卫星AIT设计制造并行协同研制方法及系统与流程

本发明涉及卫星设计制造一体化，具体地，涉及一种卫星ait设计制造并行协同研制方法及系统。

背景技术：

1、卫星ait总装集成是指按照研制技术流程、布局设计、装星要求与状态规定，将星上产品安全可靠地固定到所要求的位置，经过程控制及质量检测保证，达到提高精度、绝缘、隔热等要求；建立测试和试验状态，满足卫星地面测试和试验使用要求的过程。总装集成是卫星研制的重要工作，占到卫总时长的30％～50％，各环节的成败直接关系卫星的成败。传统设计、工艺和制造过程相对独立，流程堵点众多、数据流通不畅、技术状态管控复杂，无法满足卫星高质高效研制转型要求。

2、现行卫星ait研制主要存在以下问题：

3、(1)ait顶层策划和集成设计不足。设计要素分散于布局、各分系统(结构、热控、总体电路、推进等)及可靠性等多个环节，总体缺少系统策划，专业间缺少协同整合集成。

4、(2)ait过程设计与状态控制薄弱。设计输出偏重于最终状态，ait过程设计和状态控制不足，数据包完整度无法满足装备全过程质量管控、追溯、确认制和数字化交付等要求。

5、(3)ait各环节数据一致性难以保证。产品配套等共用数据不能有效即时传递，致使很多环节需人工“重复建档”，人为形成多源数据。

6、(4)ait各环节数据流通闭环困难。上下游各系统独立、接口不统一导致数据难互通；人工驱动业务流转效率低，多业务并行设计/处理能力弱，数据无法自动化流通实现业务闭环。

7、(5)实物状态监控难，现场跟产确认多。卫星总装现场实作数据采集上传不及时，记录描述不完整不规范，过程追溯困难；过程数据可视化差，总装工作进展状态跟踪困难，现场跟产多效率低，人力资源浪费严重。

8、魏鹏,张立伟,赵晶晶,等.《基于产品结构的航天器ait过程多维数据管理系统[j].航天器环境工程,2018.doi:cnki:sun:hthj.0.2018-04-017.介绍了卫星ait过程数据在产品结构、时间周期、阶段型号3个维度的演变过程，构建了多维数据模型，并开发基于产品结构的多维数据管理系统。该系统以产品结构为核心，对ait过程数据进行重新组织，定义不同系统间、不同维度数据之间的关联关系，实现了ait过程全数据的结构化整合，在此基础上生成了ait过程数据包，侧重于数据集成管控。而本发明则是通过卫星总装设计与工艺开发、实施检测和质量确认等各环节的并行协同和信息复用，实现卫星ait设计制造一体化及ait研制全过程信息流贯通和业务闭环，确保卫星研制状态一致性和过程质量稳定性。

9、在公开号为cn113420365a的中国专利文献中，公开了一种总装设计系统及航天器总装设计信息控制方法，包括系统中的基础信息读取模块从ids系统中获取设备的基础信息；以舱板装配为总装设计单元，在pro/e中打开总装设计单元；总装信息设置模块遍历pro/e模型树，识别总装设计单元中所有设备模型和支架模型并创建对应的总装参数；将识别的设备模型与读取的基础信息进行匹配，确定所有设备模型的基础信息；同时接收输入的支架模型基础信息，根据所有的基础信息确定总装参数值，将总装参数值赋给对应的设备模型及支架模型并存储；总装信息读取模块从pro/e打开的设备模型和支架模型中读取总装参数值，并以预设形式进行显示；总装信息输出模块将总装信息设置模块存储的总装参数及参数值输出至总装信息数据库进行存储。该专利文献侧重于从已有模型参数中识别及数据匹配。而本发明则是基于模型和表单工具开展配套及其总装要求设计，并进行两者数据融合得到整星完整配套和相应装星要求，与该专利文献采用的方法及技术具有本质性不同。

10、在公开号为cn109086985a的中国专利文献中，公开了一种面向航天器总装的专业测试信息管理系统，由工艺定义模块、工艺资源模块、引用文件模块、工艺设计模块、测试执行模块、测试数据应用模块组成。该专利文献属于传统的工艺设计软件系统范畴，主要作用是实现工艺设计的各要素关联及实施数据记录。而本发明则是基于模型和表单工具开展配套及其总装要求设计，并进行两者数据融合得到整星完整配套和相应装星要求；将设计数据应用于后续工艺开发、实施检测和质量确认等ait各个环节，实现ait设计制造一体化，并可严格保证设计要求及实施一致性质量，与该专利文献采用的方法具有本质性不同。

11、在公开号为cn104537131b的中国专利文献中，公开了一种面向卫星装配过程的质量数据采集方法，包括卫星总装过程要素分解、数据采集对象量化分析、通用记录表格模板设计、数据记录表格实例化、生产计划要素组合与排序、总装现场数据记录、数据管理与统计等七个部分。该专利文献仅针对卫星总装实施过程，而本发明则是通过卫星总装设计与工艺开发、实施检测和质量确认等各环节的并行协同和信息复用，实现卫星ait设计制造一体化及ait研制全过程信息流贯通和业务闭环，与该专利文献采用的方法具有本质性不同。

12、在公开号为cn103605857b的中国专利文献中，公开了一种面向航天器总装的三维结构化工艺设计系统及三维结构化工艺设计方法。该三维结构化工艺设计系统包括：工艺规划管理模块，用于规划工艺分册和工艺路线，建立工艺文件结构树；与工艺数字样机关联管理模块，用于关联所述工艺文件结构树与工艺数字样机提供的产品结构树；工艺编制模块，用于分配物料、工装、工具及辅助资源，编写工艺步骤，并生成工序路线图；工艺受控与发布模块，用于发起工艺审批流程，并向现场制造执行系统发布工艺文件。该专利文献是面向航天器总装的三维结构化工艺设计。而本发明则是通过卫星总装设计与工艺开发、实施检测和质量确认等各环节的并行协同和信息复用，实现卫星ait设计制造一体化及ait研制全过程信息流贯通和业务闭环；本发明的ait总装设计数据是卫星总装工艺设计的源头，可确保卫星研制状态一致性和过程质量稳定性，与该专利文献采用的方法仍具有实质性不同。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星ait设计制造并行协同研制方法及系统。

2、根据本发明提供的一种卫星ait设计制造并行协同研制方法，包括：

3、步骤s1：基于三维模型信息提取形式和卫星ait表单工具填写形式，进行卫星配套及总装技术要求定义，获取完整的整星产品配套数据及相应装星技术要求的结构化设计数据；

4、步骤s2：使用卫星ait流程设计工具进行卫星ait流程设计，得到整星级ait技术流程和各阶段任务的项目级ait具体实施子流程；所述卫星ait流程设计包括整星级ait规划和各阶段任务流程细化设计；

5、步骤s3：基于整星结构化设计数据和各层级ait流程，对ait流程中的任一工作项目利用卫星ait状态管理系统进行阶段任务策划与实施状态反馈确认工作；

6、步骤s4：自动流转至下一阶段项目或指定流转至某一特定阶段项目，重复步骤s3，直至完成整星级ait技术流程中的所有项目。

7、优选的，所述步骤s1中卫星配套及总装技术要求定义包括以下子步骤：

8、步骤s1.1：根据卫星三维模型提取结构化的产品配套信息，定义产品装星技术要求并提取结构化要求数据；

9、步骤s1.2：通过表单工具补充卫星三维模型中未定义的产品装星技术要求信息和未涉及的其他产品配套信息及其装星技术要求信息；

10、步骤s1.3：将结构化配套数据和总装技术要求数据融合，得到完整的整星级产品配套数据及相应装星技术要求数据；

11、步骤s1.4：将得到的结构化数据上传并保存至对应服务器；

12、步骤s1.5：卫星ait状态管理系统读取并按预设条件展示服务器中保存的结构化数据。

13、优选的，所述步骤s2中卫星ait流程设计包括以下子步骤：

14、步骤s2.1：以嵌套形式对整星ait技术流程的各工作项目开展阶段性的具体实施子流程设计；

15、步骤s2.2：将整星级ait技术流程和项目级实施子流程上传保存至相应服务器；

16、步骤s2.3：卫星ait状态管理系统读取并按预设条件展示服务器中保存的整星级ait技术流程和项目级实施子流程。

17、优选的，所述步骤s3中阶段任务策划与实施状态反馈确认包括以下子步骤：

18、步骤s3.1：基于步骤s1.3中的整星级产品配套数据及相应装星技术要求数据，在卫星ait状态管理系统中选定ait技术流程中的某一项目，设计方开展该阶段任务状态要求定义；

19、步骤s3.2：审签下发已定义好的阶段任务状态要求；

20、步骤s3.3：制造方卫星工艺设计管控系统并接收阶段状态要求，将该阶段状态要求结构化数据复用于实施检测设计；所述实施检测设计包括工艺实施检测设计、质量实施检测设计；

21、步骤s3.4：制造方开展现场实施并采集状态数据；

22、步骤s3.5：制造方质量人员确认采集的状态数据并在线反馈至其卫星制造过程数据包系统中；

23、步骤s3.6：使用卫星ait状态管理系统实时抓取卫星制造过程数据包系统的反馈数据，设计方及相关拥有权限人员在线实时监测星上实物状态；

24、步骤s3.7：制造方提交阶段任务交付申请后，设计方按该阶段任务状态要求定义开展实施状态符合性确认工作；所述确认工作包括当有未完成事项或不合格事项时，对未完成事项进行指定使其流转至ait技术流程的后续某一阶段工作项目；对不合格事项按规定办理相关审理手续；

25、步骤s3.8：确认工作完成后，自动流转至整星ait技术流程下一工作项目或指定的某一工作项目。

26、优选的，所述卫星配套及总装技术要求定义数据根据实际情况分时段、分批上传保存至服务器，并对各批次上传数据进行差异性比对。

27、优选的，所述项目级实施子流程根据实际情况分时段、分批上传保存至服务器。

28、优选的，所述整星产品配套数据及相应装星技术要求数据和所述整星ait技术流程被卫星ait状态管理系统读取后，同步传送至卫星工艺设计管控系统，使设计工艺质量并行协同。

29、根据本发明提供的一种卫星ait设计制造并行协同研制系统，包括：

30、整星配套及总装要求定义工具模块：基于三维模型信息提取形式和卫星ait表单工具填写形式，进行卫星配套及总装技术要求定义，获取完整的整星产品配套数据及相应装星技术要求的结构化设计数据；

31、ait流程设计工具模块：使用卫星ait流程设计工具进行卫星ait流程设计，得到整星级ait技术流程和各阶段任务的项目级ait具体实施子流程；所述卫星ait流程设计包括整星级ait规划和各阶段任务流程细化设计；

32、卫星状态管理子系统模块：基于整星结构化设计数据和各层级ait流程，对ait流程中的任一工作项目利用卫星ait状态管理系统进行阶段任务策划与实施状态反馈确认工作；自动流转至下一阶段项目或指定流转至某一特定阶段项目并继续利用卫星ait状态管理系统进行阶段任务策划与实施状态反馈确认工作，直至完成整星级ait技术流程中的所有项目。

33、优选的，所述整星配套及总装要求定义工具模块包括以下子模块：

34、基于模型的配套定义模块：根据卫星三维模型提取结构化的产品配套信息；

35、基于模型的要求定义模块：根据卫星三维模型定义产品装星技术要求并提取结构化要求数据；

36、基于表单的配套定义模块：通过表单工具补充卫星三维模型中未定义的产品装星技术要求信息；

37、基于表单的要求定义模块：通过表单工具补充卫星三维模型中未涉及的其他产品配套信息及其装星技术要求信息；

38、配套及要求融合集成模块：将结构化配套数据和总装技术要求数据融合，得到完整的整星级产品配套数据及相应装星技术要求数据；

39、结构化数据存储模块：将得到的结构化数据上传并保存至对应服务器；卫星ait状态管理系统读取并按预设条件展示服务器中保存的结构化数据。

40、优选的，所述ait流程设计工具模块包括以下子模块：

41、流程编辑模块：以嵌套形式对整星ait技术流程的各工作项目开展阶段性的具体实施子流程设计；

42、流程存储模块：将整星级ait技术流程和项目级实施子流程上传保存至相应服务器；卫星ait状态管理系统读取并按预设条件展示服务器中保存的整星级ait技术流程和项目级实施子流程。

43、优选的，所述卫星状态管理子系统模块包括以下子模块：

44、阶段状态定义模块：基于整星配套及总装要求定义工具模块中的整星级产品配套数据及相应装星技术要求数据，在卫星ait状态管理系统中选定ait技术流程中的某一项目，设计方开展该阶段任务状态要求定义；

45、任务审签下发模块：审签下发已定义好的阶段任务状态要求；

46、变更管理模块：制造方卫星工艺设计管控系统；

47、要求接收与数据复用接口模块：接收并将阶段状态要求结构化数据复用于实施检测设计；所述实施检测设计包括工艺实施检测设计、质量实施检测设计；

48、现场实施数据采集接口模块：制造方开展现场实施并采集状态数据；

49、实施状态质检反馈接口模块：制造方质量人员确认采集的状态数据并在线反馈至其卫星制造过程数据包系统中；

50、过程状态实时监测模块：使用卫星ait状态管理系统实时抓取卫星制造过程数据包系统的反馈数据，设计方及相关拥有权限人员在线实时监测星上实物状态；

51、阶段实施状态确认交接模块：制造方提交阶段任务交付申请后，设计方按该阶段任务状态要求定义开展实施状态符合性确认工作；所述确认工作包括当有未完成事项或不合格事项时，对未完成事项进行指定使其流转至ait技术流程的后续某一阶段工作项目；对不合格事项按规定办理相关审理手续；确认工作完成后，自动流转至整星ait技术流程下一工作项目或指定的某一工作项目。

52、优选的，所述卫星配套及总装技术要求定义数据根据实际情况分时段、分批上传保存至服务器，并对各批次上传数据进行差异性比对。

53、优选的，所述项目级实施子流程根据实际情况分时段、分批上传保存至服务器。

54、优选的，所述整星产品配套数据及相应装星技术要求数据和所述整星ait技术流程被卫星ait状态管理系统读取后，同步传送至卫星工艺设计管控系统，使设计工艺质量并行协同。

55、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

56、1、本发明通过卫星总装设计与工艺开发、实施检测和质量确认等各环节的并行协同和信息复用，实现了卫星ait设计制造一体化，达到ait研制全过程信息流贯通和业务闭环的效果，确保了卫星研制状态一致性和过程质量稳定性，有效提升了卫星全周期研制效率和质量。

57、2、本发明提供的卫星ait设计制造并行协同研制方法及系统，可实现基于流程和各类数据驱动的ait项目业务闭环，亦可实现多环节多角色的并行协同工作，极大提高了研制效率；且基于模型和表单工具开展配套及其总装要求设计，将二者进行数据融合，得到了整星完整配套和相应装星要求；

58、3、本发明可以实现总装设计-工艺开发-实施检测-质量确认等卫星ait全流程主要业务数据复用，ait总装设计数据是卫星总装工艺设计的源头。

59、4、本发明可以实现卫星配套及相应总装要求的“数字化设计、信息化传递”和实施状态数据的“数字化采集、业务化应用”，能够助推卫星研制数字化转型升级。

60、本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。