运载火箭环境适应性分析方法、系统、终端及介质

摘要

本申请实施例提供一种运载火箭环境适应性分析方法、系统、终端及介质，涉及运载火箭技术。所述方法，包括：基于运载火箭全寿命周期时序进行环境适应性薄弱环节辨识；存在环境适应性薄弱环节时，基于数据驱动对所述环境适应性薄弱环节进行类比分析，根据类比分析的结果，确定是否进行环境试验验证；在确定进行环境试验验证时，在试验结果满足相应条件时，确定验证通过，将通过验证的环境适应性薄弱环节释放。从而，能够解决环境适应性评估对环境试验过度依赖的问题，避免地面试验的反复，节约研制成本。

说明书

技术领域

本申请涉及运载火箭技术，尤其是涉及一种运载火箭环境适应性分析方法、系统、终端及介质。

背景技术

商业用的运载火箭的环境适应性风险辨识及控制关系到任务的成败，从而对运载火箭占领市场产生重大影响。

相关技术中，运载火箭环境适应性分析方法以对各产品的“设计-分析-验证”单链式分析为基础，对环境试验的依赖性较大：传统型号的环境适应性评估必须在各类力、热、电磁、自然环境试验后才能得出结论，若发生设计改动，则进行反复的试验验证，产生大量的过试验现象，耗费了大量的研制时间和研制成本，不能满足商业运载型号的低成本及快速研制的需求。

发明内容

本申请实施例中提供一种运载火箭环境适应性分析方法、系统、终端及介质，能够解决环境适应性评估对环境试验过度依赖的问题，避免地面试验的反复，节约研制成本。

本申请实施例第一方面提供一种运载火箭环境适应性分析方法，包括：

基于运载火箭全寿命周期时序进行环境适应性薄弱环节辨识；

存在环境适应性薄弱环节时，基于数据驱动对所述环境适应性薄弱环节进行类比分析，根据类比分析的结果，确定是否进行环境试验验证；

在确定进行环境试验验证时，在试验结果满足相应条件时，确定验证通过，将通过验证的环境适应性薄弱环节释放。

本申请实施例第二方面提供一种运载火箭环境适应性分析系统，包括：

第一处理模块，用于基于运载火箭全寿命周期时序进行环境适应性薄弱环节辨识；

第二处理模块，用于在存在环境适应性薄弱环节时，基于数据驱动对环境适应性薄弱环节进行类比分析，根据类比分析的结果，确定是否进行环境试验验证；

第三处理模块，用于在确定进行环境试验验证时，在试验结果满足相应条件时，确定验证通过，将通过验证的环境适应性薄弱环节释放。

本申请实施例第三方面提供一种终端，包括：

存储器；

处理器；以及

计算机程序；

其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如前述所述的方法。

本申请实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行以实现如前述所述的方法。

本申请实施例提供一种运载火箭环境适应性分析方法、系统、终端及介质，能够基于全寿命周期时序流程的商业火箭环境适应性分析，以全面识别产品环境适应性的薄弱环节，通过基于数据驱动进行环境适应性对薄弱环节进行类比分析，对于运载火箭从产品和环境要素在时序关键动作中的耦合作用出发，开展环境试验精细化设计，利用最优化的资源配置确保运载火箭环境试验充分性，解决了环境适应性评估对环境试验过度依赖的问题，避免了地面试验的反复，节约了研制成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为一示例性实施例提供的方法的流程示意图；

图2为另一示例性实施例提供的方法的流程示意图；

图3为一示例性实施例提供的系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

运载火箭的环境适应性风险辨识及控制关系到任务的成败，从而对运载火箭占领市场产生重大影响。相关技术中，运载火箭环境适应性分析方法以对各产品的“设计-分析-验证”单链式分析为基础，对环境试验的依赖性较大：传统型号的环境适应性评估必须在各类力、热、电磁、自然环境试验后才能得出结论，若发生设计改动，则进行反复的试验验证，产生大量的过试验现象，耗费了大量的研制时间和研制成本，不能适应商业运载型号的低成本及快速研制的特点，难以满足迅速占领市场的需求。

面向商业火箭低成本、高可靠、快研制需求，以全面识别产品的环境适应性薄弱环节和释放环境适应性风险为目标，本申请实施例提供一种运载火箭环境适应性分析方法、系统、终端及介质，提出了基于时序流程的运载火箭环境适应性数据驱动分析方法，以使用和发射流程中不可逆的时序动作为线索，聚焦产品维度，构建固体运载型号环境适应性设计、分析、验证、评价及问题数据库，提出基于数据驱动的环境适应性评估方法，对产品的环境适应性薄弱环节进行“地毯式”搜索，并在研制各阶段利用数据驱动的环境适应性设计及环境适应性类比分析的综合方法，将环境适应性风险进行提前化解，避免了试验的反复，提高研制效率，节约研制成本。

下面结合附图对本实施例提供的运载火箭环境适应性分析方法的功能及实现过程进行举例说明。

如图1及图2所示，本实施例提供的运载火箭环境适应性分析方法，包括：

S101、基于运载火箭全寿命周期时序进行环境适应性薄弱环节辨识；

S102、存在环境适应性薄弱环节时，基于数据驱动对环境适应性薄弱环节进行类比分析，根据类比分析的结果，确定是否进行环境试验验证；

S103、在确定进行环境试验验证时，在试验结果满足相应条件时，确定验证通过，将通过验证的环境适应性薄弱环节释放。

在步骤S101中，基于时序流程的环境适应性薄弱环节辨识。基于商业火箭全寿命周期时序流程梳理时序动作关键环节，对关键环节涉及的环境要素及产品要素进行分析，结合历史型号同类产品数据如环境地面试验、飞行试验数据及仿真分析数据进行数据驱动环境适应性评估，判断产品环境适应性的薄弱环节，实现对环境适应性的薄弱环节的辨识。

具体地，步骤S101包括：

按照时序对运载火箭在全寿命周期内的环境剖面进行分析，得到环境剖面的量值；环境剖面包括：外界自然环境，以及人工操作、平台发射及时序动作产生的诱导环境；

根据预先建立的环境适应性信息数据库及述环境剖面的量值，进行环境适应性评估，辨识环境适应性薄弱环节。

在具体实现时，对运载火箭在全寿命周期内遇到的所有环境剖面按照时序进行梳理分析的工作，环境剖面包括外界的气象或自然环境，环境剖面也包括可能的人为操作、平台发射、时序动作等产生诱导环境；对于产品环境适应性问题，环境要素属于外因，该部分工作按照时序进行梳理，最终给出各个剖面下的环境及量值E

对产品要素进行分析。具体地，根据预先建立的环境适应性信息数据库对运载火箭各舱段各部位产品的环境耐受极限进行分析，也即对运载火箭各舱段各部位产品的环境耐受极限进行全面梳理统计的工作，得到各部位产品的环境耐受极值。具体地，利用预先建立的环境适应性信息数据库，根据历史型号同类产品在地面试验、飞行试验及仿真分析中所表现出的环境效应以及发生的环境适应性问题，得到各部位产品的环境耐受极值E

进行耦合分析。对比环境耐受极值与环境剖面的量值也即外界环境因素量值E

通过对比产品耐受环境极值E

对于确定不是薄弱环节的产品来说，可结合环境适应性质量问题数据进行举一反三分析，并再次判断是否为薄弱环节，从而利于全面识别产品环境适应性的薄弱环节。

在步骤S102中，根据充分挖掘型号环境适应性试验及仿真分析数据库，聚焦产品环境适应性薄弱环节，开展产品环境适应性迭代分析。

对于存在环境适应性薄弱环节的产品，通过在根据历史型号同类产品数据如环境地面试验、飞行试验数据及仿真分析数据建立的环境适应性信息数据库中进行匹配、开展类比分析，也即进行数据驱动的环境适应性类比分析，分析同类产品所经历的环境试验量级、仿真分析的应力是否能够覆盖运载火箭预估的环境量级且有一定的余量，从而确定是否开展设计改进或环境试验验证。具体地，在环境适应性信息数据库中的相关信息能够覆盖运载火箭预估的环境剖面的量值且具有预设余量时，确定类比分析充分，不需要进行环境试验验证，将环境适应性薄弱环节释放；否则，确定类比分析不充分，确定需要进行设计优化或者环境试验验证。

在确定需要进行设计优化时，对于经类比分析证明存在环境适应性风险的产品，开展针对性的环境适应性设计优化，并迭代开展类比分析工作，最终根据类比分析不充分的薄弱环节得到所需进行的试验最小割集，以对试验最小割集进行试验验证。在环境适应性设计优化阶段，可结合历史型号环境适应性设计方法来进行。

在步骤S103中，环境适应性验证及数据驱动的环境适应性设计优化。针对产品的环境适应性薄弱环节，运用虚实结合的手段开展试验验证，对于未通过试验验证的产品，开展环境适应性设计优化，直到满足环境适应性要求。

在确定需要进行环境试验验证时，对环境适应性薄弱环节进行仿真分析，确定环境适应性薄弱环节中存在问题的局部点；对局部点进行试验验证，在试验结果满足相应的预设条件时，确定验证通过。在试验结果不满足相应条件(相应条件也即环境适应性要求)时，确定验证不通过；对验证不通过的环境适应性薄弱环节进行优化设置，迭代进行环境适应性评估及类比分析，直至将环境适应性薄弱环节释放。

具体地，针对产品的环境适应性风险点，开展力、热、自然、电磁环境的仿真分析，精准定位产品中环境适应性存在问题的局部，并开展相应的试验验证。对于试验验证不能通过的产品，开展环境适应性设计改进，并迭代进行环境适应性评估及分析环节，直至所有环境适应性风险点完全化解，也即直至将环境适应性风险环节释放。

本实施例提供的方法，能够基于全寿命周期时序流程的商业火箭环境适应性分析，对于运载火箭从产品和环境要素在时序关键动作中的耦合作用出发进行了分析，系统、全面识别了产品环境适应性的薄弱环节，实现了环境适应性分析的“脉络化”和“精细化”，解决了“单点式”环境适应性分析难以系统全面辨识风险的问题。

本实施例提供的方法，还能够基于数据类比及虚实结合的环境适应性评估方法，以产品域及影响域分析为基线，充分挖掘同类型号历史试验及仿真数据库，通过类比分析及设计优化的迭代过程得到了运载火箭环境试验项目的最小割集，开展环境试验精细化设计，利用最优化的资源配置确保运载火箭环境试验充分性，解决了环境适应性评估对环境试验过度依赖的问题，避免了地面试验的反复，节约了研制成本。

本实施例还提供一种运载火箭环境适应性分析系统，是与前述方法实施例对应的产品实施例，其与前述实施例相同之处，本实施例此处不再赘述。

如图3所示，本实施例提供的运载火箭环境适应性分析系统，包括：

第一处理模块11，用于基于运载火箭全寿命周期时序进行环境适应性薄弱环节辨识；

第二处理模块12，用于在存在环境适应性薄弱环节时，基于数据驱动对环境适应性薄弱环节进行类比分析，根据类比分析的结果，确定是否进行环境试验验证；

第三处理模块13，用于在确定进行环境试验验证时，在试验结果满足相应条件时，确定验证通过，将通过验证的环境适应性薄弱环节释放。

在其中一种可能的实现方式中，第一处理模块11具体用于：

按照时序对运载火箭在全寿命周期内的环境剖面进行分析，得到环境剖面的量值；环境剖面包括：外界自然环境，以及人工操作、平台发射及时序动作产生的诱导环境；

根据预先建立的环境适应性信息数据库及述环境剖面的量值，进行环境适应性评估，辨识环境适应性薄弱环节。

在其中一种可能的实现方式中，第一处理模块11具体用于：

根据预先建立的环境适应性信息数据库对运载火箭各舱段各部位产品的环境耐受极限进行分析，得到各部位产品的环境耐受极值；

对比环境耐受极值与环境剖面的量值，确定运载火箭存在的环境适应性薄弱环节。

在其中一种可能的实现方式中，第二处理模块12具体用于：

根据环境适应性薄弱环节，在环境适应性信息数据库中进行匹配及类比分析；

在环境适应性信息数据库中的相关信息能够覆盖运载火箭预估的环境剖面的量值且具有预设余量时，确定不需要进行环境试验验证，将环境适应性薄弱环节释放；否则，确定需要进行环境试验验证。

在其中一种可能的实现方式中，第三处理模块13具体用于：

对环境适应性薄弱环节进行仿真分析，确定环境适应性薄弱环节中存在问题的局部点；

对局部点进行试验验证，在试验结果满足相应条件时，确定验证通过。

在其中一种可能的实现方式中，第三处理模块13还用于：

在试验结果不满足相应条件时，确定验证不通过；

对验证不通过的环境适应性薄弱环节进行优化设置，迭代进行环境适应性评估及类比分析，直至将环境适应性薄弱环节释放。

本实施例提供一种终端设备，包括：

存储器；

处理器；以及

计算机程序；

其中，计算机程序存储在存储器中，并被配置为由处理器执行以实现相应的方法。

存储器用于存储计算机程序，处理器在接收到执行指令后，执行计算机程序，前述相应实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。

存储器可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器可通过至少一个通信接口(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，实施例一揭示的方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的相应方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；计算机程序被处理器执行以相应的方法。其具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

需要说明的是：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个单元、程序段或代码的一部分，单元、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。