安怀信：基于性能数字样机的数字样机交付解决方案

根据数字样机的基本定义，数字样机大概分为需求样机、功能样机、几何样机、性能样机、制造样机和运维样机等，这些样机通过数字主线进行关联、集成和统一管控。

图1-数字样机分类

由于军方需要的样机，其中一个核心功能是要在数字化平行战场上进行模拟演练，实现武器性能的数字化验证，因此，性能数字样机的交付，目前是核心的一环，也是各工业部门重点研究探讨的内容。

图2-基于性能数字样机的数字平行战场仿真

建设目标

安怀信与某单位共同定义的性能数字样机模型鉴定系统，可以实现对接收的数字样机模型进行置信度的评估，并且可以实现对接收的数字样机模型进行层级管理。

模型鉴定工具：

• 结构静力学模型鉴定工具；
• 结构动力学模型鉴定工具；
• 传热及流体模型鉴定工具；
• 0-1D系统性能模型鉴定工具；
• 模型降阶工具。

模型鉴定管理系统

• 模型鉴定管理平台；

数字化交付流程

• 接收来自设计所的数字样机模型；

• 对指定的数字样机参数，如传动系统的XXX，与试验结果进行比对，完成模型鉴定

• 判断模型误差是否在可接受范围内；

• 对满足要求的数字样机模型进行入库统一管理。

  

  图3-性能数字样机验收流程

  
  

  
  

  性能数字样机鉴定及管理系统架构

  
  

  

图5-安怀信信威V&V多学科工具及能够验证的CAE工具

• 动力学验模工具 SimV&Ver Dynamic

• 静力学验模工具 SimV&Ver Static

• 数学模型验模工具 SimV&Ver Math

• 流体模型验模工具 SimV&Ver CFD

• 电磁模型验模工具 SimV&Ver EM

•  仿真快速前后处理工具 SimV&Ver Easy2Sim

性能数字样机交付及验收管理系统：信威Pyramid系统

• 具备基于层级金字塔模式进行数字样机模型的管理；

• 具备结构静力学鉴定、结构动力学模型鉴定、传热及流体仿真模型鉴定、0-1D系统性能仿真鉴定等工具接口，可以自动收集数字样机鉴定工具的验模数据；在模型鉴定管理分系统平台中进行数据的统一存储。

• 具备模型标定任务管理的功能；

• 具备模型鉴定流程管理的功能。并且在平台上结合鉴定要求进行鉴定指标的集成及可视化。

• 具备鉴定文档、规范的管理功能。

图6-信威性能数字样机管理系统主界面

代理模型生成工具：信威BDiDesigner工具

图7-代理模型的产生途径及其价值

数字化平行战场仿真环境：星耀SHINE仿真工具

图8-用星耀系统构建的电子对抗场景仿真

• 任务、作战想定面板（数字战场任务编辑）

• 装备轨迹与姿态设定

• 地理环境建模（支持GIS系统集成）

• 气象环境建模

• 光电环境建模

• 美国、欧洲等主战飞机高精度模型

• 美国、欧洲等主战导弹高精度模型

• 美国、欧洲等主战舰船、航母高精度模型

• 激光设备高精度模型

• EOIR设备高精度模型

•  雷达通信设备高精度模型

• 轨道计算

• 电磁对抗算法

• 信号处理算法

• 光学对抗算法

• 通信/网络仿真算法

• 深度学习算法集成