航電系統(tǒng)工程的案例
基于模型的系統(tǒng)工程在航電系統(tǒng)設(shè)計中的研究與仿真
例如波音公司、空客公司、洛克希德·馬丁公司等,不約而同的在新型號或新產(chǎn)品的設(shè)計中全面采用MBSE方法,涉及到系統(tǒng)任務(wù)和需求定義及管理、系統(tǒng)功能和內(nèi)外部接口設(shè)計、電子設(shè)備和軟件的生產(chǎn)及測試、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)綜合等各個領(lǐng)域。
飛機系統(tǒng)是典型的系統(tǒng)之系統(tǒng),從飛機級看包含了飛控、機電、航電、液壓等眾多系統(tǒng),對航電系統(tǒng)進行分解又包含了綜合顯控系統(tǒng)、綜合處理系統(tǒng)、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)等分系統(tǒng)。在進行型號設(shè)計工作時,需要分開對飛機級和系統(tǒng)級開展建模仿真,上層系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果是進行下層系統(tǒng)設(shè)計的輸入條件,下層系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果是對上層設(shè)計的確認和驗證過程,層級之間分工明確,經(jīng)過不斷地迭代過程,最終達到一個最優(yōu)的設(shè)計結(jié)果。
MBSE是能夠?qū)⒆畛跤脩粜枨筠D(zhuǎn)化成為可執(zhí)行功能模型的一整套規(guī)范方法,特別針對與復(fù)雜系統(tǒng),按照這樣的方法和步驟能夠幫助設(shè)計員深入了解系統(tǒng),進行合理的功能劃分和接口設(shè)計,從而分工完成各部分設(shè)計工作,最后再進行系統(tǒng)綜合。如圖2所示。
按照設(shè)計流程首先明確所分析的系統(tǒng)要干什么,即系統(tǒng)的功能是什么,定義為系統(tǒng)工程的黑盒階段,然后分析系統(tǒng)的功能如何來實現(xiàn),定義為系統(tǒng)工程的白盒階段。黑盒階段和白盒階段的分析過程基本一致,不同點在于完成黑盒分析后,需要完成一輪架構(gòu)設(shè)計,得到系統(tǒng)的邏輯架構(gòu),隨后在進行白盒分析時,將各個功能項全部分配到架構(gòu)設(shè)計中劃分出來的各個分系統(tǒng)里。
設(shè)計方法研究
一、需求分析
需求分析階段工作包括需求定義、系統(tǒng)用例定義和建立追蹤關(guān)系三部分。
展開 基于MBSE的直升機航電系統(tǒng)功能需求捕獲與分析
（c）行業(yè) / 企業(yè)標準：航電系統(tǒng)需符合適用的行業(yè) / 企業(yè)相關(guān)規(guī)范 / 標準要求。
通過需求收集工作，航電系統(tǒng)需要與各利益相關(guān)方達成一致。
需求收集的主要工作流程如圖1 所示。
需求收集工作分為以下步驟：
（1）獲取直升機分配給航電的頂層需求
直升機分配給航電的需求除了綜合考慮了源自外部利益
相關(guān)方的需求外，通常還會綜合考慮企業(yè)內(nèi)部的情況，包括：
（a）組織機構(gòu)和職責(zé)分工：不同組織機構(gòu)對于航電系統(tǒng)的范疇、職責(zé)、分工的定義可能會有不同，需求分配工作需要考慮這種組織架構(gòu)上的差異。
（b）市場規(guī)劃和戰(zhàn)略：企業(yè)發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略通常會限制航電系統(tǒng)的技術(shù)選擇和工作方式，例如對于新技術(shù)的偏好和選擇。
（c）企業(yè)知識和資產(chǎn)：企業(yè)過往項目經(jīng)驗和資產(chǎn)，會對當(dāng)前項目的實施起到支持作用。典型的如資產(chǎn)復(fù)用、型號經(jīng)驗、工作流程、信息系統(tǒng)等。這些都會構(gòu)成直升機向航電系統(tǒng)需求分配和附加限制的支撐理由。
（2）分析適用的適航條款
適航條款在吸取過往經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，形成了對于直升機
系統(tǒng)各個層級和方面的法律條款，這些條款必須被充分的滿足。基于直升機分配給航電系統(tǒng)的需求，需要航電系統(tǒng)級研發(fā)人員，從其中識別出適用的條款，進行分析和滿足。
（3）分析適用的行業(yè)/ 企業(yè)規(guī)范
對于航電系統(tǒng)研發(fā)來說，對照直升機分配的需求，還需檢查是否存在適用的行業(yè)/ 企業(yè)級規(guī)范需要遵照實施。這些規(guī)范將對后續(xù)的研發(fā)工作提供實質(zhì)性的限制和指導(dǎo)。
展開 佳明將與貝爾組隊開發(fā)電動垂直起降飛機航電系統(tǒng)
貝爾此前已經(jīng)選擇賽峰作為其應(yīng)約垂直起降飛機（on-demand eVTOL）混動分布式推進系統(tǒng)供應(yīng)商。
貝爾創(chuàng)新副總裁斯科特·德里楠稱：“應(yīng)約機動的垂直維度仍需優(yōu)化，但合作使成功更近一步。”
佳明將為貝爾的電動垂直起降空中出租車提供自主飛管電腦。
貝爾主導(dǎo)飛機的設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn)，佳明負責(zé)航電系統(tǒng)軟硬件，包括主飛行信息、導(dǎo)航通信、飛行導(dǎo)引、飛管。
佳明的G5000H應(yīng)用于貝爾525中型直升機，G1000H應(yīng)用于貝爾407GXi和505噴氣突擊隊員X輕型直升機。
（航空工業(yè)發(fā)展研究中心 蔡琰）
來源：民機戰(zhàn)略觀察
最近這場論壇揭示了C919和ARJ21的航電系統(tǒng)創(chuàng)新“秘密”
航空工業(yè)上電所所長王金巖
人工智能方面，日前，泰雷茲開放式航電概念座艙和GE的概念駕駛艙都結(jié)合了最新的人工智能技術(shù)。而國內(nèi)方面，在實驗室條件下，針對空空對抗任務(wù)場景（含單機、編隊），設(shè)計師與人工智能（AI）協(xié)同對抗專業(yè)人員的勝利已經(jīng)達95%以上。
人機交互方面，泰雷茲北亞區(qū)副總裁兼中國區(qū)CEO貝杰鴻透露，泰雷茲的觸屏顯示器已經(jīng)安裝部署在空客A350型號上，并得到了EASA的認證。
泰雷茲北亞區(qū)副總裁兼中國區(qū)CEO貝杰鴻
此外，貝杰鴻也表示，隨著中國正在推進民航領(lǐng)域的新趨勢發(fā)展，包括北斗系統(tǒng)的應(yīng)用、無人航空試驗的開展、新一代民航5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)等，在諸多方面中國正在領(lǐng)先世界。而其中城市空中交通領(lǐng)域正可能是首先到來的航空新“藍海”。和日前正在搶先布局城市空中交通領(lǐng)域的諸多行業(yè)巨頭一樣，在飛控、航電和電氣等領(lǐng)域積淀頗深的泰雷茲正在德國和美國的多個城市開展電動垂直起降空中交通方案的試驗，并且已經(jīng)交付了一套直升機無人駕駛方案。
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