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摘要：飞机总体设计是一项综合性非常强的工作，其工作环境内使用的分析设计工作涉及多个学科专业，为保证设计工作的顺利开展，本文以虚拟样机为基础，分析了飞机总体设计环境体系的创建。
关键词：虚拟样机；飞机；总体设计；环境；体系
前言：
随着产品设计及过程开发领域的不断发展，提出了多种新型方法，虚拟样机即为其中一种，兴起于上世纪90年代中叶。利用虚拟样机进行产品设计及过程开发时，在初期阶段，促进设计质量及效率提升的作用即明显的显现出来。将虚拟样机技术应用到飞机总体设计中后，可有效的提高设计质量，并能有效的满足相应的设计需求，使飞机总体设计工作得到良好的发展。
1系统层次结构
利用虚拟样机实现飞机总体设计环境时，必须具备的前提条件之一即为飞机设计方案的统一建模，不过，设计分析方法不同情况下，原始数据面临的要求、呈现分析结果的形式均会存在差异，在唯一描述数学模型的基础上，要以具体方法需求为依据，于传递过程中对数据流做出适当的封装，以能将异构的设计软件模块集成。基于此种分析，可分解虚拟样机中的元素类型，一种为数据，一种为设计方法，一种为数据处理过程（支援前两种类型）。最后，通过分布式技术，构建出飞机总体设计环境的概念体系，共包含三层：最内层为核心层，存储有关于虚拟样机的所有信息，并管理、维护虚拟样机，设计分析工作所需的数据即来源于此层；中间层为服务层，属于软件总线，将数据接口提供给应用层，根据相应的数据接口，应用层获得需求的各种数据；最外层为应用层，设计软件、设计工具均放置在该层中，设计分析工作在此层中开展。
2系统逻辑结构及架构
参照飞机总体设计环境下的虚拟样机定义，结合分布式系统层析结构，系统的内部逻辑结构中应包含数据库、知识库、设计分析、统计描述模型等，其特点体现在以下几个方面[1]：（1）虛拟样机对象以飞机统一描述模型为依赖，所有组成元素的运转均围绕其进行；（2）系统中，虚拟样机对象可同时存在多个，每个虚拟样机对象与一个飞机总体设计方案相对应；（3）设计分析、虚拟样机状态、设计状态共相互影响、相互关联，设计状态确定虚拟样机的每一个设计点，设计分析以设计点为对象，开展相应的处理运算；（4）设计分析时，不仅各种商业软件是其依赖的手段，同时，设计部门自主研发的、设计部门引进的设计方法及设计软件也是其依赖的手段；（5）分析出虚拟样机的各种设计状态之后，与相应的条件相结合，能够模拟仿真各个设计方案；（6）知识库的代表为专家系统，其可将一定的AI功能加入到设计环境中，增强虚拟样机系统的智能性，为开展飞机方案设计工作发挥适当的辅助作用。
确定系统的内部逻辑架构后，即可设计系统的组织架构。在设计环境中，软件总线采用CORBA，与系统的每个组成部分相连接，将系统变成整体。软件总线需要交流各个功能实体，而交流及通信实现的途径及手段即为智能体/代理。从实质上看，智能体/代理属于封装的计算实体，且具备控制功能，它们代表各个功能实体，面向软件总线，所有的功能实体外部事物均由智能体/代理处理。同时，软件总线、功能实体间进行信息的发送时，智能体/代理负责接收，再按照相应的逻辑、规则等对信息做出相应的处理，最后，向接收位置发送信息。各种专业工具中，FLUENT等商业软件大量存在，这些软件均具备较强的独立性，各自形成完整的体系，以黑箱状态面对外部，集成这些软件时，要以各软件的特点为依据，进行智能体/代理的专门设计，进而有效的连接其虚拟样机系统，保证设计环境内无缝的集成这些软件。在框架内部，无论任何仿真功能模块，均依赖于分析计算模块，因此先进行计算，完成后再进行仿真，模拟仿真在分析结果上实施，此种运行模式可将虚拟样机整体的运算量减少，促进运算效率的提高。
3系统工作流与数据流
所谓工作流，是指有序的集合一组相互协作的任务或活动。从系统层面出发，开展飞机总体设计工作时，其工作流可分解为10项任务/动作类型，而对于每一项任务/动作类型，均可进行细分，使其变为若干个细化的内容，尤其是计算网格划分任务、设计状态定义任务及分析计算任务，并行化可在部分或全部中进行，从而细分为多项子任务。经过不断的细分之后，即可获得工作流矩阵。
从某种程度上来说，产品研发过程就是加工处理各种数据的过程，同时，这些数据会频繁的在各个部门、各个工作人员、各个工序之间传递、交流。飞机总体设计工作同样属于产品研发，自然具备上述数据流特征。虚拟样机基础上，飞机总体设计的数据流中，管理设计数据的工作完全由整个系统统一采用的数据库负责，由此一来，数据同步性、唯一性等能够得到最大限度的保证，而且也可以将后台化交流实现[2]。交换数据时，人工操作并不需要过多的开展，数据交换请求提交给系统后，根据数据流，系统即可自动的、准确的完成数据交换。数据交换的自动完成使误差、错误事件较少的发生在交换过程中，提升交换的准确性，并促进交换工作的效率提高。
结论：
虚拟样机基础上，构建的飞机总体设计环境体系更有利开展飞机总体设计工作，既能保障设计质量，又可将设计效率提高，促进飞机总体设计工作更为良好的发展。
参考文献：
[1]杨辉，梁进仁，许晓兰.基于虚拟样机的飞机维修性设计技术初探[J].装备制造技术，2017，（10）：142-143+155.
[2]冯雷，范玉青.飞机维护虚拟样机技术研究与实现[J].航空制造技术，2014，（10）：88-91+95.
第一作者简介：
陈悦菲；女；1986年出生；四川省巴中市；硕士研究生；研究方向：飞机总体设计；
第二作者简介：
李朋；男；1981年出生；陕西省商洛市；本科；高级工程师；研究方向：飞机总体设计；
第三作者简介：
李慧；女；1988年出生；陕西省榆林市；硕士研究生；职务：工程师；研究方向：飞机总体设计。
关键词：虚拟样机；飞机；总体设计；环境；体系
前言：
随着产品设计及过程开发领域的不断发展，提出了多种新型方法，虚拟样机即为其中一种，兴起于上世纪90年代中叶。利用虚拟样机进行产品设计及过程开发时，在初期阶段，促进设计质量及效率提升的作用即明显的显现出来。将虚拟样机技术应用到飞机总体设计中后，可有效的提高设计质量，并能有效的满足相应的设计需求，使飞机总体设计工作得到良好的发展。
1系统层次结构
利用虚拟样机实现飞机总体设计环境时，必须具备的前提条件之一即为飞机设计方案的统一建模，不过，设计分析方法不同情况下，原始数据面临的要求、呈现分析结果的形式均会存在差异，在唯一描述数学模型的基础上，要以具体方法需求为依据，于传递过程中对数据流做出适当的封装，以能将异构的设计软件模块集成。基于此种分析，可分解虚拟样机中的元素类型，一种为数据，一种为设计方法，一种为数据处理过程（支援前两种类型）。最后，通过分布式技术，构建出飞机总体设计环境的概念体系，共包含三层：最内层为核心层，存储有关于虚拟样机的所有信息，并管理、维护虚拟样机，设计分析工作所需的数据即来源于此层；中间层为服务层，属于软件总线，将数据接口提供给应用层，根据相应的数据接口，应用层获得需求的各种数据；最外层为应用层，设计软件、设计工具均放置在该层中，设计分析工作在此层中开展。
2系统逻辑结构及架构
参照飞机总体设计环境下的虚拟样机定义，结合分布式系统层析结构，系统的内部逻辑结构中应包含数据库、知识库、设计分析、统计描述模型等，其特点体现在以下几个方面[1]：（1）虛拟样机对象以飞机统一描述模型为依赖，所有组成元素的运转均围绕其进行；（2）系统中，虚拟样机对象可同时存在多个，每个虚拟样机对象与一个飞机总体设计方案相对应；（3）设计分析、虚拟样机状态、设计状态共相互影响、相互关联，设计状态确定虚拟样机的每一个设计点，设计分析以设计点为对象，开展相应的处理运算；（4）设计分析时，不仅各种商业软件是其依赖的手段，同时，设计部门自主研发的、设计部门引进的设计方法及设计软件也是其依赖的手段；（5）分析出虚拟样机的各种设计状态之后，与相应的条件相结合，能够模拟仿真各个设计方案；（6）知识库的代表为专家系统，其可将一定的AI功能加入到设计环境中，增强虚拟样机系统的智能性，为开展飞机方案设计工作发挥适当的辅助作用。
确定系统的内部逻辑架构后，即可设计系统的组织架构。在设计环境中，软件总线采用CORBA，与系统的每个组成部分相连接，将系统变成整体。软件总线需要交流各个功能实体，而交流及通信实现的途径及手段即为智能体/代理。从实质上看，智能体/代理属于封装的计算实体，且具备控制功能，它们代表各个功能实体，面向软件总线，所有的功能实体外部事物均由智能体/代理处理。同时，软件总线、功能实体间进行信息的发送时，智能体/代理负责接收，再按照相应的逻辑、规则等对信息做出相应的处理，最后，向接收位置发送信息。各种专业工具中，FLUENT等商业软件大量存在，这些软件均具备较强的独立性，各自形成完整的体系，以黑箱状态面对外部，集成这些软件时，要以各软件的特点为依据，进行智能体/代理的专门设计，进而有效的连接其虚拟样机系统，保证设计环境内无缝的集成这些软件。在框架内部，无论任何仿真功能模块，均依赖于分析计算模块，因此先进行计算，完成后再进行仿真，模拟仿真在分析结果上实施，此种运行模式可将虚拟样机整体的运算量减少，促进运算效率的提高。
3系统工作流与数据流
所谓工作流，是指有序的集合一组相互协作的任务或活动。从系统层面出发，开展飞机总体设计工作时，其工作流可分解为10项任务/动作类型，而对于每一项任务/动作类型，均可进行细分，使其变为若干个细化的内容，尤其是计算网格划分任务、设计状态定义任务及分析计算任务，并行化可在部分或全部中进行，从而细分为多项子任务。经过不断的细分之后，即可获得工作流矩阵。
从某种程度上来说，产品研发过程就是加工处理各种数据的过程，同时，这些数据会频繁的在各个部门、各个工作人员、各个工序之间传递、交流。飞机总体设计工作同样属于产品研发，自然具备上述数据流特征。虚拟样机基础上，飞机总体设计的数据流中，管理设计数据的工作完全由整个系统统一采用的数据库负责，由此一来，数据同步性、唯一性等能够得到最大限度的保证，而且也可以将后台化交流实现[2]。交换数据时，人工操作并不需要过多的开展，数据交换请求提交给系统后，根据数据流，系统即可自动的、准确的完成数据交换。数据交换的自动完成使误差、错误事件较少的发生在交换过程中，提升交换的准确性，并促进交换工作的效率提高。
结论：
虚拟样机基础上，构建的飞机总体设计环境体系更有利开展飞机总体设计工作，既能保障设计质量，又可将设计效率提高，促进飞机总体设计工作更为良好的发展。
参考文献：
[1]杨辉，梁进仁，许晓兰.基于虚拟样机的飞机维修性设计技术初探[J].装备制造技术，2017，（10）：142-143+155.
[2]冯雷，范玉青.飞机维护虚拟样机技术研究与实现[J].航空制造技术，2014，（10）：88-91+95.
第一作者简介：
陈悦菲；女；1986年出生；四川省巴中市；硕士研究生；研究方向：飞机总体设计；
第二作者简介：
李朋；男；1981年出生；陕西省商洛市；本科；高级工程师；研究方向：飞机总体设计；
第三作者简介：
李慧；女；1988年出生；陕西省榆林市；硕士研究生；职务：工程师；研究方向：飞机总体设计。