卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法及系统，在卫星结构舱板设计阶段，创建卫星主控骨架三维模型和各分系统单机设备机械接口三维模型并受控，进行卫星分系统骨架分层设计，形成分系统详细接口骨架模型，结构分系统完成卫星结构舱板三维模型设计并受控用于卫星舱板组件投产。在卫星总装设计阶段，以单机设备机械接口三维模型为基础，建立分层次的单机模型组件，增加单机安装要求相关信息，创建三维模型；以各分系统三维设计模型为基础，建立分层次的分系统模型组件，增加总装设计要求相关内容，形成各分系统总装三维模型；归集同步三维模型，形成整星总装三维模型，用于卫星单机设备的安装工艺及整星装配测试工艺编制。试工艺编制。试工艺编制。

【技术实现步骤摘要】
卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法及系统


[0001]本专利技术涉及空间飞行器航天系统的
，具体地，涉及卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法及系统。

技术介绍

[0002]卫星的研制是个系统工程，其一般由有效载荷和结构、热控、总体电路、姿轨控、推进、综合电子、数传等多个分系统组成，研制过程覆盖设计(包括单机设计、总体设计、分系统设计等)、制造(包括产品制造、卫星总装等)和集成测试等，具有专业面广，集成度高，状态繁多等特点。目前我国的卫星研制企业，基本可实现卫星总体数字化工程设计，相比传统的二维图纸设计，不仅在设计质量和设计效率方面有着明显的提高，而且还可以获得一颗设计信息完整的机械相关的卫星三维数字样机。但从整个研制流程看，已有的数字化三维模型，虽然表达了结构化的机械接口信息，但尚未体现更多的电、热接口信息和总装设计信息要素，而这类信息对于卫星研制方来说，具有和机械接口信息同样重要的地位。另外，由于卫星研制过程的多次反复迭代，以及目前卫星研制周期越来越短的现状，使得卫星单机基本和分系统、总体设计基本上是要求同步进行的，这也对卫星单机设计信息的同源分阶段管控提出了新的需求。
[0003]《基于三维模型的卫星数字化跨单位异地并行协同设计与集成应用》，网信军民融合，2020年第7期。该文从设计环境、工作模式、研制体系等方面构建数字化解决方案，面向卫星领域构建了跨域并行协同研制的数字化工作环境，全面实现卫星领域的设计制造一体化跨域协同并行研制。该方法主要通过PDM平台和IDS软件的延伸部署，解决跨域的设计单位之间卫星设计数据信息的交互协同，而本专利技术是通过设计信息分层定义的三维模型的分阶段管控，实现卫星单机的设计信息同源管控，从而实现各分系统及总装工艺设计人员使用同一套设计原始模型进行各自详细设计的目的。
[0004]《基于MBD的小卫星数字化应用》，航空制造技术，2015年第21期。该文主要介绍现阶段小卫星数字化设计制造中需重点解决卫星总体协同设计和三维下厂问题，通过在型号研制过程中摸索和实践，初步形成了一套全三维数字化设计制造方法，从而实现了小卫星设计制造过程的无纸化。该方法主要是利用MBD技术实现二维图纸到三维模型的转变，形成卫星完整的数字样机。对于设计过程中遇到的三维模型只能反映机械接口的问题，该方法并未提及，而本法在原MBD的基础上通过骨架模型增加电、热接口和单机总装设计信息，可扩大卫星各分系统协同设计的内容和范围。
[0005]《商业卫星的智能化研制方法研究》军民两用技术与产品，2019年第5期。该文为满足商业卫星低成本批量研制需求，推进了面向智能研制的标准化、规范化建设方式，引入了工业化信息技术，连通设计、制造、测试、集成等各个研制环节，在数据聚合与信息安全的基础上，运用数据分析、仿真建模和人工智能技术手段，提升研制流程的自动化、智能化水平，满足商业卫星批量研制需求。该文也指出，目前各航天企业虽然使用三维图形辅助设计，但设计过程缺乏高效协同和持续通信的基础，本方法通过三维模型的设计信息分层和分阶段
管控，实现卫星多分系统以及制造测试部门之间的设计信息同源分发，高效协同。
[0006]因此，为了能实现卫星单机各机、电、热接口和总装等各专业的设计信息要素同源管理及受控，各分系统及总装工艺设计人员使用同一套设计原始模型进行各自详细设计，使设计需求更加精细、充分、规范，需要提出一种新的技术方案。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法及系统。
[0008]根据本专利技术提供的一种卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法，所述方法包括卫星结构舱板设计步骤和卫星总装设计步骤，所述卫星结构舱板设计步骤对结构舱板组件进行投产，所述卫星总装设计步骤对卫星单机设备进行安装及整星装配测试工艺编制。
[0009]优选地，所述卫星结构舱板设计步骤包括如下步骤：
[0010]步骤一：基于卫星总体构型，创建卫星主控骨架三维模型并受控；
[0011]步骤二：与步骤一同步创建各分系统单机设备机械接口三维模型并受控；
[0012]步骤三：进行卫星分系统骨架分层设计；
[0013]步骤四：总体布局及各分系统专业利用各分系统骨架模型进行协同设计，形成分系统接口骨架模型并受控；
[0014]步骤五：利用上述机械接口设计模型，完成卫星结构舱板投产三维模型并受控用于卫星舱板组件投产。
[0015]优选地，所述步骤三以主控骨架为基准，创建卫星布局、结构、热控、电缆网和推进各分系统骨架三维模型；
[0016]所述卫星分系统骨架分层设计指基于卫星主控骨架模型，通过复制派生手段建立主控骨架、总体布局骨架、热控分系统骨架、总体电路分系统骨架、推进分系统骨架和结构分系统骨架分系统层次界面，分别供各分系统进行接口传递。
[0017]优选地，所述步骤四中各分系统专业包括热控、电缆网及推进系统；
[0018]各分系统专业分层进行协同设计指在卫星协同设计时，总体布局、热控分系统、总体电路分系统、推进分系统及结构分系统分别按需从产品数据管理系统中获取单机相应接口信息及并开展卫星协同研制工作，并完成结构产品的投产。
[0019]优选地，所述卫星总装设计步骤包括如下步骤：
[0020]步骤1：以单机设备机械接口三维模型为基础，建立分层次的单机模型组件；
[0021]步骤2：以各分系统三维设计模型为基础，利用步骤1创建的单机设备安装要求三维模型建立分层次的分系统模型组件；
[0022]步骤3：归集以上各分系统总装三维模型，形成整星总装三维模型并受控作为卫星单机设备的安装工艺及整星装配集成工艺编制依据。
[0023]优选地，所述步骤1在组件中增加单机安装要求相关信息，创建单机设备安装要求三维模型并受控。
[0024]优选地，所述步骤1中的分层次的单机模型组件指在卫星单机模型组件中，通过创建一个实体模型，存放并表达模型的机械接口信息。
[0025]优选地，所述步骤2在组件中增加总装设计要求相关内容，形成卫星布局、热控、电
缆网及推进系统总装三维模型并受控。
[0026]优选地，所述步骤2中的分层次的分系统模型组件指总体布局创建布局接口骨架模型，各分系统利用分层次的单机模型组件及布局接口骨架模型，得到包含总装设计信息的总体布局及热控、总体电路、推进和结构的分系统分层次设计模型；
[0027]所述卫星设计信息分层表达及分阶段管控指卫星单机机械接口信息、热接口信息、电接口信息和总装信息分层次集成在一个模型组件中，并在产品数据管理系统中按卫星研制进展将各层信息进行受控管理。
[0028]本专利技术还提供一种卫星设计信息分层表达及分阶段管控系统，所述系统包括卫星结构舱板设计模块和卫星总装设计模块，所述卫星结构舱板设计模块对结构舱板组件进行投产，所述卫星总装设计模块对卫星单机设备进行安装及整星装配测试工艺编制；
[0029]所述卫星结构舱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法，其特征在于，所述方法包括卫星结构舱板设计步骤和卫星总装设计步骤，所述卫星结构舱板设计步骤对结构舱板组件进行投产，所述卫星总装设计步骤对卫星单机设备进行安装及整星装配测试工艺编制。2.根据权利要求1所述的卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法，其特征在于，所述卫星结构舱板设计步骤包括如下步骤：步骤一：基于卫星总体构型，创建卫星主控骨架三维模型并受控；步骤二：与步骤一同步创建各分系统单机设备机械接口三维模型并受控；步骤三：进行卫星分系统骨架分层设计；步骤四：总体布局及各分系统专业利用各分系统骨架模型进行协同设计，形成分系统接口骨架模型并受控；步骤五：利用上述机械接口设计模型，完成卫星结构舱板投产三维模型并受控用于卫星舱板组件投产。3.根据权利要求2所述的卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法，其特征在于，所述步骤三以主控骨架为基准，创建卫星布局、结构、热控、电缆网和推进各分系统骨架三维模型；所述卫星分系统骨架分层设计指基于卫星主控骨架模型，通过复制派生手段建立主控骨架、总体布局骨架、热控分系统骨架、总体电路分系统骨架、推进分系统骨架和结构分系统骨架分系统层次界面，分别供各分系统进行接口传递。4.根据权利要求2所述的卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法，其特征在于，所述步骤四中各分系统专业包括热控、电缆网及推进系统；各分系统专业分层进行协同设计指在卫星协同设计时，总体布局、热控分系统、总体电路分系统、推进分系统及结构分系统分别按需从产品数据管理系统中获取单机相应接口信息及并开展卫星协同研制工作，并完成结构产品的投产。5.根据权利要求1所述的卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法，其特征在于，所述卫星总装设计步骤包括如下步骤：步骤1：以单机设备机械接口三维模型为基础，建立分层次的单机模型组件；步骤2：以各分系统三维设计模型为基础，利用步骤1创建的单机设备安装要求三维模型建立分层次的分系统模型组件；步骤3：归集以上各分系统总装三维模型，形成整星总装三维模型并受控作为卫星单机设备的安装工艺及整星装配集成工艺编制依据。6.根据权利要求5所述的卫星设计信息分层表达及分阶段管控方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，袁金如，曹建光，姚骏，胡梦圆，张栖诚，徐天水，潘高伟，袁野，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：