以綜合數字孿生為基,構建航空航天整體協同係統工程
發布時間:2026-01-19 來源:轉載 責任編輯:lily
【導讀】係統工程源於NASA運載火箭的複雜係統集成需求,以結構化拆解與跨係統協同管理,成為航空航天產業的核心支撐。但隨著飛行器、航天器集成度提升及複雜電子與軟件係統的引入,其自身複雜度加劇,跨域集成不足、數字鴻溝等問題凸顯,即便MBSE也未能根治。在此背景下,係統工程需從“局部優化”轉向“整體協同”,而SysML v2、AI與綜合數字孿生三大技術,從協同語言、效率提升、數字底座維度提供了新路徑,為中國航空航天產業突破瓶頸、搶占低空經濟新賽道創造了機遇。
挑戰:複雜性加劇與數字鴻溝
係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)通(tong)過(guo)對(dui)複(fu)雜(za)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)結(jie)構(gou)化(hua)拆(chai)解(jie)和(he)跨(kua)係(xi)統(tong)協(xie)同(tong)管(guan)理(li),確(que)保(bao)火(huo)箭(jian)各(ge)子(zi)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)高(gao)度(du)一(yi)致(zhi)地(di)協(xie)同(tong)工(gong)作(zuo)。然(ran)而(er),係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)在(zai)降(jiang)低(di)產(chan)品(pin)複(fu)雜(za)度(du)的(de)同(tong)時(shi),其(qi)自(zi)身(shen)也(ye)逐(zhu)漸(jian)變(bian)得(de)複(fu)雜(za)。在(zai)現(xian)實(shi)中(zhong),不(bu)同(tong)工(gong)程(cheng)領(ling)域(yu)之(zhi)間(jian)的(de)集(ji)成(cheng)程(cheng)度(du)往(wang)往(wang)低(di)於(yu)企(qi)業(ye)的(de)主(zhu)觀(guan)認(ren)知(zhi),許(xu)多(duo)問(wen)題(ti)隻(zhi)有(you)在(zai)跨(kua)域(yu)接(jie)口(kou)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)才(cai)被(bei)暴(bao)露(lu)出(chu)來(lai),即(ji)便(bian)從(cong)傳(chuan)統(tong)的(de)文(wen)檔(dang)驅(qu)動(dong)方(fang)法(fa)演(yan)進(jin)到(dao)模(mo)型(xing)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)(MBSE),這一問題依然存在。
這種集成上的不足往往導致設計錯誤、項目延期以及係統風險的指數級放大。隨著新一代飛行器和航天器持續引入更複雜的電子係統與軟件係統,整體複雜度也隨之增加。
在此背景下,係統工程亟需從“局部優化”邁向“整體協同”,實現跨工程域的高度互操作與協同設計。這一轉型離不開係統性的數字化轉型投入,而這一需求在中國尤為迫切。
SysML v2:彌合工程鴻溝的關鍵工具
要實現係統工程的整體化,首先需要支撐新型協同流程的工具體係。SysML v2 正是在這一背景下展現出關鍵價值。
相較於注重模型的嚴謹性但互操作性有限的 SysML v1,SysML v2 是一種更直觀的建模方法。它使企業能夠靈活運用多種不同的建模方法論,從而極大地方便了數據的交換。
通過建立標準的框架,SysML v2 能使企業在不同工程域之間開放地共享信息,確保了數據的一致性,並促進了集成化係統架構的開發。
這使其能夠作為跨工程域的統一語言,在係統、軟件、電子與機械工程之間建立一致的數據與語義基礎。更重要的是,SysML v2 降低了係統工程的使用門檻。通過兼容多種建模思維,它使更多工程師能夠快速參與係統級設計,從而推動係統工程真正“下沉”到一線研發團隊,而非局限於少數專家。
人工智能(AI):探索創新的新路徑
另一項能夠變革係統工程的關鍵技術是 AI。隨著 SysML v2 實現流程和工作流的標準化,航空航天企業將更有能力將 AI 引入其工程戰略。
AI 技ji術shu的de複fu雜za程cheng度du將jiang不bu斷duan提ti高gao。企qi業ye可ke以yi從cong相xiang對dui簡jian單dan的de任ren務wu入ru手shou,如ru數shu據ju傳chuan輸shu和he模mo型xing轉zhuan換huan,逐zhu步bu過guo渡du到dao更geng複fu雜za的de任ren務wu,如ru模mo型xing生sheng成cheng和he驗yan證zheng。SysML v2 可以提供標準的框架和工作流作為 AI 模型的基底,從而提高 AI 的準確性和可靠性。
通過將這些重複性、繁瑣的任務交給 AI,工程師可以將更多時間投入到需要創新的任務上,從而加速產品上市時間,成倍地放大新係統工程戰略的影響力。
綜合數字孿生:數字化轉型的底座能力
任何成功的數字化轉型,都離不開全麵數字孿生和開放生態係統的支持,它們是連接所有工具的基礎。
全麵數字孿生並非單一模型,而是貫穿產品全生命周期、覆蓋多工程域的虛擬係統映射。它通過端到端的數據可追溯性,將需求、設計、製造、驗證、運行乃至運維階段有機連接起來。
此外,全麵數字孿生可以輕鬆融入開放的數據環境和生態係統,與其他工具集成並協同工作。通過構建這樣的生態係統,企業可以將 SysML v2 和 AI 等工具與數字孿生鏈接起來,充分發揮它們各自的優勢,實現能力疊加和相互促進。
以數字化係統工程,支撐航空航天新增長極
構建真正整體化的係統工程體係並非一蹴而就,但路徑已經清晰。SysML v2 能夠提供跨域協同的語言基礎,全麵數字孿生構建了全生命周期的數字底座,AI 則(ze)為(wei)工(gong)程(cheng)效(xiao)率(lv)與(yu)創(chuang)新(xin)能(neng)力(li)帶(dai)來(lai)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)。當(dang)這(zhe)些(xie)能(neng)力(li)通(tong)過(guo)開(kai)放(fang)的(de)數(shu)字(zi)生(sheng)態(tai)有(you)機(ji)連(lian)接(jie),其(qi)價(jia)值(zhi)將(jiang)被(bei)成(cheng)倍(bei)放(fang)大(da)。對(dui)於(yu)正(zheng)處(chu)在(zai)高(gao)速(su)成(cheng)長(chang)與(yu)深(shen)度(du)變(bian)革(ge)中(zhong)的(de)中(zhong)國(guo)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)產(chan)業(ye),尤(you)其(qi)是(shi)以(yi) eVTOL 為代表的低空經濟新賽道而言,這不僅僅是技術升級,更是構建長期競爭力的關鍵路徑。
麵對係統複雜度與跨域集成挑戰,SysML v2、AI與綜合數字孿生三大技術各展所長,經開放生態融合實現能力倍增,為係統工程向“整體協同”轉型提供支撐。對處於變革期的中國航空航天產業而言,以三者為核心推進數字化係統工程,是破解難題、搶占低空經濟新賽道、構建長期競爭力的關鍵。未來,數字化係統工程將成為產業新增長極的核心引擎。
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