常见设计流程方法 以及用在无人机上难点在哪?

2018-06-29 14:35 环球网

  【环球网无人机报道】要设计一架无人机,从手掌大小到几吨不等,设计流程是第一位的,好的流程可以提高效率,弄不好则活儿干起来没完。今天来八一八这个,嫌烦的就别看啦。

  常见的工业设计流程就三种,串行设计,并行设计,迭代设计,另外针对无人机还常见阶段跳转,打破所有规律。

  进行简单的产品一般都串行设计流程,思路很简单,干完全一件事再干另一件,全干完飞机就设计好了,这是小团队作战最容易掌握的方法,适用面很广。它最大优点是返工少,交叉问题少,管理成本很低,容易进行外包。缺点就是效率低,周期长。

  所以比较复杂的设计流程,在拥有多个专业部门或工作个体之后,一般采用并行设计。就是大家提前约定接口,然后各干各的,互不耽误,最后合在一起再处理交叉问题。并行设计最大优点就是效率高,进度快 缺点当然就是管理成本相当高,交叉问题非常复杂,对总体能力要求强烈,一个接口定不好后面大家全部返工,总体一件事情不做,这个事情就得各个分系统每人做一遍,甚至效率还不如串行。

  而对于飞行器设计则最常见的是迭代设计流程,就是总体发任务,大家把要做的事情都做完,总体统计上来进行任务修改和平衡再发下去,大家再来一遍。。。直到所有人满意为止,再进入下一阶段。这种由于有反复修改,所以优点是适合飞机这种不确定性很大,但是又对性能要求苛刻的产品研发,所谓一克一金。对总体能力要求比较适中,但是工作周期极长。

  为什么飞行器设计要采用迭代试设计流程?因为飞机性能都跟上帝留给我们那个不靠谱的空气相关。蝴蝶效应大家都听说过吧,它主要说的是大气的不确定性。还有就是螺旋桨的能量转换效率不确定,甚至没法估算,你试试找个竹蜻蜓你看能不能两次飞出去一样高一样方向就知道啦,我管这种叫做“竹蜻蜓效应”。还没完,飞行器对重量很敏感,但往往很多重量估计不准,螺丝,电缆等等,随着复合材料的大规模应用,它的重量估算算是喂了狗了,胶量铺层粘接填缝,样样没谱,可是5%的重量变化不但造成飞机性能变化还会造成控制参数飞行品质变化,你发现飞机看着没区别飞起来完全不一码事啊。所以飞机设计很科学的方法就是“一遍遍试”,试了改改了试,直到满意,这就是迭代设计。

  飞机重量喂狗一个重要原因来自电子工程师!能理解么?他们做设计最喜欢为自己留足余量,为了电源够功率流行多一倍理念,为了减少干扰pcb画的大大的,为了多买钱明明一块电路板能够解决问题一定要做四五个设备(imu,主控,led,甚至io都分出来)。其实就是降低自己的风险和工作量,电路板缩小工作量是成n次方关系上涨的,所以同一个设备两个人设计可能面积差几倍,再加上外壳 和散热,这都是重量啊!

  有人问了,民品按你这么搞那就没头啦,其实秘密就在于民品不要求极致性能,照相机飞十几分钟得啦,久了累得慌。。。。

  蝴蝶效应,竹蜻蜓效应,重量喂狗 ,所以实际走起来是不能完全区分什么设计流程的,大概是“阶段迭代,分工并行,各自串行”的走法。还有关键的跳转,就是总体一看已经合不上啦,于是大家一起回溯退回前面状态,早退早超生,越晚退越惨,那些飞机干起来没完的就是不懂得跳转的时机,不舍得前面的工作啊!(作者:杨炯 单位:北京航空航天大学无人系统研究院)

责编:赵汗青
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