Integrating Systems Modeling with Simulation Helps Ensure Robust Space Debris Re

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在 e.Deorbit 提案中，空中客车 DS 工程师通过使用系统建模同时开发任务要求和架构来解决这些问题。他们开发了一个集成了安全和架构要求、系统功能、功能架构和操作概念 (CONOPS) 的 SysSML 模型。

并行开发架构和需求有助于在项目的早期阶段验证需求，从而节省大量时间和金钱。虽然这种方法是向前迈出的重要一步，但 Airbus DS 工程师认识到，其优势受到以下事实的限制：支持架构开发所需的域模拟均由负责特定域的工程师手动单独运行。

这些模拟的结果后来被上传到数据库，并用作系统模型和其他模拟的输入参数。

直到所涉及的每个模拟都需要数天或数周的时间才能完成，整个系统对特定用例的性能才清楚。即使是单个案例，也需要大量的时间和精力来模拟整个系统的性能，从而限制了架构定义阶段可以运行的案例数量。

这会产生潜在的错误和意外交互，当在详细设计阶段后期发现时，需要花费大量时间和金钱进行纠正。

欧洲航天局 (ESA)

欧洲航天局 (ESA ) 正在研究一项名为 e.Deorbit 的主动碎片清除任务，该任务旨在捕获 ESA 拥有的一颗处于低轨道的废弃卫星，并在受控的大气再入过程中将其安全地坠入海洋。

该项目的空中客车防务与空间提案使用基于模型的系统工程 (MBSE) 来同时定义任务要求和架构。在一项并行的内部研究中，Airbus DS 工程师使用 ModelCenter Integrate 和 MBSEPak 将用于评估架构性能的仿真工具与系统模型集成在一起。

这种集成表明，通过运行主要仿真工具作为由系统模型驱动的自动化工作流程的一部分，可以大大减少验证需求和架构所需的时间。这种简化的过程将整个系统可以模拟的案例数量增加了几个数量级。它还可以一次循环模拟一个时间步骤，同时查看整个任务的模拟结果。

Airbus DS 使用 Phoenix Integration 的 ModelCenter Integrate 和 MBSEPak 将 e.Deorbit 任务的 SysML 表示与用于预测架构替代方案性能的模拟工具集成在一起。

Phoenix 提供定制培训和现场咨询，使 Airbus DS 工程师能够将系统模型与用于确定废弃卫星和任务卫星轨迹的 Matlab 动态模型、物理分解模型以及用于航空电子设备、结构和热模拟。

ModelCenter 还管理模拟工具之间的数据流，因此现在可以在由系统模型中的公共数据集驱动的单个集成过程中同时模拟整个任务或任何子系统。

Airbus DS 工程师可以选择以他们选择的时间间隔循环执行任务并在每个步骤之后查看结果，或者在批处理过程中模拟整个任务并在事后查看结果。

• [Efficiency Improvement - Time To Market]
  

  The integration between system modeling and simulation reduces the time required to simulate the complete mission by orders of magnitude.

• This makes it possible to examine hundreds of cases instead of a few dozen cases that might normally be considered during the formulation stage.