MBSE in Action: Thiết kế Máy bay Hiệu suất Cao

Ví dụ, hãy giả định rằng Không quân đã đặt ra một cuộc đấu thầu để thiết kế một chiếc máy bay mới có thể bay 3000 dặm với một lần nạp nhiên liệu. Bạn có thể thiết kế, chế tạo và thử nghiệm chiếc máy bay theo cách cũ hoặc bạn có thể sử dụng phương pháp dựa trên mô hình.

Nếu bạn quyết định sử dụng cách tiếp cận MBSE để thiết kế chiếc máy bay mới phức tạp này, trước tiên bạn sẽ tạo ra một SAM ghi lại tất cả các yêu cầu quan trọng đối với máy bay (bao gồm cả yêu cầu rằng nó cần có khả năng bay 3000 dặm với một lần nạp nhiên liệu ). Sau đó, bạn sẽ sử dụng SAM để mô tả thiết kế mà bạn định xây dựng, bao gồm cấu ​​trúc hệ thống, trạng thái mong muốn, giao diện giữa các thành phần hệ thống, v.v. Vào lúc này, bạn sẽ sử dụng mô phỏng để xác minh rằng thiết kế mà bạn đã mô tả đáp ứng tất cả các yêu cầu (cả về thực thể lẫn trạng thái). Mô phỏng sẽ bao gồm mô phỏng chất lỏng để xác minh khí động học, mô phỏng cấu trúc để xác minh độ bền cơ học, mô phỏng điện từ để xác minh chức năng của các thiết bị thông tin liên lạc, v.v.

Đối với các ứng dụng dựa trên nhiệm vụ phức tạp hơn, các kỹ sư có thể sử dụng phần mềm kỹ thuật sứ mệnh số để mô phỏng cấu trúc “hệ thống của các hệ thống” phức tạp của các nhiệm vụ quốc phòng và hàng không vũ trụ hiện đại. Kỹ thuật sứ mệnh số kết hợp mô hình kỹ thuật số, mô phỏng, thử nghiệm và phân tích cho các ứng dụng hàng không vũ trụ, quốc phòng, viễn thông và tình báo để đánh giá kết quả nhiệm vụ ở mọi giai đoạn trong vòng đời của hệ thống. Những nhiệm vụ này có thể liên quan đến hàng trăm hệ thống vũ khí trên mặt đất, trên không, dưới nước hoặc trên không gian, tất cả đều phải liên lạc và phối hợp hành động của chúng. Mô phỏng kỹ thuật sứ mệnh số cho phép các kỹ sư và nhân viên quân sự thực hiện gần như mọi nhiệm vụ phức tạp bằng cách sử dụng mô phỏng dựa trên vật lý, giúp họ tự tin vào nhiệm vụ.

Ở một ví dụ thực tế, Lockheed Martin Space đã thực hiện MBSE bằng cách sử dụng Ansys ModelCenter để mô phỏng quỹ đạo nhiệm vụ cho tàu vũ trụ OSIRIS-Rex, với nhiệm vụ là lấy một mẫu tiểu hành tinh trong một thao tác  “touch-and-go”. Vào tháng 10 năm 2020, OSIRIS-REx đã thực hiện thành công thao tác này để thu thập ít nhất 60 gam, một kích thước mẫu lớn hơn nhiều so với bất kỳ nhiệm vụ thu hồi mẫu nào khác trước đó. Dự kiến ​​sẽ đưa mẫu quay về Trái đất vào năm 2023.

Phathom Athena Donald, một Kỹ sư Hệ thống cho Lockheed Martin Space cho biết “Tự động hóa và tích hợp mô phỏng vào mô hình hệ thống này cho phép đội ngũ nhanh chóng xác định các vấn đề tiềm ẩn với những thay đổi đối với yêu cầu nhiệm vụ, cũng như thực hiện xác minh liên tục các yêu cầu và thông số thiết kế nhiệm vụ trong suốt vòng đời của tàu vũ trụ … .Sự cải thiện tổng thể so với quy trình ban đầu là tăng tốc gấp 7 lần trong thời gian chu kỳ quay .”

Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thúc đẩy việc áp dụng MBSE

Cho đến nay, sự thúc đẩy lớn nhất đối với MBSE đến từ Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (DoD), cơ quan đã ban hành DoDI 5000.02 vào ngày 7 tháng 1 năm 2015. Phụ lục 3, Phần 9 của tài liệu này đề cập đến việc mô hình hóa và mô phỏng.  Dòng đầu tiên có nội dung: “Người quản lý chương trình sẽ tích hợp các hoạt động mô hình hóa và mô phỏng vào các nỗ lực lập kế hoạch và kỹ thuật chương trình.”  Với tuyên bố đơn giản này và các chi tiết sau đó trong DoDI 5000.02, DoD về cơ bản đã đưa MBSE trở thành điều kiện cần thiết đối với tất cả các đề xuất liên quan đến hệ thống vũ khí và quốc phòng của Hoa Kỳ.  Chỉ thị này đã đưa lĩnh vực A&D trở thành đơn vị khởi xướng hàng đầu của MBSE, chủ yếu như một cách để tránh sự chậm trễ của dự án và chi phí vượt mức.

Dựa trên yêu cầu này của DoD, Northrop Grumman đã đưa ra một đề xuất dựa trên MBSE vào năm 2020 để họ giành được hợp đồng chính cho dự án Răn đe chiến lược Mặt đất (GBSD) của Không quân Hoa Kỳ.  GBSD được thiết kế để hiện đại hóa cơ sở hạ tầng hạt nhân trên đất liền của Hoa Kỳ, thay thế hệ thống tên lửa đạn đạo xuyên lục địa (ICBM) LGM-30 Minuteman III cũ kỹ bằng một hệ thống vũ khí tích hợp sẽ đáp ứng các yêu cầu quốc phòng đến năm 2075.

Tuy nhiên, trong khi A&D đang dẫn đầu, các lĩnh vực khác đang nhanh chóng bắt kịp.  Ngành công nghiệp ô tô, để theo đuổi các giải pháp cho những thách thức phức tạp về lái xe tự động, cũng đang nhanh chóng áp dụng MBSE.  Khi sự phức tạp tăng lên trong các lĩnh vực khác, chẳng hạn như chất bán dẫn, thiết bị y tế, năng lượng thay thế, lưới điện thông minh và truyền thông 5G, trong số những lĩnh vực khác, việc áp dụng MBSE cũng có thể sẽ đẩy mạnh.

Đăng ký Chuỗi hội thảo trên web về Chuyển đổi Kỹ thuật số và MBSE: Giải pháp cho Tương lai để tìm hiểu thêm.

Vina Aspire là công ty tư vấn, cung cấp các giải pháp, dịch vụ CNTT,An ninh mạng, bảo mật & an toàn thông tin tại Việt Nam. Đội ngũ của Vina Aspire gồm những chuyên gia, cộng tác viên giỏi, có trình độ, kinh nghiệm và uy tín cùng các nhà đầu tư, đối tác lớn trong và ngoài nước chung tay xây dựng.

Các Doanh nghiệp, tổ chức có nhu cầu liên hệ Công ty Vina Aspire theo thông tin sau:

Email: info@vina-aspire.com | Website: www.vina-aspire.com

Tel: +84 944 004 666 | Fax: +84 28 3535 0668

Vina Aspire – Vững bảo mật, trọn niềm tin