摘要 基于模型的系统工程 (MBSE) 是在复杂系统开发中端到端使用数字模型的基本方法。特别是航空业,其系统复杂性不断增加,需要新的概念和方法来克服生态和社会经济挑战。因此,需要特定领域的模型来设计和评估系统,以支持各种系统调查,例如需求管理、安装空间优化或故障分析。与使用孤立的数字子模型、自然语言文档和纯物理原型相比,这些大多是异构系统的端到端耦合和链接具有许多优势(例如更短的开发时间)。此外,数字化允许多个专家团队在同一虚拟产品上进行全球和跨学科的协作。由于这种方法对于飞机客舱配置特别有前景,德国航空航天中心 (DLR) 开发了一个虚拟开发平台,用于飞机客舱及其系统的概念设计。因此,可以快速生成客舱配置的虚拟原型,以便在早期设计阶段可视化和研究新概念。通过功能系统架构和可执行系统架构模型扩展概念舱系统设计流程,可促进信息可追溯性、早期故障检测
McKelvin 博士谈到了系统架构,即定义相关系统的结构、行为和视图的概念模型。系统架构涉及系统架构在系统工程中的作用,以及开发满足利益相关者需求的解决方案的过程和活动。演讲简要概述了系统架构,并确定了系统架构过程的关键方面。演讲介绍了一种系统架构方法,并举了一个例子来说明该方法在空间系统开发中的应用。在加入航空航天公司之前,McKelvin 博士曾在 NASA/JPL 担任软件系统工程师、电气系统工程师和主要飞行系统的首席故障保护工程师。他的兴趣是工程系统的建模、分析和设计的应用。他拥有加州大学伯克利分校设计、建模和分析研究领域(原电子设计自动化组)的电气工程和计算机科学博士学位,以及佐治亚州亚特兰大克拉克亚特兰大大学的工程学士学位。
摘要 — CubeSat 平台由于成本低廉且发射相对容易,在空间科学应用中的应用越来越广泛。它正在成为低地球轨道 (LEO) 及更远轨道上的关键科学发现工具,包括地球同步赤道轨道 (GEO)、拉格朗日点、月球任务等。这些任务及其科学目标的复杂性日益增加,必须得到通信技术同等进步的支持。每年都需要更高的数据速率和更高的可靠性。然而,CubeSat 平台的尺寸、重量和功率 (SWaP) 约束的减小给卫星通信领域带来了独特的挑战。目前缺乏专门针对 CubeSat 平台的通信设备。缺乏标准化、经过测试的设备会延长开发时间并降低任务信心。此外,使用 CubeSat 平台的任务通常会受到更困难的设计约束。天线的位置、尺寸和指向通常服从于有效载荷仪器和任务目标的要求。传统的链路裕度估计技术在这些情况下是不够的,因为它们强调最坏的情况。实际上,即使在一次通过过程中,实际链路参数也可能有很大差异。这为预测通信性能和安排地面站联系带来了新的挑战,但也为提高效率带来了新的机会。本文介绍了与 Vulcan Wireless, Inc. 合作为 CubeSat 平台设计的新型软件定义无线电 (SDR) 的集成、测试和验证过程。SDR 计划用于 NASA 戈达德太空飞行中心 (GSFC) 即将进行的 5 项 CubeSat 任务,包括地球同步转移轨道 (GTO) 任务,它还可以作为未来任务的标准和经过充分测试的选项,实现标准化、快速和低成本的 CubeSat 通信系统网络集成过程。已经开发了详细的模拟来估计这些任务的通信性能,采用了独特的天线位置和姿态行为
自适应巡航控制 (ACC) 遵循自动驾驶汽车的工业和安全标准,是现代车辆中广泛使用的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 功能。ACC 目前可根据驾驶员的期望速度值来控制速度。本研究介绍了一项重大进步:智能自适应巡航控制 (IACC) 功能,同时开发了一种控制系统架构,通过将其集成到自动驾驶汽车中,该架构有望在科学、经济和社会层面做出显著贡献。该设计融合了交通标志和限速识别 (TSLR)、ADAS 功能和全球定位系统 (GPS) 数据等关键元素,主要通过这些支持功能增强驾驶员安全性。主要重点是设计一个可容纳这些新功能以确保安全驾驶的系统架构。IACC 系统架构的创建采用基于模型的系统工程 (MBSE) 的方法。通过这种 MBSE 方法,我们制作了系统级图表,并系统地解决了安全问题。我们设计了几种方案来评估贡献,随后进行了测试和分析。该架构特别强调 IACC 的安全方面。利用 TSLR 功能,系统可以解读交通标志并从外部来源获取限速数据,防止车辆速度超过规定限速。将设定速度值与限速进行比较,确保遵守安全参数。在这种情况下,系统利用 GPS 数据识别前方车辆,增强了在蜿蜒道路上的驾驶员支持。与其他自适应巡航控制概念相比,这种方法显著提高了 IACC 功能的可靠性,尤其是在安全灵敏度方面。
将成本估算纳入太空系统架构设计太空探索过程,使决策者能够定性评估架构决策的成本影响。通过创建简单的系统级成本估算关系 (CER)(源自自下而上的质量估算),可以将此信息纳入决策过程。本文介绍的研究基于每种系统类型的基线配置为各种系统类型开发了这些关系。通过在图论系统架构建模框架中使用这些 CER 来探索在探索系统架构研究 (ESAS) 任务模式比较中确定的选项,可以证明这些 CER 的能力。根据成本对这些选项以及与 ESAS 中确定的任何选项都有很大不同的商业架构进行了比较,并讨论了包括 ESAS 中使用的所有性能系数在内的整体系统架构比较。
1.5.4.2 区域搜索 20 1.5.4.3 行动现场指挥官 20 1.5.5 专属经济区保护 21 1.5.5.1 石油和天然气钻井平台巡逻 21 1.5.5.2 防污染 21 1.5.5.3 渔业保护 21 1.5.5.4 海关和消费税合作 21 1.5.6 关键性能特征 22 1.5.7 机组人员 22 1.5.8 系统架构 22 1.5.9 海上巡逻机类型 22 1.6 战场监视 24 1.6.1 角色描述 24 1.6.2 关键性能特征 24 1.6.3 机组人员 25 1.6.4 系统架构 25 1.6.5 战场监视飞机类型 25 1.7 空中预警26 1.7.1 角色描述 26 1.7.2 关键性能特征 27 1.7.3 机组人员 27 1.7.4 系统架构 27 1.7.5 AEW 飞机类型 28 1.8 电子战 29 1.8.1 角色描述 29 1.8.2 电子对抗 29 1.8.3 电子支援措施 30 1.8.4 信号情报 (SIGINT) 30 1.8.5 关键性能特征 31 1.8.6 机组人员 31 1.8.7 系统架构 32 1.8.8 飞机类型示例 32 1.9 照相侦察 32 1.9.1 角色描述 32 1.9.2 关键性能特征 34 1.9.3 机组人员 34 1.9.4 系统架构 34 1.9.5 典型飞机类型 34 1.10 空中加油 35 1.10.1 角色描述 35 1.10.2 关键性能特征 37 1.10.3 机组人员配备 37 1.10.4 系统架构 37 1.10.5 飞机类型 38 1.11 部队/物资运输 39 1.11.1 角色描述 39 1.11.2 关键性能特征 39
多电技术的快速发展使得飞机可选的电源和作动器类型越来越丰富,这使得机载作动系统架构优化过程中不同电源和作动器的组合变得极其复杂。传统的“试错”法已不能满足设计要求。本文首先介绍了多电飞机(MEA)飞行控制作动系统(FCAS)的组成,并计算了可能的架构数量。其次,从安全可靠性、重量和效率等方面提出了FCAS架构的评价标准,并计算了各操纵面采用相同作动器配置情况下的评价标准值。最后,应用遗传算法(GA)获得了MEA FCAS架构的优化结果。与传统仅采用伺服阀控液压作动器的作动系统架构相比,优化后的多电作动系统架构重量可减轻6%,在满足安全可靠性要求的基础上效率可提高30%。
摘要。评估系统的模块化是制造商的一项重要活动,从一次性剃须刀等消费品制造商到价值数百万美元的复杂飞机制造商。制造商希望创建模块化产品,以提高更改设计的灵活性、缩短产品开发交付周期、促进产品线的重用、提高产品的可升级性并降低成本。但是,使用当前方法,无法以集成高效的方式评估产品或系统的模块化,从而错失了以经济高效的方式提高系统架构模块化水平的机会。使用当前方法,产品架构和产品模块化评估是连续且独立的活动。随着系统架构的更改,将数据输入模块化分析是一个手动过程,这是一项繁琐且容易出错的工作。分析完成后,没有直接反馈到架构中以改进其模块。需要将系统架构和系统分析结合起来。
“分析临床基因组数据以前并不是 HPC 系统的经典应用领域。RAMSES 改变了这一现状 — 在整个计算过程中采用端到端加密,并采用目前在德国独一无二的定制系统架构。NEC 在研究合作中设计并交付了针对该应用领域定制的系统架构和操作模型,我们很高兴能与 NEC 成为长期值得信赖的合作伙伴,提供高质量的硬件、软件和服务。”