基于复杂装备型号研制的指标体系设计及优化方法与流程

1.本发明涉及一种基于复杂装备型号研制的指标体系设计及优化方法，属于系统工程技术领域。


背景技术：

2.在复杂装备型号研制过程中，指标具体指定量描述复杂装备某方面特性的维度，指标一定有明确的描述对象，比如，当描述对象是雷达总体时，指标以是“总重量”和“发射总功率”等；当描述对象是天线时，指标以是“孔径”、“增益”和“重心位置”等。
3.现有型号复杂装备研制过程中涉及到的指标很多，且散落在各个研发文档中，无法看到全貌，项目情况不显性；研发过程中在进行指标体系设计时缺乏规范的设计参考，很多时候只能凭经验进行设计；由于指标太多、关系不明确，往往存在指标冲突的情况，且变更时容易出现变更遗漏；指标设计存在大量冗余，很多不影响总体指标的非关键指标做得过好，带来不必要的成本；在设计过程中，总体与分系统之间只能通过任务书的方式开展指标体系协同设计，效率较低。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于复杂装备型号研制的指标体系设计及优化方法，其具体技术方案如下：包括以下步骤：步骤1：统一定义指标库：通过定义量纲库、指标专业库和指标标准名称库将指标库统一定义；步骤2：定义通用指标体系：定义指标层级和指标资源库，对同一类产品创建通用指标体系，并划分指标层级，进行指标组织；步骤3：定义型号指标体系：所述型号指标体系新建或在裁剪已导入的通用指标体系；步骤4：对指标追溯关系进行配置，包括指标之间的入向追溯关系和出向追溯关系；步骤5：配置指标约束关系：步骤5.1：配置标准计算模板库；步骤5.2：配置型号计算模板库；步骤5.3：新增指标约束组，并在指标约束组下新增指标约束，根据计算模板动态关联出指标约束集；步骤5.4：根据关联的指标约束集进行指标约束计算，并将计算结果同步更新到相
应关联的指标中；步骤6：进行指标视图分析，分析指标影响范围：步骤6.1：在指标体系网络视图中呈现所有的指标及其关联关系；步骤6.2：指标超限与变更告警分析；步骤6.3：在指标统计分析视图中，按照指标专业和层级进行指标统计分析。
5.进一步的，所述量纲库包括名称、符号和领域属性；所述指标专业库包括专业名称及描述；所述标准名称库包括标准名称及说明；所述指标库中指标按属性划分包括数值型指标、枚举型指标、条件型指标、视型指标和数列型指标。
6.进一步的，所述通用指标体系通过四个指标层级来组织指标，包括战术指标、总体指标、分系统指标和模块指标；所述指标资源库包括主题名称、标准名称、符号、量纲、专业、层级和说明，所述标准名称取自标准名称库，所述量纲取自量纲库，所述专业取自指标专业库，所述层级取自指标层级配置。
7.进一步的，所述型号指标包括指标名称、量纲、符号、专业、类别、描述、目标值、设计值、仿真值、实测值及目标值、设计值、仿真值和实测值的最大值和最小值，所述型号指标体系作为mbse模型的一部分，与mbse模型元素进行关联适配。
8.进一步的，所述步骤3的具体步骤为：步骤3.1：根据指标层级配置，创建复杂装备型号匹配的指标层级，在相应指标层级目录下，根据指标的共性特征，创建相应指标组；步骤3.2：在指标组下，关联指标资源库，实例化创建型号指标；步骤3.3：分配定义指标，将指标与mbse模型信息进行关联配置。
9.进一步的，所述指标追溯关系维护指标之间的定性关系，指标约束关系维护指标之间的定量关系。
10.进一步的，所述标准计算模板库包括名称、专业、分类和计算模板属性，所述型号计算模板库更新计算模板或直接重用标准计算模板库的基本信息，所述指标约束包括约束名称、重要性、计算模板、表达式和描述。
11.进一步的，所述计算模板关联型号计算模板库中的计算模板，在新增指标约束后，配置指标约束的属性信息，关联计算模板，并分配计算模板关联的指标及其计算属性，调用matlab根据关联的指标约束进行指标约束计算，并将计算结果同步更新到相应关联的指标中。
12.进一步的，型号指标的设计值、仿真值或实测值中的任一个数值超过对应的最大值和最小值时，进行告警提示；指标关联的计算模板发生修改或同一个指标约束中的其它指标值发生改变时，提示重新计算；指标约束分析中选中目标指标时，与该指标无直接关系的其它指标隐藏，显示与该指标有关的指标约束，并显示约束名称及相关模板。
13.本发明的有益效果是：1.对型号研制过程中的指标体系进行统一的结构化定义，进行规范的开发、存储和变更；2.提供指标之间关系的构建能力和规范的指标体系设计向导，使设计方式标准化、规范化；3.提供指标体系正确性验算能力，且能够根据指标之间的关系自动提示变更影响
范围；4.提供指标体系的技术状态定义与协同能力，使得总体和分系统之间以进行高效的协同设计。
附图说明
14.图1是本发明的流程图，图2（a）是量纲库定义界面，图2（b）是指标专业库定义界面，图2（c）是指标标准名称库定义界面，图3（a）是指标层级配置界面，图3（b）是指标资源库定义界面，图4（a）是指标层级创建界面，图4（b）是指标组创建界面，图4（c）是指标元素添加界面，图4（d）是指标元素添加操作窗口，图4（e）是指标分配定义界面，图5（a）是指标追溯关系配置界面，图5（b）是指标入向追溯配置界面，图5（c）指标出向追溯配置界面，图6（a）是标准计算模板库配置界面，图6（b）是标准计算模板库配置操作窗口，图6（c）是型号计算模板配置界面，图6（d）是型号计算模板配置操作窗口，图6（e）是指标约束组配置界面，图6（f）是指标约束配置界面，图6（g）是属性信息计算模板关联界面，图7（a）是指标网络视图分析界面，图7（b）是指标影响范围分析界面，图7（c）是指标变更告警分析界面，图7（d）是指标约束分析界面，图7（e）是按照指标专业进行统计分析结果，图7（f）是按照指标层级进行统计分析结果。
具体实施方式
15.现在以气象雷达的指标体系为例，结合附图对本发明作进一步详细的说明。
16.如说明书附图所示，本发明的基于复杂装备型号研制的指标体系设计及优化方法，包括以下步骤：参考图2（a）
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图2（c），在smex
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tpm中进行指标库定义：如图2（a）将量纲库中的所有量纲进行统一定义，量纲包括名称、符号和领域属性，
名称包括功率、毫米、厘米、米和千克，对应符号分别为pa、mm、cm、m和kg，对应领域分别为能量、长度、长度、长度和重量；如图2（b）将指标专业库中所有专业进行统一定义，便于规范引用，专业包括专业名称和描述，其中专业包括总体、六性、软件、电讯和结构，专业描述对应为总体、六性、软件、电讯和结构；如图2（c）将所有标准名称库统一定义，标准名称库包括标准名称及说明，其中标准名称包括抗压强度、重量、长度和功率。
17.参考图3（a）
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3（b），在smex
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tpm中进行通用指标体系定义，如图3（a），进行指标层级配置，分成四个指标层级来组织指标，分别是战术指标、总体指标、分系统指标和模块指标；如图3（b），进行指标资源库定义，指标资源库包括主题名称、标准名称、符号、量纲、专业、层级和说明，标准名称取自标准名称库，量纲取自量纲库，专业取自指标专业库，层级取自指标层级配置；其中天线座的标准名称功率，符号为ws，量纲为pa，专业归属电讯，位于分系统指标层级；天线座的标准名称抗压强度，符号为p，量纲为pa，专业归属电讯，位于模块指标层级；天线座的标准名称重量，符号为w2，量纲为kg，专业归属六性，位于战术指标层级；显控机柜的标准名称为长度，符号为l，量纲为kg，专业归属电讯，位于总体指标层级；显控机柜的标准名称抗压强度，符号为w3，量纲为cm，专业归属总体，位于战术指标层级；发射机的标准名称功率，符号为w2，量纲为mm，专业归属电讯，位于战术指标层级。
18.参考图4（a）
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图4（e），在smex
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designer中进行型号指标体系定义，如图4（a），首先创建指标层级，根据指标层级配置，来创建复杂装备型号匹配的指标层级；如图4（b），其次创建指标组，在相应指标层级目录下，根据指标的共性特征，创建相应指标组；然后如图4（c）和图4（d），添加指标元素，在指标组下，关联指标资源库，实例化创建型号指标，型号指标包括指标名称、量纲、符号、专业、类别、描述、目标值、设计值、仿真值、实测值、最大值和最小值；如图4（e），最后将型号指标与mbse模型信息进行关联配置。
19.参考图5（a）
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图5（c），在smex
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tpm&smex
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designer中进行指标追溯关系定义，如图5（a），首先进行指标追溯关系配置，具体为指标之间的依赖关系，气象雷达指标体系战术指标层级下的发射机功率、天线座重量以及显控机柜抗压强度与分系统指标层级下的天线座功率和模块指标层级下的天线座抗压强度建立追溯关系，如图5（b）和图5（c），然后对指标入向追溯关系和指标出向追溯关系进行配置。
20.参考图6（a）
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图6（g），在smex
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tpm&smex
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designer中进行指标约束关系定义，如图6（a）和图6（b），进行标准计算模板库配置，标准计算模板库包括名称、专业、分类和计算模板属性；如图6（c）和图6（d），进行型号计算模板库配置；如图6（e），进行指标约束组配置后进一步进行指标约束配置，指标约束包括约束名称、重要性、计算模板、表达式和描述，所述计算模板关联型号计算模板库中的计算模板，在新增指标约束后，配置指标约束的属性信
息，关联计算模板，并分配计算模板关联的指标及其计算属性；如图6（f）和图6（g），最后调用matlab根据关联的指标约束进行指标约束计算，并将计算结果同步更新到相应关联的指标中。
21.参考图7（a）
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图7（f），在smex
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designer中进行指标视图分析定义，如图7（a），首先分析指标网络视图；如图7（b），然后分析指标影响范围，与该指标有指标追溯关系或指标约束关系的其他指标同步高亮显示，指标之间的连线也高亮显示；如图7（c），指标的设计值、仿真值或实测值超过各自的上下限时，进行告警提示，指标关联的计算模板发生修改或同一个指标约束中的其它指标值发生改变时，提示重新计算；如图7（d），指标约束分析中选中目标指标时，与该指标无直接关系的其它指标隐藏，显示与该指标有关的指标约束，并显示约束名称及相关模板；按照指标专业、层级进行指标统计分析，如图7（e）和图7（f）所示，直观展示各维度下指标所占的比例关系。
22.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。