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V&V体系搭建及虚拟样机库建模咨询

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安怀信的企业V&V体系搭建及虚拟样机库建模咨询大致包含以下内容:

层级分解规范

• 产品全系统往往是一个复杂的系统,为了。为了阐述清楚这种复杂性,准备好一个全系统的详细描述,承认真实世界的物理系统从本质上说可以进行分层建模。

• 仿真系统的确认层级一般划分为:单一问题层、基准层、子系统层、全系统层。

对仿真系统进行确认分层规划,并对各个层级的对象进行逐层验证与确认,从而提升复杂全系统仿真模型的预测精度。


虚拟样机MBD集成

• 根据波音全三维设计中全三维数据管理应用系统框架描述,MBD通过稽核模型、工程注释(标注)、产品属性几个数据集,需要和标准、仿真、工艺、PDM、生产、检验等多个系统集成起来,这样的话,无论是设计人员还是仿真、工艺、生产、检验、售后、管理各个部门的人员,都可以共享同一个模型及数据,实现基于可视化模型的数据共享,具有重大的工程意义。



层级建模规范

• 经过分解得到的不同层级的对象,为了规范仿真建模过程,提高仿真模型的准确度,需要统一制定仿真模型建模规范。如:结构动力学模型建模规范、静强度仿真建模规范等。对关键的建模内容进行规定。



层级建模仿真模板

• 对不同层级对象进行仿真分析,为了提高仿真结果的一致性和提高仿真建模的效率。可以根据仿真分析的要求,创建不同的仿真建模模板,如强度计算模板、模态计算模板、频响计算模板等。重复利用这些仿真模板,进行性能计算。



Verification工具定制

• 根据ASME定义的标准的VV活动图,对不同层级的对象进行验证, 包括:代码验证和计算验证。

• 因此,需要借助Verification(验证)工具,来完成对应的验证工作。如利用GCI评价网格收敛性。利用应用程序对比工具,将商业软件仿真得到的计算结果与标准解(或者具有一定置信水平的程序解)进行对比,评估商业软件的算法对计算问题的有效性。


Verification标准解析解库定制

为了评估商业软件的算法对特定问题的有效性,企业通常可以根据实际需求,建立起典型问题的标准解析解库,或者对典型问题建立起具有一定置信水平的程序解库。以方便开展V&V活动中的代码验证等内容



层级试验设计规范

• 型号产品的物理实验,通常需要投入很大的人力、物力和财力,因此,所得到的物理实验数据是非常珍贵的,必须加以充分利用。

• 为了提高试验数据的利用价值,可以基于V&V技术,建立起层级试验设计规范。在正式开始物理试验前,基于V&V技术,对层级试验进行规划,以得到不同层级对象的物理实验数据,后续可以利用该试验数据对同一层级的仿真模型进行确认(包括仿真结果与试验结果对比、模型修正等),提升仿真模型的预测能力。


层级试验设计工具

• 利用试验设计工具,根据层级试验设计规范,逐一对不同层级的各项试验项目进行试验设计,形成详细试验内容大纲。并根据试验设计的结果,将试验内容数据下发到具体的试验执行系统,对试验的进度进行管理。

• 不同层级的各项试验的完成后,可以将各项试验的结果数据采用直接或间接方式获取到平台数据库。将各项试验数据按照不同的维度进行分类融合,形成系统化的试验数据体系。按照试验指标的评估需求,对试验数据进行分析处理。对各项试验得出的试验指标进行评估(如试验输出结果的不确定性分析),按需要对试验内容进行修正调整。

• 利用层级试验工具(如试验设计与试验数据融合系统TEST DATA),可以有效的开展试验规划、设计、执行、监控、分析、到评估验证等工作。


Validation确认试验结果数据库

• 各个层级的确认物理实验,所得到的试验数据,可用于确认和评估对应层级的仿真模型结果的精度,因此,需要对不同层级的确认试验结果进行有效保存,并逐步建立起典型层级对象的确认试验结果数据库,以方便结果数据的追溯和有效利用。


试验数据管理

• 进行各个层级对象的物理试验,成本是巨大的。科学规划各个层级的模型试验,提高试验数据的利用价值,基于有限次数的物理试验获得更多的信息,是进行物理试验规划与实施后需要重点考虑的内容。

• 对试验数据进行有效管理,可以为以后的试验数据利用提供保障。

• 在V&V平台搭建过程中,可以建立确认试验数据库,在V&V平台内部对这些数据进行管理,也可以在V&V平台与现有试验数据管理系统之间定制接口,将确认试验数据库保存到已有的TDM系统中,实现对试验数据的管理。


Validation工具定制

• 对层级模型进行确认(Validation),包括:仿真结果与试验结果的对比,仿真模型参数灵敏度分析、仿真结果不确定性量化、仿真模型修正等、仿真模型置信度评估等。

• 因此需要定制专业的确认(Validation)工具,如借助优化工具完成仿真参数灵敏度分析;开发仿真结果与试验结果一致性评估工具(如CAST),完成仿真模型的置信度评估等。


C-SDM定制开发

• 不同层级的仿真模型完成计算后,都需要和对应层级对象的试验结果进行对比,如果不满足精度要求,需要进行模型修正。最后得到满足确认指标要求的高精度仿真模型。

• V&V平台搭建过程中,可以建立仿真数据管理系统,在V&V平台内部对不同层级具有高置信度的仿真模型进行有效的保存,对不断完善的仿真规范等文档进行管理。也可以在V&V平台与现有仿真数据管理系统之间定制接口,将确认的高置信度仿真模型和文档保存到已有的SDM系统中,实现对仿真数据的管理。


虚拟样机库建设

• 开展仿真模型的V&V研究,一方面可以通过对仿真模型进行验证和确认,提高仿真模型的精度,提升仿真部门在产品研发中的地位和价值。

• 另一方面,通过实施验证和确认,可以逐步积累起典型的、高精度的仿真模型,形成具有相当预测能力的仿真模型库,即层级模型虚拟样机库。


Co-Co快速方案设计系统定制开发

• 利用虚拟样机库,可以快速完成对典型部件(或子系统等)在不同工况条件下的性能计算。提升方案的设计、性能评估效率。

• 并且借助多方案设计工具(如CoCo系统),可以帮助完成对型号方案的选型、性能评估计算与优化,提升设计研发效率。