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【庆祝建院64周年·辉煌成就】让航天产品的血管神经更加畅通——二院二部电缆设计工作发展纪实

发布时间:2021-11-16    【来源:二院二部】

二院研制的产品是一个复杂的系统工程,内部有许多非常精密的设备,相互之间需要高度协同与配合。而这些设备间的信号交互关系非常复杂,需要可靠的电缆网来连接。由于交互关系非常复杂,通常单个产品内部都需要五六十根电缆连接,这导致了电缆的设计工作复杂繁重。电缆的设计方法、设计工具的发展变迁也见证了二院成立64周年来取得的进步和成就。

手工绘图阶段。“过去绘制电缆图可是个‘大工程’。”二部七室的薛老师先容说,“上个世纪九十年代前,电缆图都得靠设计师在绘图板上手绘,一个项目的图需要五六个人一起画,明细表都是手工来填写,设计师绘完的稿件还需要描图员描到硫酸纸上,项目的设计工作时间被拉得很长。”

计算机辅助设计阶段。上世纪九十年代后随着计算机的引入,二院开始采用了CAD制图,相较于手工绘图效率已经有了很大的提升,但也还需要用绘图App一点一线地绘制电缆的外形图和接线图,然后手动统计和填写各种报表,还需要投入大量的人力对图样和报表进行人工校核、修改。“通常电气接口设计及电缆设计工作量占据了电气设计师工作量的60%左右,效率低下,且无法完全保证设计质量。” 二部七室的董老师如是说。

电气电缆智能制造平台阶段。为了解决电缆网设计中的诸多问题,在二院创新驱动引领下,二部七室电气工程组的设计师们在繁重的设计工作之余克服诸多困难,开发了完全自主的电气电缆智能制造平台(ECIM),该平台实现了电缆的电气、结构、工艺的跨专业、跨地域协同设计与制造,大幅提高了电缆设计效率及设计准确率,降低了研制成本,压缩了研制周期。“一次设计准确率达到100%、设计效率提升5倍、生产效率提升3倍、研制成本降低30%。”董老师先容到。

电气电缆智能制造平台(ECIM)通过打通电缆研制不同阶段各部门的数据交互接口,解决了因人工核查而极易发生的图纸设计错误、结构布局干涉、长度不合理等问题,有效保证了电缆研制全周期的数据协同和一致性,进而实现了不同部门在统一平台下完成电缆电气设计、工艺设计并进行生产制造,实现设计协同、生产协同、数据管理协同,做到无纸化数字化设计和生产制造。2019年,ECIM平台还完成了航天云网部署,成为集团企业首个实现云化的设计开发工具。

电气电缆智能制造未来展望。电缆设计工具的发展演进,是二院电气专业,乃至二院信息化创新的一个缩影,二院取得一系列辉煌成绩,离不开数字航天的探索和实践。未来征程上,二院也必然全力以赴打好数字化转型攻坚战,特别在电气专业工作领域进一步加快新技术、数字化体系建设。

无缆化传输技术应用。以光互联技术、无线供电技术、无线通讯技术、高速背板技术、柔性互联技术、舱间浮动盲插技术等为主的无缆化传输技术广泛应用,进一步提高电气系统集成一体化、小型化设计程度,满足大容量数据高速传输的同时,解决系统中电磁兼容、电气隔离、抗干扰等问题。

电气仿真智能化和数字孪生。电气仿真平台研发功能进一步拓展,数学模型建立更为准确健全,仿真电路更贴近实际现场工程,仿真流程以参数输入和要求做导向,实现一键智能化;以表征产品电气性能为主要参数建立“电气虚拟样机”模型,用于实现电气性能的虚拟匹配验证,实现电气系统“数字孪生”,可辅助进行故障分析、排查和故障预案制定等,进一步实现电气与其他系统的协同设计和联合仿真。甚至可以通过虚拟平台的搭建助力航天从“数字孪生”到“虚拟原生”再到“虚实融生”的“元宇宙”建设。

64年来,二院的前辈们留给大家的不仅是越来越高效便利的设计工具和方法,更有他们无私奉献、兢兢业业的责任感和勇于打破传统、开拓创新的精神。作为新一代二院人的大家,要不断继承和发扬航天前辈的优良传统和航天精神,大家有了更高的起点,也更应肩负起二院未来发展创新的重任。在不断优化电气设计工具的基础上,通过践行数字航天战略培育二院发展新动能,提升二院发展新高度,为航天强国建设提供坚强支撑。(文/角宏林)

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