成相應(yīng)結(jié)果報(bào)告，便于報(bào)告的提交與歸檔。

5 結(jié)論

圍繞航天伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)流程不統(tǒng)一、模型管理分散、協(xié)同設(shè)計(jì)水平有限等問(wèn)題，以SLM平臺(tái)為基礎(chǔ)框架，針對(duì)航天伺服系統(tǒng)中各單機(jī)部件與系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)流程，充分考慮設(shè)計(jì)仿真過(guò)程中數(shù)據(jù)傳遞方式、模型成熟度要求等任務(wù)需求，開(kāi)發(fā)了基于SLM的伺服系統(tǒng)多學(xué)科聯(lián)合仿真與設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)。該平臺(tái)確保了設(shè)計(jì)仿真數(shù)據(jù)和模型的有效管理，設(shè)計(jì)仿真效率明顯提升，協(xié)同設(shè)計(jì)能力也有了一定程度的提高。

2015年國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)制造2025》，其中明確指出：兩化深度融合為主線，智能制造為突破口。隨后提出了智慧院所的概念。中航工業(yè)集團(tuán)信息技術(shù)中心首席顧問(wèn)寧振波認(rèn)為，智慧院所包含3個(gè)要素，即“知識(shí)重用、知識(shí)推動(dòng)和知識(shí)共享”，其核心集成則包括知識(shí)工程與管理和數(shù)字化研發(fā)與信息化管理的集成[12]?；赟LM的伺服系統(tǒng)多學(xué)科聯(lián)合仿真與設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)正是數(shù)字化研發(fā)與信息化管理集成的一個(gè)實(shí)例，但仍存在較大差距，主要體現(xiàn)在如下3個(gè)方面：

1)建立的需求分析模型與需求分析流程還不完善。這主要是因?yàn)槟壳暗脑O(shè)計(jì)流程仍未真正的由逆向設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變到正向設(shè)計(jì)。

2)部署范圍仍有較大局限性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)仿真流程的應(yīng)用范圍只限于個(gè)別仿真工程師，未能真正融入型號(hào)項(xiàng)目的研制生產(chǎn)中。

3)設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)未能與生產(chǎn)階段的數(shù)據(jù)相連通。三維模型不能直接應(yīng)用于生產(chǎn)制造，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)兩條線，產(chǎn)品狀況無(wú)法追溯。

綜上，今后將針對(duì)航天伺服系統(tǒng)建立較完善的需求分析流程，將需求分析模型與其他階段模型相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)基于模型的設(shè)計(jì)；將聯(lián)合仿真平臺(tái)與特定PDM系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)更廣范圍的部署與應(yīng)用；同時(shí)打通設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的數(shù)據(jù)通路，實(shí)現(xiàn)基于模型的制造，推動(dòng)航天智能制造的不斷發(fā)展。