数字试验测试验证:理论、关键技术及应用探索

作     者：陶飞 高鹏飞 张辰源 易航 邹孝付 王琰隆 张建康 张贺 刘蔚然 王凯旋 杨春霞 TAO Fei;GAO Pengfei;ZHANG Chenyuan;YI Hang;ZOU Xiaofu;WANG Yanlong;ZHANG Jiankang;ZHANG He;LIU Weiran;WANG Kaixuan;YANG Chunxia

作者机构：北京航空航天大学国际交叉科学研究院数字孪生国际研究中心北京100191 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航天万源科技有限公司北京100076 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 中国运载火箭技术研究院北京100076 中国商飞民用飞机试飞中心上海201323 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第15期

页      面：227-254页

核心收录：

学科分类：0501[文学-中国语言文学] 05[文学] 

基　　金：北京市自然科学基金(24JL002) 北京市卓越青年科学家计划和科学探索奖资助项目 

主　　题：数字化 试验 测试 验证 数字工程 数字物理融合 

摘      要：试验测试验证(ETV)是了解产品级、系统级、复杂巨系统级物理对象的基本属性和性能特征的一般性方法,ETV结果能为物理对象的论证规划、研发设计、生产制造、运维服役等全生命周期各阶段的相关决策提供重要参考,对于物理对象的迭代优化和性能管控具有重要意义。结合不同阶段产品和系统的典型特征与ETV需求,从实施手段、可实现种类和发展增速等角度,总结分析给出了ETV的五个发展阶段,包括物理ETV、物理数字ETV、数字物理ETV、数实融合ETV、数字ETV(D-ETV)。从“结果准、速度快、内容全、成本低、风险小五大核心需求出发,分析了D-ETV未来发展面临的挑战。探讨了数字ETV的概念内涵,提出了D-ETV“指南针体系架构、成熟度模型、通用流程“D模型、技术体系和应用系统架构,并阐述了D-ETV的理想能力。基于所提D-ETV理论体系,面向重大装备和复杂系统试验测试验证需求,对数字试飞、数字风洞试验、发动机数字测试、数字战场决策验证、高档数控机床数字验证、卫星制造数字验证、数字空间站性能测试、可回收火箭数字验证、核电站安全数字测试、水下装备性能数字验证十个领域应用进行探索。期望相关工作对发展D-ETV理论与技术,更好地满足物理对象和系统在全生命周期各阶段的ETV需求提供启发和参考。