航天航空-基于可信AI的火箭研发智能决策与数字孪生系统

案例描述

上海宇航系统工程研究所针对传统火箭研发模式中的多学科协同困难、研发周期长、设计优化效率低等问题，提出“以模型为基因、AI为大脑、仿真为躯干”的运载火箭智能研发体系，基于可信AI技术与基于模型的系统工程（MBSE），构建了一个智能决策中枢和数字孪生仿真环境，实现了从传统经验驱动向数据与智能驱动的转化，提升了火箭设计的智能化与自动化水平，可以保障研发过程的高效、安全及可控。

案例实施的具体内容

• 智能模型库：构建了覆盖总体设计、分系统、多专业领域、可进化的智能模型库，支持模型的标准化、自动化生成和接口规范化，推动多学科协同设计。
• 设计智脑系统：通过可信AI系统对气动、结构、控制等专业模块的并行优化，突破传统串行设计的瓶颈，提升关键参数迭代速度10倍。
• 流程优化引擎：应用图神经网络构建任务关联图谱，实时监控资源分配、进度偏差与依赖关系，自动调整关键路径，动态平衡质量、成本与周期目标。

案例亮点

• 可信AI智能决策：利用可信AI确保所有决策过程的可解释性与透明度，解决复杂设计中的不确定性问题，提升了系统的可靠性与安全性。
• 数字孪生与智能优化结合：通过数字孪生仿真环境与可信AI结合，实现了多学科领域的动态耦合验证，提高了仿真精度与可信度（仿真置信度达到92%以上）。
• 跨学科协同设计：突破了传统设计流程中的串行工作模式，多个专业模块可并行优化，提升设计效率和系统集成度。
• 流程优化与自动化：通过可信AI驱动的流程优化引擎，可以自动监控并调整研发进度，确保资源的最大化利用和研发目标的精准达成。

实践效果及应用价值

• 研发效率提升：通过可信AI优化设计与决策，火箭参数优化效率提升了5-8倍，显著加快了研发进度。
• 设计优化与风险控制：设计智脑系统将贮箱减重设计迭代次数从15次降至3次，优化效率提升了10倍，减少了人为错误与设计风险。
• 资源利用率提升：流程优化引擎使资源利用率提升40%，可以自动预警并调整验证流程，避免了试验项目时序冲突，保障了研发流程的顺畅和高效。
• 智能化与可信性提升：通过集成可信AI技术，研发过程实现了智能化、自动化和可信性，提升了火箭研发的整体质量和效率，推动了航空航天领域的智能化升级。