英國皇家海軍使用基于模型的設(shè)計開發(fā)艦上訓練仿真器

MathWorks近日宣布，BAE Systems 已使用基于模型的設(shè)計為英國皇家海軍的 45 型驅(qū)逐艦開發(fā)新的艦上訓練器 (OBT)，以便讓艦員在入役前能夠在復(fù)雜的戰(zhàn)艦上接受更加有效的訓練。新的艦上訓練系統(tǒng)使艦員能夠在各種故障和受損情況下實時控制、重新配置和恢復(fù)戰(zhàn)艦的推進系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。

OBT 可通過總計大約 4,000 個輸入和輸出來仿真 16 個相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)來創(chuàng)建逼真的艦員訓練環(huán)境。它還可以對因泄漏產(chǎn)生的壓力下降以及由此造成的艙室浸水等故障進行建模，確保受訓人員在入役前做好應(yīng)對實際條件下所有可能情況的準備。BAE Systems 設(shè)計團隊使用 Simulink 和 MATLAB 來簡化 OBT 物理模型的創(chuàng)建。

開發(fā)和驗證物理模型后，創(chuàng)建實時仿真系統(tǒng)并將其與戰(zhàn)艦的艦上控制系統(tǒng)集成。BAE Systems 的工程師自動生成了 90,000 多行用于 OBT 的 C 代碼。借助更為高效的 C 代碼，所產(chǎn)生的實時仿真過程僅使用了 2% 的中央處理器 (CPU) 時間，遠遠控制在 20% 的使用率指標之內(nèi)，為計算機處理器留出了能力來處理同時進行的其他任務(wù)。從總體來看，仿真工具的開發(fā)時間相對于此類的典型項目縮短了一半。

BAE Systems Maritime 海軍戰(zhàn)艦部門首席工程師 Peter Worthington 說：“若沒有 MathWorks 工具，我們當時根本無法借助我們擁有的有限資源完成訓練器的開發(fā)。如果使用傳統(tǒng)技術(shù)，OBT 項目將需要兩到四倍的額外工作量才能成功完成。但是，借助基于模型的設(shè)計，我們得以簡化設(shè)計流程，最終只需三位工程師參與，便完成了戰(zhàn)艦的物理系統(tǒng)建模和仿真并生成訓練系統(tǒng)的產(chǎn)品級 C 代碼。”

由于 OBT 中的 MATLAB 和 Simulink 模型是在其仿真的系統(tǒng)全部設(shè)計好之前創(chuàng)建的，因此 OBT 設(shè)計團隊能夠在初期發(fā)現(xiàn)與系統(tǒng)交互相關(guān)的問題并將其傳達給 45 型戰(zhàn)艦項目團隊的其他成員。這項能力確保了能夠在早期階段發(fā)現(xiàn)并解決重大設(shè)計問題，從而避免在設(shè)計過程后期發(fā)現(xiàn)問題時需要進行的返工。

MathWorks 航空航天與國防業(yè)市場營銷經(jīng)理 Jon Friedman 說：“隨著各大公司意識到基于模型的設(shè)計在改進其設(shè)計工作方面的作用，這種方法將在全球范圍內(nèi)繼續(xù)保持商業(yè)和國防工業(yè)領(lǐng)域首選工程方法的地位。BAE Systems 的工作進一步詮釋了基于模型的設(shè)計在改善復(fù)雜項目的設(shè)計團隊之間的溝通以及在設(shè)計過程早期發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計問題方面的強大能力。”

有關(guān) BAE Systems 在艦上訓練仿真器的開發(fā)過程中使用基于模型的設(shè)計的詳細信息，請閱讀此用戶案例。

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