趙 民，賈長偉，張 冶

(中國運載火箭技術(shù)研究院，北京 100076)

0 引言

當(dāng)前，新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)革命、軍事革命快速發(fā)展，基于模型的系統(tǒng)工程、數(shù)字孿生、數(shù)字主線等新型技術(shù)不斷涌現(xiàn)，推動復(fù)雜裝備研制從信息化時代步入到數(shù)字化時代。國外方面，波音、洛馬、美空軍、美海軍等廣泛采用基于模型的系統(tǒng)工程思想開展復(fù)雜裝備的研制應(yīng)用，諸多突破性成果推動美軍在2018年正式啟動了數(shù)字化工程戰(zhàn)略[1]。該戰(zhàn)略的核心是將國防工業(yè)體系從以文檔為中心的線性采辦向以數(shù)字模型為中心的數(shù)字工程轉(zhuǎn)變，模型成為裝備研制應(yīng)用全周期技術(shù)和管理的核心。

我國在《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中提出，要深入實施智能制造工程，大力推動裝備數(shù)字化[2]。數(shù)字技術(shù)為航天裝備研制模式變革提供了全新機(jī)遇，也對裝備數(shù)字化建設(shè)的推進(jìn)落地提出了巨大挑戰(zhàn)。本文系統(tǒng)分析了我國航天裝備數(shù)字化建設(shè)推進(jìn)中的難點問題，提出航天裝備數(shù)字化建設(shè)框架、建模語言及模型全壽命周期演進(jìn)框架，論述自主可控的數(shù)字化系統(tǒng)工程平臺及應(yīng)用，提出裝備數(shù)字化建設(shè)生態(tài)認(rèn)知域、產(chǎn)品域、應(yīng)用域、合作域治理建議，保障裝備數(shù)字化建設(shè)。

1 航天裝備數(shù)字化建設(shè)內(nèi)涵

航天裝備領(lǐng)域開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要厘清航天裝備數(shù)字化建設(shè)內(nèi)涵，統(tǒng)一共識，為發(fā)展數(shù)字航天奠定基礎(chǔ)。賽迪智庫將裝備數(shù)字化定義為“利用智能傳感、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、人工智能和區(qū)塊鏈等技術(shù)，提升裝備性能、效能，以及智能化水平的演進(jìn)過程，旨在形成具備狀態(tài)感知、集成互聯(lián)、決策優(yōu)化和自主作業(yè)等能力的智能裝備”[2]。美國國防部將數(shù)字化工程定義為“一種集成的數(shù)字方法，使用系統(tǒng)的權(quán)威模型和數(shù)據(jù)源，以在全生命周期內(nèi)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域地連續(xù)傳遞模型和數(shù)據(jù)，支撐系統(tǒng)從概念開發(fā)到報廢處置的所有活動，其將融入超級計算、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等創(chuàng)新技術(shù)以提升工程能力，并最終建立一個完整的數(shù)字工程生態(tài)系統(tǒng)”[3]?？梢钥闯鑫覈b備數(shù)字化和美軍數(shù)字化工程的目標(biāo)、手段基本趨同，都是利用數(shù)字化技術(shù)對工程、產(chǎn)品和服務(wù)的優(yōu)化過程。

結(jié)合航天裝備領(lǐng)域特點，針對航天裝備數(shù)字化建設(shè)給出如下定義：

航天裝備數(shù)字化建設(shè)是將新型數(shù)字技術(shù)與航天裝備技術(shù)深度融合，實現(xiàn)航天裝備研制模式變革(新方法)、產(chǎn)品智能升級(新能力)和價值體系重塑(新價值)的演進(jìn)過程，如圖1所示。

圖1 新型數(shù)字技術(shù)與航天裝備技術(shù)深度融合

1.1 基于新型系統(tǒng)工程的研制模式變革

模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型系統(tǒng)工程是系統(tǒng)工程的最新發(fā)展，其核心是通過數(shù)字系統(tǒng)模型支撐裝備產(chǎn)品數(shù)字化與研制過程數(shù)字化，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化交付、產(chǎn)品全系統(tǒng)虛擬仿真試驗[4-6]、研制全流程數(shù)字化模型貫通，通過在數(shù)字空間開展低成本、高效率的“產(chǎn)品設(shè)計--虛擬試驗”多輪迭代[7]，從而高質(zhì)高效地支撐裝備全流程數(shù)字化研制，實現(xiàn)創(chuàng)新、提質(zhì)、增效、降本。

1.2 面向信息物理系統(tǒng)的產(chǎn)品智能升級

信息物理系統(tǒng)是在環(huán)境感知的基礎(chǔ)上，深度融合計算、通信和控制能力的可控可信可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)[8]?，F(xiàn)代航天裝備越來越呈現(xiàn)信息物理融合特征，通過產(chǎn)品的智能升級，具有狀態(tài)感知、實時分析、科學(xué)決策、最優(yōu)控制等計算，通信，自治和協(xié)作功能[8-10]。航天裝備數(shù)字化建設(shè)將人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生和智能傳感等數(shù)字技術(shù)與航天裝備深度融合，構(gòu)建信息物理系統(tǒng)[11]，進(jìn)而提升航天裝備的功能、性能和效能，形成智慧火箭、智慧衛(wèi)星等智能航天裝備。

1.3 圍繞模型數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價值體系重塑

在研制模型變革和產(chǎn)品智能升級的基礎(chǔ)上，將重塑裝備的價值體系。航天裝備功能性能效能提升，使得裝備本體價值提升；產(chǎn)品智能升級后，可通過智能服務(wù)產(chǎn)生價值。更重要的是，航天裝備從定義、設(shè)計、制造到維護(hù)運用的全生命周期中積累的模型和數(shù)據(jù)將形成新的生產(chǎn)資料——數(shù)字資產(chǎn)，成為裝備繼產(chǎn)品制造之外的另一個全新的價值創(chuàng)造點，進(jìn)而將逐步構(gòu)建出完備的裝備數(shù)字資產(chǎn)新價值體系。

2 推進(jìn)航天裝備數(shù)字化建設(shè)的難點問題研判

數(shù)字化建設(shè)的推進(jìn)本身也是非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，美國國防部提出通過構(gòu)建數(shù)字化工程生態(tài)，支撐數(shù)字化工程戰(zhàn)略。數(shù)字化建設(shè)生態(tài)包含技術(shù)流程和技術(shù)管理流程，圍繞規(guī)范模型的開發(fā)、集成與使用，持久性地提供權(quán)威事實源，將技術(shù)創(chuàng)新融入工程實踐的改進(jìn)，構(gòu)建數(shù)字工程的支撐架構(gòu)和環(huán)境，完成文化與團(tuán)隊的數(shù)字轉(zhuǎn)型這5大目標(biāo)[12]開展建設(shè)。

近年來，我國航天、航空、核能、船舶、汽車等行業(yè)廣泛開展數(shù)字化建設(shè)方法探索和應(yīng)用，在空間站、運載火箭、民用大飛機(jī)等重大型號中積累了數(shù)字化建設(shè)應(yīng)用經(jīng)驗[13-15]。但從數(shù)字化建設(shè)生態(tài)視角考察，數(shù)字化建設(shè)推進(jìn)的完整性、系統(tǒng)性不強(qiáng)，尚未實現(xiàn)裝備數(shù)字化高質(zhì)量發(fā)展。

解決航天領(lǐng)域當(dāng)前及未來數(shù)字化建設(shè)實施過程中的工程實際問題，是構(gòu)建航天數(shù)字化建設(shè)生態(tài)體系的直接需求和核心目的。本文從流程方法、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、協(xié)同技術(shù)、工具平臺、工程應(yīng)用等方面入手，通過充分調(diào)研，總結(jié)出推進(jìn)航天裝備數(shù)字化建設(shè)的難點問題如下：

1)流程方法層面，尚處于跟蹤國外通用數(shù)字化工程方法的探索應(yīng)用階段，缺少結(jié)合航天任務(wù)特點的數(shù)字化研制流程。

國內(nèi)外在MBSE領(lǐng)域已經(jīng)建立了多個框架及方法，比較代表性的包括DODAF、UPDM、UAF、HarmonySE、MagicGrid、ARCADIA等[16]。當(dāng)前主流的方法和框架都是通用性的，沒有針對某一個特定的行業(yè)或者學(xué)科，以至于和特定行業(yè)業(yè)務(wù)之間存在鴻溝。例如MBSE在國內(nèi)航天領(lǐng)域落地時，時常面臨不知如何開展、如何落地的情形，航天設(shè)計師不了解已有的通用MBSE建模語言，并且由于其高度抽象性難以在短時間內(nèi)理解和接受；再者，已有的數(shù)字化建模工具只提供一個最底層的建?？蚣埽x達(dá)到航天設(shè)計師便利使用還有較大差距。

2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范層面，缺少與國內(nèi)航天系統(tǒng)工程實際研制模式緊密結(jié)合，具有可操作性的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與指南作為支撐。

NASA在現(xiàn)有系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)上，構(gòu)建了較為全面的基于MBSE的航天器設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)體系。ESA在MBSE標(biāo)準(zhǔn)和全生命周期應(yīng)用方面持續(xù)開展系統(tǒng)性工作，致力于裝備全生命周期數(shù)據(jù)一致性和基于模型的持續(xù)性驗證，不斷更新航天工程標(biāo)準(zhǔn)體系[17]。國內(nèi)主要航天院所已開展研究SysML、Modelica、FMI等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在航天MBSE中的定位及作用，初步規(guī)劃航天MBSE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，并逐步形成所標(biāo)、院標(biāo)，但標(biāo)準(zhǔn)體系還不完善、研制周期中關(guān)鍵活動覆蓋度還不夠。

3)協(xié)同技術(shù)層面，尚未實現(xiàn)跨領(lǐng)域統(tǒng)一、跨層次集成、跨階段持續(xù)、跨地域協(xié)同的仿真驗證。

針對系統(tǒng)工程到各領(lǐng)域工程的銜接過渡，國外已實現(xiàn)了基于領(lǐng)域架構(gòu)模型的自頂向下設(shè)計與各專業(yè)領(lǐng)域模型的自底向上的集成驗證。以系統(tǒng)模型中物理架構(gòu)的各領(lǐng)域相關(guān)部分作為各領(lǐng)域的基礎(chǔ)架構(gòu)，進(jìn)一步定義各領(lǐng)域架構(gòu)[18]，如機(jī)械領(lǐng)域架構(gòu)、電氣領(lǐng)域架構(gòu)或軟件領(lǐng)域架構(gòu)，這些領(lǐng)域架構(gòu)比系統(tǒng)層級的物理架構(gòu)更加詳細(xì)，用于下一階段的各領(lǐng)域模型之間的集成。國內(nèi)部分航天單位結(jié)合業(yè)務(wù)領(lǐng)域，在跨領(lǐng)域統(tǒng)一、跨層次集成的仿真驗證方面有局部的探索與實踐，但在跨階段持續(xù)、跨地域協(xié)同方面尚處于研究階段。

4)工具平臺層面，尚處于國外工具軟件的獨立應(yīng)用階段，未形成一體化集成平臺。

ESA、NASA等機(jī)構(gòu)開發(fā)了航天器系統(tǒng)設(shè)計仿真平臺，在航天器構(gòu)思、設(shè)計、建設(shè)和測試、發(fā)射支持等全生命周期中得到了典型示范應(yīng)用，有效牽引復(fù)雜空間任務(wù)實現(xiàn)跨越式發(fā)展。例如NASA開發(fā)的OpenMBEE和ESA開發(fā)的VSEE，就是典型的基于模型的航天器系統(tǒng)設(shè)計與驗證平臺。國內(nèi)航天單位的通用工具以使用國外工具軟件為主，局部有對軟件接口進(jìn)行二次開發(fā)或結(jié)合特定專業(yè)開發(fā)領(lǐng)域?qū)Ｓ密浖形葱纬烧w解決方案。

5)工程應(yīng)用層面，國內(nèi)尚處于分系統(tǒng)或系統(tǒng)的局部試點階段，缺少立足實際航天工程型號的體系化應(yīng)用。

NASA和ESA等機(jī)構(gòu)已開發(fā)了基于模型的系統(tǒng)工程基礎(chǔ)架構(gòu)，構(gòu)建了主題的基礎(chǔ)元素和可重復(fù)建模模式，在多個項目和研發(fā)環(huán)節(jié)中均得到了典型應(yīng)用。國內(nèi)運載器、探測器單位均開展了MBSE試點應(yīng)用，在需求建模、功能邏輯、物理建模、多領(lǐng)域仿真驗證技術(shù)的掌握和模型庫建設(shè)等方面取得了一定成果，應(yīng)用的深度和廣度方面距離理想的MBSE模式還存在距離。

3 航天裝備數(shù)字化建設(shè)探索與實踐

在廣泛調(diào)研國內(nèi)外裝備數(shù)字化建設(shè)技術(shù)研究與工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，針對前述裝備數(shù)字化建設(shè)推進(jìn)問題和難點，結(jié)合航天裝備領(lǐng)域已有技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)性地開展了航天裝備數(shù)字化建設(shè)探索與實踐。

3.1 航天裝備數(shù)字化建設(shè)框架

從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、模型體系、工具平臺和工程應(yīng)用4方面著手，提出了航天裝備數(shù)字化建設(shè)總體框架，如圖2所示。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范層，研究航天裝備建模語言CAL，從源頭解決多源模型構(gòu)建與集成復(fù)雜性問題；圍繞航天裝備數(shù)字化系統(tǒng)模型的構(gòu)建、集成、評價、管理和應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成適用于中國航天任務(wù)體系的過程數(shù)字化統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保數(shù)字系統(tǒng)模型與真實系統(tǒng)保持一致且同步演進(jìn)，規(guī)范模型與數(shù)據(jù)融合驅(qū)動的航天數(shù)字工程過程。

模型體系層，梳理航天型號主要流程活動的模型化需求，對模型使用場景、內(nèi)容預(yù)期、擬解決的問題作研究以及規(guī)劃，建立適用于裝備全周期、全要素的模型樣機(jī)演進(jìn)框架；構(gòu)建覆蓋形成航天裝備主要譜系、主要階段、關(guān)鍵要素的可重用模型組件庫。

工具平臺層，打造自主可控、滿足新型系統(tǒng)工程范式的數(shù)字化設(shè)計與驗證平臺，具備可擴(kuò)展、可組構(gòu)、可伸縮的開放式軟件架構(gòu)；面向航天裝備全生命周期打造總體、控制、動力、電氣、環(huán)境等應(yīng)用工具集。

工程應(yīng)用層，通過在總體、分系統(tǒng)等開展全體系、全流程數(shù)字化應(yīng)用，對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、模型體系、自主平臺的科學(xué)性、適應(yīng)性和可操作性進(jìn)行充分驗證，使得項目研究成果能推廣應(yīng)用至其他航天裝備領(lǐng)域。

3.2 航天裝備數(shù)字化建模語言

當(dāng)前總體、動力、控制、電氣等不同專業(yè)領(lǐng)域模型缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，存在大量語言體系不一、建模工具各異的遺留模型，缺乏統(tǒng)一語言體系造成模型的“建--集--評--管--用”在源頭上的復(fù)雜性。

綜合利用和發(fā)展國際上已形成的SysML、Modelica[19]、FMI等數(shù)字化工程領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提出基于一致化表達(dá)的航天裝備數(shù)字化建模語言CAL，從根本上解決跨學(xué)科模型集成及跨階段信息傳遞問題。整合航天敘詞語義網(wǎng)CNet、航天系統(tǒng)對象建模語言ASML、多領(lǐng)域建模語言Modelica等，制定航天裝備基礎(chǔ)語義架構(gòu)規(guī)范，該語言實現(xiàn)架構(gòu)包括上層的模型文本、中層的編譯器以及底層的仿真求解器共3部分。上層模型文本主要是根據(jù)CAL語言語法語義規(guī)范開發(fā)的模型，以Modelica和Julia/Python[20-21]作為底層語言。中層編譯器分為兩部分，即針對Modelica語言的編譯器，以及調(diào)用Julia/Python的解釋器，兩者之間有數(shù)據(jù)通信。底層仿真求解器基于C/C++代碼，對模型代碼進(jìn)行仿真求解。該建模語言框架如圖3所示。

圖3 航天裝備數(shù)字化建模語言框架

CAL支持文本建模與圖形建模，文本建模方面提供現(xiàn)代科學(xué)工程計算語言的優(yōu)秀特性，圖形建模方面提供面向信息物理融合系統(tǒng)的統(tǒng)一建模能力；支持從0D、1D到3D的全級次建模；支持C/C++、Fortran、Matlab語言開發(fā)的模型或算法的集成，AMESim、Simulink等系統(tǒng)級仿真軟件的集成，以及CAD、CAE軟件的集成。

航天裝備建模語言可滿足多場景的建模仿真需求，解決模型的可重用性和可重構(gòu)性差、多類模型融合困難的問題，適應(yīng)面向型號數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求，為數(shù)字化建模仿真技術(shù)在型號中的深化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

3.3 模型全壽命周期演進(jìn)框架

提出一套樣機(jī)系統(tǒng)模型演進(jìn)框架，按照創(chuàng)意、論證、研制、試驗、運用的邏輯順序，將裝備系統(tǒng)模型劃分為6個狀態(tài)，分別是數(shù)字草圖1.0、數(shù)字草圖2.0、數(shù)字樣機(jī)1.0、數(shù)字樣機(jī)2.0、數(shù)字樣機(jī)3.0和數(shù)字裝備1.0，為各個狀態(tài)的裝備樣機(jī)系統(tǒng)模型傳遞、數(shù)字化交付提供統(tǒng)一的建模語言、方法、工具體系，有效支撐可重用、統(tǒng)一的裝備數(shù)字化模型體系。

3.4 自主可控的數(shù)字化系統(tǒng)工程平臺

在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮國內(nèi)工業(yè)軟件技術(shù)力量，建設(shè)航天裝備數(shù)字化系統(tǒng)工程基礎(chǔ)平臺與工具應(yīng)用體系，見圖4。

圖4 數(shù)字化系統(tǒng)工程基礎(chǔ)平臺

數(shù)字化系統(tǒng)工程基礎(chǔ)平臺由跨域協(xié)同設(shè)計環(huán)境、多域多場仿真環(huán)境和虛實融合驗證環(huán)境3部分組成?？缬騾f(xié)同設(shè)計環(huán)境綜合運用動態(tài)流程、跨域協(xié)同、即時通信等技術(shù)手段，形成便捷高效的協(xié)同設(shè)計環(huán)境；研發(fā)流程通過分發(fā)基于數(shù)據(jù)和模型的技術(shù)要求，形成高度集同的無縫協(xié)作機(jī)制。多域多場仿真環(huán)境遵循航天裝備領(lǐng)域建模語言(CAL)規(guī)范，基于統(tǒng)一仿真引擎構(gòu)建多粒度可重用模型組件庫，支撐裝備全系統(tǒng)性能樣機(jī)的裝配構(gòu)造與快速驗證；運用大數(shù)據(jù)修正、模型降階等技術(shù)，全面提升模型預(yù)示精度。虛實融合驗證環(huán)境基于開放式架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化集成協(xié)議的LVC模型集成機(jī)制，形成全要素虛實融合裝備，通過虛實融合驗證方式覆蓋產(chǎn)品、使用、環(huán)境等多種極限狀態(tài)，驗證核心指標(biāo)。

在基礎(chǔ)平臺之上，通過工程APP實現(xiàn)設(shè)計方法、設(shè)計規(guī)程的軟件化，推動共享、重用與迭代升級。面向航天裝備全生命周期的設(shè)計、驗證、優(yōu)化、監(jiān)測、控制、維護(hù)等環(huán)節(jié)，構(gòu)建一批總體、控制、動力、電氣、環(huán)境等應(yīng)用工具集。

3.5 航天裝備數(shù)字化建設(shè)全生命周期實踐

以某創(chuàng)新任務(wù)為對象，通過在總體、控制、動力等全層次、全鏈條、全流程體系性推進(jìn)裝備數(shù)字化應(yīng)用。按照專業(yè)基礎(chǔ)模型庫、設(shè)備單機(jī)模型庫、分系統(tǒng)樣機(jī)模型庫的多層級模型體系，基于物理定律、功能原理等知識，構(gòu)建車輛的機(jī)械、液壓、電氣、控制、調(diào)溫的層次化模型庫，統(tǒng)一機(jī)械、電氣、控制、軟件等專業(yè)模型接口規(guī)范，確定主要設(shè)備、分系統(tǒng)模型接口形態(tài)，形成一套基于統(tǒng)一規(guī)范的可集成、可復(fù)用、可擴(kuò)展、多層級、多場景的精細(xì)數(shù)理模型體系，實現(xiàn)智力資產(chǎn)的數(shù)字化積累與傳承，車輛性能樣機(jī)模型見圖5。

圖5 車輛性能樣機(jī)模型

3.5.1 數(shù)字化論證環(huán)節(jié)的實踐

基于精細(xì)數(shù)理模型體系，裝配式構(gòu)建車輛性能樣機(jī)柔性架構(gòu)，以模型組件裝配式替換、接口自動匹配方式，快速擴(kuò)展生成型號性能樣機(jī)，如將車輛的機(jī)械起豎改為電動起豎等。據(jù)此，開展面向設(shè)計空間的海量方案生成、設(shè)計，評估不同構(gòu)型、組成對復(fù)雜裝備性能的影響，高效進(jìn)行多方案比選和方案迭代，實現(xiàn)總體方案全局最優(yōu)，對簇式迭代裝備研制模式的推廣應(yīng)用奠定扎實基礎(chǔ)。

3.5.2 系統(tǒng)級的數(shù)字化研制實踐

基于性能樣機(jī)模型，可實現(xiàn)機(jī)、電、液、控、熱等專業(yè)的統(tǒng)一建模與仿真聯(lián)動，完整地反映系統(tǒng)不同層次、不同設(shè)備的多學(xué)科特性，同時可反映單機(jī)多學(xué)科特性與整體多學(xué)科特性，可實現(xiàn)總體小回路、總體大回路、分系統(tǒng)小回路設(shè)計驗證閉環(huán)等。

3.5.3 整車級的數(shù)字化研制實踐

在數(shù)字車輛方面，基于底盤分系統(tǒng)仿真模型，開展多種地面工況下的展車機(jī)動過程仿真，分析展車輪地動力學(xué)和爬坡、越障、制動、轉(zhuǎn)彎等關(guān)鍵性能指標(biāo)，驗證機(jī)動分系統(tǒng)設(shè)計與控制策略合理性；基于調(diào)平分系統(tǒng)仿真模型，開展多種地面工況下的展車調(diào)平過程仿真，分析調(diào)平耗時、支腿支撐力、展車質(zhì)心偏移等關(guān)鍵指標(biāo)，驗證調(diào)平分系統(tǒng)設(shè)計與控制策略合理性；基于起豎分系統(tǒng)仿真模型，開展多種地面工況下的展車起豎過程仿真，分析起豎耗時、起豎支撐力、起豎質(zhì)心過載等關(guān)鍵指標(biāo)，驗證起豎控制策略合理性；基于彈射分系統(tǒng)仿真模型，開展多種起豎角度下的展車發(fā)射過程仿真，分析發(fā)射耗時、發(fā)射藥柱推力、適配器和滑塊地面落點分布等關(guān)鍵指標(biāo)，驗證發(fā)射裝置設(shè)計合理性；基于數(shù)字車輛系統(tǒng)性能樣機(jī)，對機(jī)動、調(diào)平、起豎、彈射等全流程仿真，驗證發(fā)射準(zhǔn)備時間、機(jī)動回轉(zhuǎn)半徑、系統(tǒng)控制流程等主要指標(biāo)。

3.5.4 數(shù)字化鑒定實踐

制定模型置信度等級標(biāo)準(zhǔn)，推動模型置信度從理論級、估算級，向精細(xì)級、校驗級、孿生級迭代發(fā)展；開展面向驗證空間的“虛實混合”摸邊探底試驗、地面綜合集成驗證，驗證核心指標(biāo)。航天裝備數(shù)字化建設(shè)應(yīng)用取得初步成效，增強(qiáng)型號總體數(shù)字化能力，加快裝備數(shù)字化模式的發(fā)展速度。

4 推進(jìn)航天裝備數(shù)字化建設(shè)生態(tài)治理的建議

當(dāng)前階段，發(fā)展航天裝備數(shù)字化建設(shè)生態(tài)體系可從以下4方面著手。

4.1 數(shù)字化建設(shè)生態(tài)認(rèn)知域治理

聚焦關(guān)鍵問題，推動理論方法與工程實踐相融合，打造匹配我國裝備數(shù)字化工程規(guī)劃、建設(shè)、應(yīng)用、提升的實踐方法、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、工作流程；建立面向裝備全領(lǐng)域的認(rèn)知域提升服務(wù)能力，對實踐方法、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、工作流程等持續(xù)開展廣泛的培訓(xùn)及推廣服務(wù)。

4.2 數(shù)字化建設(shè)生態(tài)產(chǎn)品域治理

面向裝備任務(wù)需求，以模型、數(shù)據(jù)為二元載體，覆蓋不同層級、不同階段、不同專業(yè)，建立產(chǎn)品全生命周期模型標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范不同階段模型與數(shù)據(jù)交互接口，形成需求下發(fā)、模型交付及產(chǎn)品面向需求的全過程管理及數(shù)據(jù)追溯能力；結(jié)合裝備工程產(chǎn)品全生命周期管理需求，推動圍繞模型的“建--集--評--管--用”能力建設(shè)；建立面向裝備領(lǐng)域的產(chǎn)品域提升服務(wù)能力，持續(xù)對裝備數(shù)字化建設(shè)的產(chǎn)品模型庫、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫進(jìn)行治理。

4.3 數(shù)字化建設(shè)生態(tài)應(yīng)用域治理

融合型號工程及數(shù)字化工程兩大體系，建立各工程《數(shù)字化研制要求》，進(jìn)一步結(jié)合工作流程、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等手段，細(xì)化數(shù)字化工程相關(guān)工作要求；制定數(shù)字化工程實踐評價方法及指標(biāo)體系，建立服務(wù)于評價的數(shù)據(jù)自動采集能力，支持裝備承制單位數(shù)字化工程實踐評價；建立面向全裝備領(lǐng)域的應(yīng)用域提升服務(wù)能力，持續(xù)提升裝備工程各層級參與單位的數(shù)字化工程實踐效能。

4.4 數(shù)字化建設(shè)生態(tài)合作域治理

滿足國內(nèi)多任務(wù)/多目標(biāo)/多主體并行等合作發(fā)展需求，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、知識充沛、工具完備、流程規(guī)范的多方合作基礎(chǔ)服務(wù)平臺；建立有效的知識產(chǎn)權(quán)確認(rèn)、保護(hù)、服務(wù)機(jī)制，形成模型與數(shù)據(jù)共建共享服務(wù)能力；建立面向全裝備領(lǐng)域的合作域提升服務(wù)能力，持續(xù)保證海陸空天不同領(lǐng)域單位能夠基于高水平統(tǒng)一的基礎(chǔ)能力平臺開展跨領(lǐng)域任務(wù)合作。

5 結(jié)論與展望

數(shù)字化技術(shù)由“點→線→面→體”集成化、融合化應(yīng)用，工程復(fù)雜程度及技術(shù)實現(xiàn)難度成不斷增長。雖然，我國在數(shù)字系統(tǒng)模型、數(shù)字孿生、單點自主工業(yè)軟件等方面形成了基礎(chǔ)技術(shù)能力，并在部分型號的試點工作中進(jìn)行了實踐驗證，但總體上講，我國航天裝備領(lǐng)域的數(shù)字化工程建設(shè)仍處于技術(shù)的融合創(chuàng)新實踐及集成方案探索階段，必須建設(shè)航天裝備數(shù)字化建設(shè)生態(tài)體系，才能有效賦能數(shù)字化工程的方案規(guī)劃、能力建設(shè)、應(yīng)用實踐及持續(xù)改進(jìn)過程，保障型號任務(wù)按規(guī)劃推進(jìn)。