航天发射场数字孪生技术初探

针对航天发射场数字化建设和应用需求,结合国内外数字孪生技术发展提出了发射场数字孪生体的概念,详细阐述了其内涵、特性以及组成要素,初步建立了发射场数字孪生体的技术指导框架,形成了面向发射场全寿命周期的数字孪生体建设内容,设计了集三维设计模型、数字化合练系统、数字化试验系统以及数字化运维系统于一体的演进型数字孪生体,并对其应用模式进行了详细说明。相关研究成果可应用于我国航天发射场设计、建设、任务执行以及日常运维等工作。

基于数字孪生和多智能体的航天器智能试验

为推动航天器以物理试验为主导的模式向以物理试验与虚拟试验深度融合的模式转型,针对航天器试验过程中存在的周期长、成本高与其他制造环节海量数据共享困难等问题,提出基于数字孪生和多智能体的智能试验体系架构设计方法。该方法首先建立包含物理空间、数字空间和数学空间的智能试验任务分析范式,基于数字孪生和多智能体的智能试验体系功能建模框架;然后针对智能试验全要素、全过程、全业务的应用背景,设计试验资源、试验过程和试验服务3类智能体的结构模型,并对试验运行机制和技术流程进行优化。以某航天器系统级正样热试验为例搭建了智能试验管控平台,对该方法的可行性和有效性进行验证。结果表明,智能试验管控平台的应用,使得产品试验设计与实施总周期缩短20%、产品试验与工装设计精度提高15%。

面向航天器在轨装配的数字孪生技术

构建航天器在轨维修维护能力是确保空间系统长期稳定工作的有效途径,而对于空间环境中的在轨装配过程的模拟、监控、诊断和预测,目前的研究尚处于探索阶段,研究成果相对较少且缺乏整体解决方案。提出采用构建航天器数字孪生体的方式,来抽象表达航天器完成在轨装配的过程、状态和行为。首先分析了在轨装配航天器的结构组成及功能需求,然后系统阐述了航天器数字孪生体的数据组成、实现方式和作用,最后给出了航天器数字孪生体在设计、制造和在轨服务阶段的实施途径,并对航天器数字孪生体的作用进行了总结和展望。