第1章 概論 …………………………………………………………………………………… 1

1 . 1 產(chǎn)品數(shù)字化研發(fā)概念 ………………………………………………………………… 1

1 . 2 航天型號數(shù)字化研制發(fā)展歷程 ……………………………………………………… 3

1 . 3 航天產(chǎn)品數(shù)字化研制專業(yè)應用領域 ………………………………………………… 4

1 . 3 . 1 面向型號研制的數(shù)字化技術發(fā)展框架 ………………………………………… 4

1 . 3 . 2 數(shù)字化技術應用領域 …………………………………………………………… 6

1 . 4 國外軍工產(chǎn)品數(shù)字化技術應用現(xiàn)狀 ………………………………………………… 9

1 . 4 . 1 多學科并行協(xié)同設計仿真技術的發(fā)展和應用 ………………………………… 9

1 . 4 . 2 虛擬設計與仿真驗證技術發(fā)展應用 …………………………………………… 1 2

1 . 4 . 3 基于知識工程的設計技術發(fā)展情況 …………………………………………… 1 5

1 . 4 . 4 數(shù)字化制造技術發(fā)展及應用情況 ……………………………………………… 1 6

1 . 4 . 5 數(shù)字化試驗技術發(fā)展及應用情況 ……………………………………………… 1 7

1 . 5 國內(nèi)航天產(chǎn)品數(shù)字化技術應用現(xiàn)狀 ………………………………………………… 1 8

1 . 6 數(shù)字化技術發(fā)展趨勢和特點 ………………………………………………………… 1 9

第2章 運載火箭的系統(tǒng)組成與研制流程 ………………………………………………… 2 1

2 . 1 運載火箭發(fā)展歷程及系統(tǒng)組成 ……………………………………………………… 2 1

2 . 1 . 1 運載火箭發(fā)展歷程 ……………………………………………………………… 2 1

2 . 1 . 2 運載火箭系統(tǒng)組成 ……………………………………………………………… 2 6

2 . 2 運載火箭數(shù)字化研制流程 …………………………………………………………… 2 9

2 . 2 . 1 運載火箭全數(shù)字化產(chǎn)品型號研制階段 ………………………………………… 2 9

2 . 2 . 2 全數(shù)字化產(chǎn)品型號研制的特點 ………………………………………………… 3 1

2 . 2 . 3 運載火箭數(shù)字化研制流程 ……………………………………………………… 3 1

2 . 3 運載火箭研制特點分析 ……………………………………………………………… 3 3

2 . 3 . 1 運載火箭產(chǎn)品數(shù)據(jù)對象的復雜性特點 ………………………………………… 3 3

2 . 3 . 2 運載火箭設計過程特點 ………………………………………………………… 3 4

目 錄

·Ⅵ ·

第3章 數(shù)字化設計技術 …………………………………………………………………… 3 9

3 . 1 概述 …………………………………………………………………………………… 3 9

3 . 2 自頂向下設計方法 …………………………………………………………………… 3 9

3 . 2 . 1 自頂向下設計方法原理 ………………………………………………………… 4 0

3 . 2 . 2 運載火箭總體三維數(shù)字樣機 T o p D o w n設計應用 ………………………… 4 4

3 . 3 運載火箭結構數(shù)字化快速設計 ……………………………………………………… 5 3

3 . 3 . 1 結構快速設計流程 ……………………………………………………………… 5 3

3 . 3 . 2 結構總體快速布局和設計 ……………………………………………………… 5 5

3 . 3 . 3 結構初步參數(shù)設計優(yōu)化 ………………………………………………………… 5 6

3 . 3 . 4 結構快速建模 …………………………………………………………………… 5 9

3 . 3 . 5 結構快速分析 …………………………………………………………………… 6 3

3 . 3 . 6 結構數(shù)字化快速設計系統(tǒng) ……………………………………………………… 6 5

3 . 4 運載火箭管路數(shù)字化設計 …………………………………………………………… 6 7

3 . 4 . 1 管路系統(tǒng)設計流程 ……………………………………………………………… 6 7

3 . 4 . 2 結構布局 ………………………………………………………………………… 6 8

3 . 4 . 3 管路設計 ………………………………………………………………………… 6 9

3 . 5 電纜數(shù)字化設計 ……………………………………………………………………… 7 6

3 . 5 . 1 原理圖設計 ……………………………………………………………………… 7 8

3 . 5 . 2 框圖設計 ………………………………………………………………………… 7 9

3 . 5 . 3 線束圖設計 ……………………………………………………………………… 8 0

3 . 5 . 4 三維交互 ………………………………………………………………………… 8 2

3 . 5 . 5 仿真分析 ………………………………………………………………………… 8 3

3 . 5 . 6 報表生成 ………………………………………………………………………… 8 4

第4章 基于模型的運載火箭設計技術 …………………………………………………… 8 6

4 . 1 基于模型定義 (MB D) 技術概述 ………………………………………………… 8 6

4 . 2 MB D技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ……………………………………………………… 8 7

4 . 2 . 1 國內(nèi)外 MB D技術應用現(xiàn)狀 …………………………………………………… 8 7

4 . 2 . 2 MB D技術的發(fā)展 ……………………………………………………………… 8 8

4 . 3 基于 MB D 的三維標準模型構建和體系框架 ……………………………………… 8 9

4 . 3 . 1 基于 MB D的三維標準模型構建 ……………………………………………… 8 9

4 . 3 . 2 基于 MB D的三維標準體系框架 ……………………………………………… 9 0

4 . 4 基于 MB D的產(chǎn)品設計協(xié)同機制及協(xié)同信息表達 ………………………………… 9 1

運載火箭數(shù)字化工程

·Ⅶ ·

4 . 4 . 1 基于 MB D的產(chǎn)品設計協(xié)同機制 ……………………………………………… 9 1

4 . 4 . 2 基于 MB D的產(chǎn)品設計協(xié)同信息表達 ………………………………………… 9 2

4 . 5 基于 MB D的數(shù)據(jù)集數(shù)字化定義 …………………………………………………… 9 3

4 . 6 基于 MB D的數(shù)據(jù)管理技術 ………………………………………………………… 9 4

4 . 6 . 1 基于 MB D的 B OM 演變關系和管理過程 …………………………………… 9 4

4 . 6 . 2 基于 MB D的數(shù)據(jù)管理 ………………………………………………………… 9 5

4 . 7 支持 MB D的全三維標注 C A D軟件 ……………………………………………… 9 5

4 . 8 MB D技術和三維標注在運載火箭設計中的應用 ………………………………… 9 7

4 . 8 . 1 三維標注 ………………………………………………………………………… 9 7

4 . 8 . 2 三維簽審與可視化 ……………………………………………………………… 9 7

4 . 8 . 3 三維規(guī)范體系建設 …………………………………………………………… 1 0 5

4 . 8 . 4 三維歸檔 ……………………………………………………………………… 1 0 6

第5章 數(shù)字化仿真技術 …………………………………………………………………… 1 0 8

5 . 1 概述 ………………………………………………………………………………… 1 0 8

5 . 1 . 1 C A E仿真基本概述 …………………………………………………………… 1 0 8

5 . 1 . 2 運載火箭總體設計的仿真舉例及特點 ……………………………………… 1 1 0

5 . 2 仿真驅動數(shù)字化設計 ……………………………………………………………… 1 1 3

5 . 2 . 1 仿真驅動設計的理念 ………………………………………………………… 1 1 3

5 . 2 . 2 仿真驅動設計的優(yōu)勢 ………………………………………………………… 1 1 4

5 . 2 . 3 仿真驅動設計的主要特點 …………………………………………………… 1 1 5

5 . 2 . 4 構建仿真技術體系 …………………………………………………………… 1 1 6

5 . 2 . 5 基于設計結構矩陣 (D S M) 的火箭總體多學科協(xié)同設計仿真體系 ……… 1 1 6

5 . 3 力學仿真 …………………………………………………………………………… 1 1 8

5 . 3 . 1 流體力學仿真 ………………………………………………………………… 1 1 8

5 . 3 . 2 結構動力學仿真 ……………………………………………………………… 1 2 8

5 . 3 . 3 力學環(huán)境仿真 ………………………………………………………………… 1 4 4

5 . 3 . 4 靜力學仿真 …………………………………………………………………… 1 5 1

5 . 3 . 5 熱環(huán)境仿真 …………………………………………………………………… 1 5 5

5 . 4 人機工程仿真 ……………………………………………………………………… 1 6 5

5 . 4 . 1 人機工程仿真 ………………………………………………………………… 1 6 5

5 . 4 . 2 人機仿真工具簡介 …………………………………………………………… 1 6 7

5 . 4 . 3 虛擬人機仿真技術在新型運載火箭設計中的應用 ………………………… 1 6 8

目 錄

·Ⅷ ·

第6章 數(shù)字化工藝與制造技術 …………………………………………………………… 1 7 6

6 . 1 概述 ………………………………………………………………………………… 1 7 6

6 . 1 . 1 三維數(shù)字化工藝和制造技術 ………………………………………………… 1 7 6

6 . 1 . 2 國內(nèi)外三維制造平臺軟件產(chǎn)品 ……………………………………………… 1 8 4

6 . 2 三維數(shù)字化工藝管理 ……………………………………………………………… 1 8 6

6 . 2 . 1 三維數(shù)字化工藝內(nèi)涵 ………………………………………………………… 1 8 6

6 . 2 . 2 三維數(shù)字化工藝設計核心技術問題 ………………………………………… 1 8 7

6 . 2 . 3 三維工藝規(guī)劃系統(tǒng)框架 ……………………………………………………… 1 8 8

6 . 2 . 4 三維機加工藝規(guī)劃 …………………………………………………………… 1 9 1

6 . 2 . 5 三維裝配工藝規(guī)劃 …………………………………………………………… 1 9 7

6 . 2 . 6 三維工藝數(shù)據(jù)管理 …………………………………………………………… 2 0 3

6 . 3 數(shù)字化加工制造 …………………………………………………………………… 2 0 5

6 . 3 . 1 數(shù)字化加工制造內(nèi)涵 ………………………………………………………… 2 0 5

6 . 3 . 2 數(shù)字化加工仿真 ……………………………………………………………… 2 0 5

6 . 3 . 3 數(shù)字化生產(chǎn)管理仿真 ………………………………………………………… 2 1 8

6 . 4 制造資源計劃管理 ………………………………………………………………… 2 2 8

6 . 4 . 1 制造資源計劃內(nèi)涵 …………………………………………………………… 2 2 8

6 . 4 . 2 制造資源計劃管理軟件系統(tǒng) ………………………………………………… 2 3 0

6 . 4 . 3 E R P在火箭研制過程中的應用 ……………………………………………… 2 3 1

6 . 5 制造執(zhí)行管理 ……………………………………………………………………… 2 3 3

6 . 5 . 1 制造執(zhí)行系統(tǒng)定位 …………………………………………………………… 2 3 3

6 . 5 . 2 制造執(zhí)行系統(tǒng)功能 …………………………………………………………… 2 3 5

6 . 5 . 3 ME S在火箭制造中的應用 …………………………………………………… 2 3 6

第7章 數(shù)字化協(xié)同設計平臺技術 ………………………………………………………… 2 4 1

7 . 1 概述 ………………………………………………………………………………… 2 4 1

7 . 1 . 1 協(xié)同設計概述 ………………………………………………………………… 2 4 1

7 . 1 . 2 數(shù)字化協(xié)同設計平臺 ………………………………………………………… 2 4 3

7 . 2 航天型號并行設計過程技術狀態(tài)管理 …………………………………………… 2 4 7

7 . 2 . 1 技術狀態(tài)的定義 ……………………………………………………………… 2 4 7

7 . 2 . 2 基于基線的技術狀態(tài)管理 …………………………………………………… 2 4 8

7 . 2 . 3 批組技術狀態(tài)管理 …………………………………………………………… 2 5 2

7 . 2 . 4 階段并行技術狀態(tài)管理 ……………………………………………………… 2 5 5

運載火箭數(shù)字化工程

·Ⅸ ·

7 . 3 基于 CM I I的型號產(chǎn)品工程變更控制技術 ……………………………………… 2 5 9

7 . 3 . 1 型號設計過程更改類型 ……………………………………………………… 2 5 9

7 . 3 . 2 CM I I更改控制模型 …………………………………………………………… 2 6 0

7 . 3 . 3 型號工程更改落實與控制 …………………………………………………… 2 6 2

7 . 4 圖文檔生命周期管理技術 ………………………………………………………… 2 6 7

7 . 5 跨廠所的數(shù)據(jù)會簽發(fā)放技術 ……………………………………………………… 2 6 7

7 . 6 運載火箭協(xié)同設計平臺應用 ……………………………………………………… 2 6 9

7 . 6 . 1 總體功能框架 ………………………………………………………………… 2 6 9

7 . 6 . 2 產(chǎn)品設計 B OM 結構管理 …………………………………………………… 2 7 0

7 . 6 . 3 型號產(chǎn)品基線管理 …………………………………………………………… 2 7 3

7 . 6 . 4 型號產(chǎn)品的技術狀態(tài)管理 …………………………………………………… 2 7 3

7 . 6 . 5 型號產(chǎn)品設計變更過程管理 ………………………………………………… 2 7 7

7 . 6 . 6 型號圖紙和技術文件對象管理 ……………………………………………… 2 7 8

7 . 6 . 7 同外部系統(tǒng)集成應用 ………………………………………………………… 2 8 0

第8章 多學科協(xié)同仿真平臺技術 ………………………………………………………… 2 8 2

8 . 1 仿真平臺的概念及主要內(nèi)容 ……………………………………………………… 2 8 2

8 . 1 . 1 仿真平臺的提出背景及需求 ………………………………………………… 2 8 2

8 . 1 . 2 仿真平臺產(chǎn)品概述 …………………………………………………………… 2 8 5

8 . 2 航空航天仿真平臺應用案例 ……………………………………………………… 2 9 9

8 . 2 . 1 NA S A A E E先進工程環(huán)境 …………………………………………………… 2 9 9

8 . 2 . 2 普惠I TA P S航空動力總系統(tǒng)集成環(huán)境 ……………………………………… 3 0 0

8 . 2 . 3 某航天型號典型艙段結構強度仿真系統(tǒng) …………………………………… 3 0 1

8 . 3 運載火箭總體多學科協(xié)同仿真分析平臺應用 …………………………………… 3 0 2

8 . 3 . 1 運載火箭總體多學科協(xié)同仿真平臺的業(yè)務需求 …………………………… 3 0 2

8 . 3 . 3 運載火箭總體多學科協(xié)同仿真平臺應用內(nèi)容 ……………………………… 3 0 6

8 . 3 . 4 運載火箭總體多學科協(xié)同仿真平臺應用技術 ……………………………… 3 1 5

第9章 試驗數(shù)字化管理技術 ……………………………………………………………… 3 2 5

9 . 1 數(shù)字化試驗的概念及主要內(nèi)容 …………………………………………………… 3 2 5

9 . 1 . 1 數(shù)字化試驗的提出背景及需求 ……………………………………………… 3 2 5

9 . 1 . 2 試驗數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品概述 ……………………………………………………… 3 2 9

9 . 2 國內(nèi)外航空航天的試驗數(shù)字化案例 ……………………………………………… 3 3 8

9 . 2 . 1 F 3 5飛機系統(tǒng)綜合設施 (V S I F) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ………………………… 3 3 8

目 錄

·Ⅹ ·

9 . 2 . 2 固體火箭發(fā)動機試驗數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng) ………………………………… 3 3 9

9 . 2 . 3 國內(nèi)航天某單位總測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) ………………………………………… 3 4 1

9 . 3 運載火箭試驗數(shù)字化平臺應用 …………………………………………………… 3 4 3

9 . 3 . 1 運載火箭試驗數(shù)字化平臺的業(yè)務需求 ……………………………………… 3 4 3

9 . 3 . 2 運載火箭試驗數(shù)字化平臺架構 ……………………………………………… 3 4 5

9 . 3 . 3 運載火箭試驗數(shù)字化平臺應用內(nèi)容 ………………………………………… 3 4 6

9 . 3 . 4 運載火箭試驗數(shù)字化平臺應用技術 ………………………………………… 3 5 2

第1 0章 知識工程系統(tǒng)的應用探索 ……………………………………………………… 3 6 5

1 0 . 1 概述 ………………………………………………………………………………… 3 6 5

1 0 . 1 . 1 運載火箭研制工程對知識管理的需求 ……………………………………… 3 6 5

1 0 . 1 . 2 國內(nèi)外知識管理研究及應用現(xiàn)狀 …………………………………………… 3 6 7

1 0 . 2 知識工程基礎理論 ………………………………………………………………… 3 7 0

1 0 . 2 . 1 知識工程 ……………………………………………………………………… 3 7 0

1 0 . 2 . 2 T R I Z理論 …………………………………………………………………… 3 7 3

1 0 . 2 . 3 本體論 ………………………………………………………………………… 3 7 8

1 0 . 3 主流知識管理軟件系統(tǒng) …………………………………………………………… 3 8 4

1 0 . 3 . 1 億維訊的 P r o / I n n o v a t o r …………………………………………………… 3 8 4

1 0 . 3 . 2 安世亞太的知識工程平臺 P E RA .K n o w l e M a n …………………………… 3 8 6

1 0 . 4 運載火箭知識工程體系應用探索 ………………………………………………… 3 8 8

1 0 . 4 . 1 知識管理建設思路 …………………………………………………………… 3 8 8

1 0 . 4 . 2 知識管理應用路線 …………………………………………………………… 3 9 0

1 0 . 4 . 3 知識管理平臺軟件架構 ……………………………………………………… 3 9 1

1 0 . 4 . 4 應用場景 ……………………………………………………………………… 3 9 3

參考文獻 ……………………………………………………………………………………… 3 9 6