浙里工业软件声音 - 金问鼎：“MBSE+DevOps”两位一体，SkyEye助力卫星数字先行
随着数字中国的快速建设与发展，工业软件已被国家列为当前科技攻关最紧急、最迫切的问题。2021年11月，工信部发布《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》、《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》，为各领域利用工业软件实现数字孪生技术、促进经济社会高质量发展作出了战略部署。
在新技术发展和多样化需求的双轮驱动下，卫星作为构造极为复杂的航天器，为争取资源有限的轨道与频率，对建设周期的时长有着较高要求；同时，卫星造价极为高昂，如因一味求快而出现问题，将导致不可估量的经济损失。天目全数字实时仿真软件SkyEye作为攻克“卡脖子”关键技术、国产替代和自主可控的工业软件，可构建卫星全生命周期的数字孪生系统，应用先进的“MBSE+DevOps”方法论，实现卫星姿态轨道控制（后简称“姿轨控”）软件的正确性、可靠性与高效性，为卫星保驾护航。
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“MBSE+DevOps”
“MBSE+DevOps”是一种科学、高效的方法论，结合了系统工程的最新实践MBSE（基于模型的系统工程）、软件工程的最新实践DevOps（设计、开发、运营、维护一体化），其关键在于从DevOps出发，将建模和仿真视为系统工程的组成部分。
“MBSE+DevOps”方法论在卫星领域中的建设流程如下：
1.在卫星原型开发初期阶段，开发人员可使用原型开发工具及Sysml建模语言对系统进行建模；
2.通过构建的模型对系统设计进行验证；
3.基于SkyEye构建与真实卫星完全相同的“虚拟卫星”——数字卫星；
4.将模型生成代码并编译生成目标码，在仿真环境中使用SkyEye进行系统级测试与验证；
5.SkyEye将仿真测试结果生成报告并进行反馈，开发人员基于测试结果完善系统；
6.经过验证的迭代内容可通过电磁波直接部署到真实的卫星设备中；
7.开发人员可将真实卫星中的运行数据同步到SkyEye数字孪生的“虚拟卫星”中进行分析；
8.通过分析结果更新对卫星的进一步规划和需求，形成迭代循环。
▲“MBSE+DevOps”卫星建设流程图
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天目全数字实时仿真软件SkyEye
SkyEye，中文全称天目全数字实时仿真软件，是基于可视化建模的硬件行为级仿真平台。在与卫星相关的应用场景中，SkyEye可通过仿真技术逼真地模拟出卫星姿轨控软件的运行环境。
▲SkyEye卫星仿真环境架构
SkyEye卫星仿真环境由SkyEye+上位机软件+PC机组成，可通过其内置的可视化建模工具，以拖拽模块的方式快速搭建目标硬件系统，实现人手一套虚拟硬件，使开发时间提前并减少硬件设备的资金投入。
▲SkyEye可视化建模工具
SkyEye卫星仿真环境搭建完毕后，开发人员可使用SkyEye源码调试、故障注入、异常触发、覆盖率统计等功能进行全面深入的测试与验证。同时，SkyEye还可在源码中插入断点，提供丰富的调试视图，供开发人员随时暂停仿真并查看内存或寄存器的值。
此外，SkyEye还拥有丰富的自动化测试函数库，可在自动化测试完成后生成测试报告，有效降低测试成本，为软件质量保驾护航。SkyEye内置的命令行工具可以控制仿真的运行与停止，与CI/CD（持续集成/持续交付或持续部署）平台有着良好的可集成性。
SkyEye也支持与外部Simulink动力学模型进行协同仿真。通过与外部数学模型进行数据交互，SkyEye可实现全数字高速闭环协同仿真，用于软件的开发调试、系统测试。高度模块化的设计使其具有良好的可拓展性，其性能亦可满足超实时的要求，运行速度可达到真实硬件的数倍。
SkyEye还可通过定制接口提供数据可视化功能，对分析特定极端条件下卫星的姿态和轨道数据能起到极大帮助，为数字卫星或卫星数字孪生应用提供必要的数字支撑平台。
多年来，迪捷软件与众多客户在机械、汽车、航空、航天、船舶、兵器、电子、电力、核工业、轨交等多维度安全关键领域，及新能源、通信等应用领域，开展了产品设计、开发、验证和优化等多方面的深入合作，构建了全生命周期的数字孪生系统，填补了国内嵌入式虚拟仿真领域的空白和补齐了技术的短版，积累了丰富的多领域、多场景的行业经验。
借得雄风成亿兆，何惧万里一征程。面向未来，迪捷软件将在“十四五”规划的引领下，秉持“以终为始，简单可信”的价值观，继续完善嵌入式虚拟仿真解决方案，加速推进嵌入式软件系统行业国产化转型，为助力中国高端装备制造业的腾飞创造无限可能。
本文发表于浙里工业软件公众号：https://mp.weixin.qq.com/s/yir_DLDgpu7KKTci6RsLuw
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