科创中国

行业领域

高端装备制造产业,航空装备产业

需求背景

随着基于模型的系统工程方法在机载系统研制中的推广应用，机载系统研制过程中需要构建不同阶段、不同颗粒度、不同仿真精确度以及不同学科的系统模型，这些模型种类众多、模型版本不一致、模型数量呈爆发式增长，当前基于文件夹形式粗放式的模型管理已不能满足当前机载系统的研制要求。如何对这些模型进行有效管理是当前亟需解决的技术问题。另外，系统建模人员在开展具体建模活动时，缺乏可复用的基础/通用的模型资源，总是从零开始构建系统模型，导致模型构建耗费巨大的人力和时间成本。如何构建可提供基础或通用模型资源的机载系统模型库也是当前需要解决的技术问题。

因此，面向当前机载系统缺乏基础/通用模型库、缺乏对机载系统模型有效管理的问题，研究基础及通用模型资源构建技术、模型管理技术，形成机载系统模型库及模型管理工具，支撑机载系统模型的高效开发、管理及复用。一方面提供包含电气元件库、控制算法库、传动元件库、液压元件库等基础库和包含航电系统、机电系统、飞控系统等通用机载系统库，用户可基于模型库提供的基础元件模型和通用机载系统模型，通过快速配置开发形成所需的型号模型，提升建模工作效率；另一方面研制对模型工程化管理、模型版本管理、模型提交、模型重用等功能的模型管理工具，实现对不同系统不同类型不同阶段模型的有效管理及复用。

需解决的主要技术难题

机载系统模型库及管理工具通过提供基础模型资源和通用模型资源，支撑系统建模人员高效建模开发；并提供模型管理工具支撑机载系统模型的有效管理及复用，需解决的技术难题包含基础元件模型库构建：基础元件库模型包含控制算法子库、电气元件子库、传动元件子库、液压元件子库。应提供较为覆盖学科全面的底层的机理模型元件，用户能够基于该基础元件构建系统模型，避免底层基础元件的重复开发。

期望实现的主要技术目标

机载系统模型库的基础元件模型库功能指标：

• 控制算法子库：至少包含滤波算法、线性差值算法、经典PID算法；
• 电气元件子库：至少包含变压器模型、晶闸管模型、高低压电源模型；
• 传动元件子库：至少包含电机模型、丝杠模型、齿轮模型、轴模型；
• 液压元件模型：至少包含液压缸、液压伺服阀、液压源、液压缓冲装置元件模型。

需求解析

解析单位：“科创中国”开源产业科技服务团（中国通信学会） 解析时间：2022-11-18

黄向东

清华大学软件学院

助理研究员

综合评价

目前国内机载系统单位正在进行基于模型的方法在机载系统研制中的应用试点工作。当前机载系统单位的模型管理混乱，不能够有效复用的确是存在的问题。因此，需求发布单位对该需求必要性论述清晰。需求发布表中对机载系统模型库及管理工具进行分解需求描述，对需求内容论述清晰。 机载系统模型库以及模型管理工具能够支撑系统建模人员高效建模开发以及对机载系统模型的有效管理及复用。能够促使基于模型的系统工程方法在机载系统研制过程中的落地应用，进而改变传统的机载系统研发模式，大大提升机载系统研制效率，促进机载系统研制数字化转型。 因此，此项需求较为共性，有一定的研究意义，且针对性较强，不需要跨行业专家共同解决。针对需求发布表中的技术难题，提出技术解决路径：基础元件模型库中模型通过分学科进行建设，分为控制算法类、电气元件类、液压元件类、机械传动元件类，对于具体学科模型进行针对性研制。

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