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ANSYS的博客

2022年11月22日

如何设计任务成功

压力来了,一家美国航空巨头的设计工程师需要一种开发产品的新方法。虽然传统的方法——设计、构建、测试和重复——为他们赢得了一连串的成功,但时代已经改变了。事实上,他们整个公司都在进行全企业范围的数字化转型,以应对新的现实:产品必须更快地进入市场。在此背景下,工程师团队决定使用仿真来实现更精简的方法:建模,分析,然后构建。

这种新方法的一个基本要素是数字任务工程——由华体会体育APP在线下载AGI,现在的Ansys Government Initiatives华体会体育APP在线下载数字任务工程是使用数字建模、基于物理的仿真和分析来整合作战环境,并在生命周期的每个阶段评估任务结果和有效性。换句话说,你在产品必须运行的条件的数字模型中模拟产品,并评估它的性能。

STK空间系统

任务(数字)完成

数字任务工程如何华体会体育APP在线下载协助这个团队的项目?该团队需要优化一个机载通信网关,以供各种作战人员使用。这个通道将包括无线电和天线——一些在机翼下,另一些在机身上数据链接还有语音系统。

挑战是巨大的,首先要分析和解决数以百万计的渠道组合。使这一分析复杂化的是环境因素,例如来自发射器和共用如此有限空间的天线的共址干扰。而且,除了网关本身的潜在阻碍之外,整个电磁(EM)频谱是一个日益拥挤和有争议的领域。

应用数字任务工程,华体会体育APP在线下载该团队通过在其操作环境模型中执行各种预期任务来模拟网关。他们分析了来自这些模拟的数据,以了解网关上的干扰,有效地分配要使用的信道,并确定天线的位置和模式。因为这些测试是模拟的,所以调整和重新评估的周期只是在等待新的数据,而不是新的原型。

结果呢?工程师们只用了通常所用时间的一半就实现了他们的目标。让我们仔细看看他们是如何做到的。

这个过程从设计一个任务模型开始Ansys Systems Tool Kit (STK)表示网关的运行环境-什么它需要这样做,但也在哪里。这使他们能够评估他们的设计来理解如何现实世界的变量可能会影响它们为什么从头开始。

下一步是积分Ansys基于(3D,高频模拟)用STK来确定链路预算,它测量无线电系统中的总发射功率,包括所有增益和损耗。现在,该团队可以使用其模拟工具库来优化网关设计,同时获得关于每次更改如何影响任务成功的重要见解,只需点击几下。以下是他们将模拟解决方案和任务模型应用于所面临挑战的一些方法:

  • 将承载网关的飞机的计算机辅助设计(CAD)几何文件导入HFSS,以创建标称天线设计,了解不同位置安装的电气响应,然后为天线选择正确的位置和模式。
  • 将HFSS的信息导出到Ansys Emit中,该系统可以预测由多个同时运行的发射器组成的复杂系统中的干扰。这项分析的结果表明哪些频道或无线电会对航空电子设备或其他系统和服务产生破坏性影响。
  • 通过滤波和使用频率规划来重新分配信道和天线来减轻共站干扰,然后将这些变化应用到HFSS的分析中。
  • 将安装后的天线响应和干净通道的选择导入STK,这使工程师能够在模拟各种机动和路线时可视化整个网关上所有组件的效果。
自动化空间系统拱设计

作为航空航天数字任务工程的一个例子华体会体育APP在线下载,Ansys STK允许您设计架构,任务和航天器,同时定义有效载荷,通信和地面基础设施的要求。

更快,更聪明,更好

通过数字任务工程华体会体育APP在线下载,工程团队可以快速了解网关的性能并识别新的需求,而无需进行物理测试。建模和分析的快速迭代极大地加快了项目的时间线,并使团队能够交付比遗留方法更接近生产就绪的第一个构建。在一个上市时间是关键因素的世界里,数字任务工程提供了无与伦比的优势。华体会体育APP在线下载


使命的意义

其中一个更棘手的问题是一个简单的问题,一个你认为自己知道答案的问题,直到你问它:当我们说“使命”时,我们的意思是什么?事情没有这么简单的原因是人们在很多方面使用“使命”这个词。那么,当我们从数字任务工程的角度谈论任务时,我们指的是什么?华体会体育APP在线下载让我们来分析一下。

使命是:

  • 一个产品、系统或平台应该能够做的事情
  • 它所处的环境——包括自然力量和竞争或对抗活动
华体会体育APP在线下载以数字任务工程为中心

有哪些这类任务的例子?

最简单地说,你可能会说勺子应该能让你喝汤,而一碗汤就是它的操作环境。或者考虑为你的家安装一个热泵,它必须能够加热和冷却。热泵的环境包括许多因素,从房子外面的天气到房子里面的气流。

一个任务也可以有条件,比如一辆汽车必须能够安全地运送4到6名乘客和一定数量的货物,同时平均具有一定的燃油效率,等等。如果你开过车,那么你已经非常熟悉环境的动态性,以及这些动态因素如何以不同的方式影响汽车的任务条件。

最后,考虑一种可以探测飞机的雷达,这是其他人可能不希望它做的。它的环境很有可能包括竞争或对抗活动——例如,一架试图干扰它的飞机。

所以,虽然任务的定义可以被提炼得相当简单,但一个特定任务的完整表达可能是多方面和复杂的。你可以想象,任务越复杂,你从数字任务工程中获得的优势就越大。华体会体育APP在线下载

多样化的任务

华体会体育APP在线下载数字任务工程首先在航空航天工业中实施,并在那里继续推广使用。同时,Ansys和我们的客户证明同样的方法可以成功地应用于各种其他系统,包括汽车、海上船只和智能城市。

让我们看一个数字任务工程如何应用于另一个行业的例子:电信。华体会体育APP在线下载您可能会说,移动电话的任务是在拥挤的城市环境中保持数据速率、链接和语音通信。你已经定义了它必须做的事情和它必须做的环境。数字任务工程可以通过哪些方式来洞察这款华体会体育APP在线下载手机执行任务的能力?以下是你可以分析的几点:

  • 动态环境因素,如复杂通信网络中的自然射频(RF)干扰
  • 系统间的交互,例如在连接到蓝牙耳机的情况下,在流式传输视频电话会议时拍照
  • 运动如何影响表现。例如,手机可能依赖于全球定位系统卫星的定位信息,因此,当手机在城市中移动时,考虑建筑物等障碍物的变化是很重要的。

很明显,我们在这里把事情简单化。但是,一旦你在数字任务工程的背景下理解了任务的全部含义,你就可以开始欣赏大量等待实现的应用。华体会体育APP在线下载

如果应用得当,数字化任务工程可以提高华体会体育APP在线下载效率,降低成本,从产品设计开始,一直到运营和维护。通过在生命周期中不断验证实际性能,您可以自信地开始每个新阶段的设计为下一步做好准备。此外,一旦你亲眼看到这种方法让你的团队变得多么高效,你就可以开始考虑真正的非凡了飞跃在创新。

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