数字工程加速美海军SPY6雷达研制部署.docx

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1、数字工程加速美海军SPY-6雷达研制部署目录1 .前言12 .美海军最新式SPY-6雷达正式上舰功能强大可按需定制23 .虚拟设计中心提高装备研发协作效率54 .“互联工厂”先进制造模式提高装备生产效率55 .新型软件开发样式推动装备持续升级61.前言数字化工程就是将许多复杂多变的工程信息转变为可以度量的数字、数 据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进 制代码，引入计算机内部，进行统一处理。由于数字化处理会造成图像质量、声音质量的损伤。换句话说，经过模拟 一数字一模拟的处理，多少会使图像质量、声音质量有所降低。严格地说，从数字信号恢复到模拟信号，将其与原来的模拟信

2、号相比，不 可避免地会受到损伤。这一点与下面的缺点有着密切的联系。扩展资料：工程的主要依据数学、物理学、化学，以及由此产生的材料科学、固体力 学、流体力学、热力学、输运过程和系统分析等。模拟信号数字化以后的信息量会爆炸性地膨胀。为了将带宽为的模拟信 号数字化，必须使用约为(2f+)的频率进行取样，而且图像信号必须使用8比 特量化。为了提高数字化图像质量，还需要进一步增加信息量。这就是数字化技术 需要解决的难题，同时也是数字信号的基本问题。数字工程正在变革雷声技术公司导弹与防御业务部的装备研发、生产模 式，如SPY-6雷达。该雷达是为美海军研制的新型舰载有源相控阵雷达，能够 同时探测、识别海空威

3、胁目标，作用距离更远、响应速度更快，颠覆传统操作 模式，为操作员和指挥官赢得到更多的反应时间。装备研制生产到交付使用的 速度与战场上的速度同样重要，导弹与防御业务部通过数字工程建设加速尖端 装备的设计研发与定型交付，为用户提供先进作战能力，从而减少人员伤亡。 该业务部将数字化贯穿整个产品周期，从设计到部署，再到后期的训练、维 修、维护，其投入开发的先进可视化软件帮助技术人员对产品及产品部件、系 统及分系统细节进行图像渲染，利用人工智能、机器学习、建模与仿真、软件 开发方法等数字工程技术提高生产效率与质量，减少研发成本与周期。2.美海军最新式SPY-6雷达正式上舰功能强大可按需定制1月3日报道，

4、美海军已经将最新型SPY-6雷达安装在了正在建造的新一 代阿利伯克级驱逐舰杰克卢卡斯号上。根据美国海军海上系统司令部的报 告，四个雷达阵列中的两个已经安装完毕。SPY-6雷达由雷神公司研发，高度集成化，具备多任务能力，能够同时防 御弹道导弹、巡航导弹、飞机和水面舰艇。与传统雷达相比，具备更大的扫描 范围、更高的灵敏度和更强的识别能力，其灵敏度比现役阿利伯克级驱逐舰上 的雷达提高了 30倍。SPY-6雷达最大的特点是能够按需定制，具备极强的可扩展性。这主要体 现在三个方面：一是SPY-6雷达的每个阵列面都由多个雷达模块化组件构成，每个模块化 组件又由多个60厘米60厘米60厘米的立方体雷达天线组

5、成，通过增减雷 达模块组件，就能根据任务需求或舰船类型构建大小不同的雷达阵列面。因 此，SPY-6雷达能够安装在航母、两栖攻击舰、驱逐舰、护卫舰、滨海作战舰 等七类作战舰艇上。二是各型号使用相同的软硬件，并使用了结构化模块，更加可靠且便于维 护。SPY-6雷达95%的阵列模块都是由几种特定结构组成，维护人员仅需2种 工具就可以在6分钟内完成故障模块更换。与现役阿利伯克级驱逐舰上的雷达 相比，特殊零部件的数量减少了 70%。三是软件具备可扩展性。SPY-6雷达系统的许多技术、逻辑和软件都可重 新编程，这意味着SPY-6雷达能够通过软件升级的方式应对新任务和新威胁，。SPY-6雷达现在已有4个不同

6、型号:SPY-6(V)1为新一代阿利伯克级驱逐舰(DDG51FlightI)设计，有4个固定 阵列面，每个阵列面包含37个雷达模块化组件，实现连续360。态势感知，能 够同时对弹道导弹、巡航导弹、地面和空中威胁、干扰/杂波和电子战进行防 御。SPY-6(V)2为两栖攻击舰和尼米兹级航母设计，有1个旋转阵列面，包含 9个雷达模块化组件，实现连续360。态势感知，具备空中交通管制和船舶自卫 能力，能够同时对巡航导弹、水面和舰船、干扰/杂波和电子战进行防御。SPY-6(V)3为福特级航母和FFG(X)导弹护卫舰设计，有3个固定阵列面， 每个阵列面包含9个雷达模块化组件，实现360。态势感知，能够同时

7、对巡航导 弹、水面和舰船、干扰/杂波和电子战进行防御。SPY-6(V)4为现役阿利伯克级驱逐舰(DDG51FlightA)设计，有4个固定 阵列面，每个阵列面包含24个雷达模块化组件，实现连续360。态势感知，能 够同时对弹道导弹、巡航导弹、地面和空中威胁、干扰/杂波和电子战进行防 御。安装在阿利伯克级驱逐舰上的SPY-6雷达包括4个阵列面、1部电源系 统、用于消除多余热量的冷却装置和1个用于计算阵列信号的后端处理器。整 个雷达系统和4.8米5.5米的运输固定装置重达17吨。自2014年1月以来，雷神公司已经提前或按计划完成了美国海军要求的 SPY-6(V)1雷达20个里程碑测试计划。雷神公司

8、已经与美国海军签订了未来三 年内建造36部SPY-6雷达的低速初始生产合同。SPY-6(V)1雷达将安装在新一 代阿利伯克级驱逐舰(DDG51FlightI)上，SPY-6(V)2雷达也将在在完成系统级 测试后进入生产阶段，首批雷达将安装在美国级两栖攻击舰布干维尔号(LHA- 8)o3 .虚拟设计中心提高装备研发协作效率沉浸式虚拟设计中心拥有一块长32英尺的LED显示屏，可以直观展示产 品任意细节的效果图。在这里，用户能够通过虚拟环境走进SPY6雷达，登上 配备该雷达的舰艇，参观生产车间，甚至体验真实的交战过程。佩戴HOk)LenS 头戴式虚拟交互设备后，用户便可在公司甚至家中与SPY-6模型

9、进行交互。雷 声技术公司在全球共布局了 6个这样的机构与设施，无论技术人员身在何处， 均可在线完成数字工程审查，实时共享2D/3D数据，从而加强协作。4 .“互联工厂”先进制造模式提高装备生产效率坐落于安多弗的雷达研发基地（占地30000平方英尺）实际上是一个“互联 工厂”，利用数字技术在人员、机器、传感器以及供应商之间无缝共享信息。 为加快生产速度，业务部将工厂的多条产品线垂直集成。同时，利用自动化技 术提高运营效率和灵活性，比如使用机器人实现自动化装配和自动化光学检 查，提高装配的准确度和可重复性。尽管大多数自动化设备都是24小时不间 断运行，但这并没有减少工作岗位，而是在改变人们的工作方

10、式。此外，业务 部创建了整个工厂的电子地图，利用智能机器人搬运部件，并使用RFID技 术，为每天接收的500600个包裹打上电子标签，实时跟踪货物和配件的移 动路线，实现指尖化管理，简化生产过程。5 .新型软件开发样式推动装备持续升级现代化舰载雷达要保持对新型战机、导弹、无人机等威胁的跟踪能力。因 此，需要其使用的软件不断迭代，快速作出相应调整，而传统武器装备开发周 期无法满足这种快速迭代要求。在SPY-6雷达研发过程中，业务部基于云计算 架构，采用敏捷软件开发方法和DeVSeeOPS开发模式，不断迭代开发、集成、 测试、交付新的能力，有时甚至在一周内便可完成一次迭代，就像商业科技公 司更新手机app那样。此外，在升级之前，业务部会在3D数字挛生与激光扫 描数据构建的虚拟环境中检查全部环节，确保系统适配性和连通性。