[发明专利]气象卫星的自顶向下装配设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及气象卫星型号产品设计技术领域，尤其涉及一种气象卫星的自顶向下装配设计方法。

背景技术

气象卫星产品研发过程中设计意图广泛、参照关系复杂、设计变更频繁，并且模块单元之间设计参数权限控制严格。气象卫星装配设计是卫星研制过程中的重要环节，目前采用自顶向下的设计方式，其实质是一种在产品设计过程中通过建立顶层设计规划，并将该规划作为设计准则逐级向下传递的设计方法。在气象卫星自顶向下装配设计过程中，各级骨架模型的建立是整个卫星设计的基础，通过采用骨架模型捕捉设计意图并搭建产品结构，从而将必要的设计意图和参照关系自顶向下进行传递和共享。并且使用骨架模型作为中心参照，就可以通过改变骨架来实现气象卫星的设计更改，实现全局控制和设计参数化。

目前，典型的气象卫星自顶向下装配设计过程为：首先，按照气象卫星产品基本功能需求，构建顶层设计规划，用来定义产品的基本功能、基本结构、全局参数以及参数之间的依赖关系；其次，根据顶层设计规划，设计意图与参照关系以骨架模型为载体，通过发布几何向下层模块单元传递；接着，下层模块单元创建本层骨架模型，通过复制几何接收设计意图与参照关系，并根据本层模块单元的要求继续向下层模块单元发布设计参数；依此类推，直至产品设计参数传递至最底层的零部件；最后，进行零部件的实体化及详细设计。

但是现有技术至少存在以下缺点：

设计意图和参照关系通过单一的标准骨架模型进行自顶向下传递，并且完全受控于顶层设计规划，形成了单一的设计参数传递路径；

在设计参数的发布过程中，同层级模块单元共享了来自上层设计模块发布的所有设计参数，不能形成有效的设计参数权限控制；

在进行设计更改时，采用单骨架模型会使得更改的设计参数在整个骨架模型里自顶向下传递，导致设计更改效率比较低，且对其他模块造成设计干扰；

在气象卫星系列化研制过程中，自顶向下设计使得上下层模块之间耦合性较强，而通用模块的重用会把相关设计参照带入新产品中，导致参照关系混乱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对现有技术中气象卫星装配设计方案中存在的上述不足，提出一种基于多骨架模型的自顶向下装配设计方法，用于解决传统气象卫星自顶向下装配设计过程中设计参数传递路径单一的局限性，并且降低上下层模块单元之间的耦合性。该方法在产品横向设计上采用多功能骨架模型，对设计参数进行分类管理，形成有效的设计参数受控发布；在产品纵向设计上采用多层次骨架模型，对设计参数进行分层控制，避免模块重用时的参照关系混乱。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种气象卫星的自顶向下装配设计方法，包括以下步骤：1）对气象卫星进行功能描述、概念设计和结构分解，确定产品结构之间的参照约束与装配关系，并从各层级设计顶层定义全局设计所必需的设计参数，输出布局设计模型；2）根据所述布局设计模型，自顶向下在各层级模块单元中构建多骨架模型，并将布局映射到骨架模型中，实现布局参数驱动骨架特征，输出多骨架模型；3）根据多骨架模型，对最底层模块单元的实体特征进行详细设计，建立具体的工程约束等，并对详细设计模型进行工程分析，输出详细设计模型。

进一步地，所述步骤1）中，对气象卫星进行功能设计，描述气象卫星需要实现的具体产品功能；根据功能描述进行概念设计，建立实现气象卫星功能的基本工程结构；对产品结构进行分解，构建实现产品功能的模块、子模块及模块接口。

进一步地，所述步骤2）中，建立整星级、舱段级的位置骨架，在位置骨架中构建隶属于本模块单元的下层模块单元的接口与位置特征，控制与所述本模块单元对应的下层模块单元的接口与位置参数；建立整星级、舱段级的设计骨架，通过笛卡尔坐标系装配各自的位置骨架，为本层模块单元控制下层模块单元的特征构建提供接口与位置参数；建立整星级、舱段级的发布骨架，在各发布骨架中构建本模块单元向下层模块单元发布的特征。

进一步地，整星级模块单元直接在设计骨架里建立下层各舱段级模块单元的发布骨架，在各发布骨架里构建所需特征，控制各舱段级模块单元的设计参数。

进一步地，舱段级模块单元首先装配来自上层整星级模块单元的发布骨架，获取设计参数，并结合本模块单元已有的设计参数，形成设计参数表，最后进行设计骨架的设计，创建隶属于本层的下层各舱板级模块单元的发布骨架。

进一步地，舱板级模块单元直接装配各舱板模块单元的发布骨架。