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第1章 概论1

1.1 产品数字化研发概念2

1.2 航天型号数字化研制发展历程4

1.3 航天产品数字化研制专业应用领域6

1.3.1 面向型号研制的数字化技术发展框架6

1.3.2 数字化技术应用领域8

1.4 国外军工产品数字化技术应用现状14

1.4.1 多学科并行协同设计仿真技术的发展和应用14

1.4.2 虚拟设计与仿真验证技术发展应用17

1.4.3 基于知识工程的设计技术发展情况21

1.4.4 数字化制造技术发展及应用情况23

1.4.5 数字化试验技术发展及应用情况24

1.5 国内航天产品数字化技术应用现状26

1.6 数字化技术发展趋势和特点27

第2章 运载火箭的系统组成与研制流程29

2.1 运载火箭发展历程及系统组成29

2.1.1 运载火箭发展历程29

2.1.2 运载火箭系统组成37

2.2 运载火箭数字化研制流程40

2.2.1 运载火箭全数字化产品型号研制阶段40

2.2.2 全数字化产品型号研制的特点43

2.2.3 运载火箭数字化研制流程44

2.3 运载火箭研制特点分析46

2.3.1 运载火箭产品数据对象的复杂性特点46

2.3.2 运载火箭设计过程特点48

第3章 数字化设计技术54

3.1 概述54

3.2 自顶向下设计方法54

3.2.1 自顶向下设计方法原理55

3.2.2 运载火箭总体三维数字样机Top-Down设计应用62

3.3 运载火箭结构数字化快速设计74

3.3.1 结构快速设计流程74

3.3.2 结构总体快速布局和设计76

3.3.3 结构初步参数设计优化78

3.3.4 结构快速建模81

3.3.5 结构快速分析87

3.3.6 结构数字化快速设计系统90

3.4 运载火箭管路数字化设计92

3.4.1 管路系统设计流程93

3.4.2 结构布局93

3.4.3 管路设计95

3.5 电缆数字化设计105

3.5.1 原理图设计107

3.5.2 框图设计108

3.5.3 线束图设计110

3.5.4 三维交互112

3.5.5 仿真分析113

3.5.6 报表生成115

第4章 基于模型的运载火箭设计技术117

4.1 基于模型定义（MBD）技术概述117

4.2 MBD技术的现状和发展趋势119

4.2.1 国内外MBD技术应用现状119

4.2.2 MBD技术的发展120

4.3 基于MBD的三维标准模型构建和体系框架122

4.3.1 基于MBD的三维标准模型构建122

4.3.2 基于MBD的三维标准体系框架123

4.4 基于MBD的产品设计协同机制及协同信息表达124

4.4.1 基于MBD的产品设计协同机制124

4.4.2 基于MBD的产品设计协同信息表达126

4.5 基于MBD的数据集数字化定义127

4.6 基于MBD的数据管理技术130

4.6.1 基于MBD的BOM演变关系和管理过程130

4.6.2 基于MBD的数据管理130

4.7 支持MBD的全三维标注CAD软件131

4.8 MBD技术和三维标注在运载火箭设计中的应用133

4.8.1 三维标注134

4.8.2 三维签审与可视化135

4.8.3 三维规范体系建设146

4.8.4 三维归档147

第5章 数字化仿真技术149

5.1 概述149

5.1.1 CAE仿真基本概述149

5.1.2 运载火箭总体设计的仿真举例及特点153

5.2 仿真驱动数字化设计158

5.2.1 仿真驱动设计的理念158

5.2.2 仿真驱动设计的优势159

5.2.3 仿真驱动设计的主要特点160

5.2.4 构建仿真技术体系161

5.2.5 基于设计结构矩阵（DSM）的火箭总体多学科协同设计仿真体系162

5.3 力学仿真163

5.3.1 流体力学仿真163

5.3.2 结构动力学仿真177

5.3.3 力学环境仿真199

5.3.4 静力学仿真208

5.3.5 热环境仿真213

5.4 人机工程仿真228

5.4.1 人机工程仿真228

5.4.2 人机仿真工具简介231

5.4.3 虚拟人机仿真技术在新型运载火箭设计中的应用232

第6章 数字化工艺与制造技术242

6.1 概述242

6.1.1 三维数字化工艺和制造技术243

6.1.2 国内外三维制造平台软件产品255

6.2 三维数字化工艺管理259

6.2.1 三维数字化工艺内涵259

6.2.2 三维数字化工艺设计核心技术问题260

6.2.3 三维工艺规划系统框架262

6.2.4 三维机加工艺规划267

6.2.5 三维装配工艺规划275

6.2.6 三维工艺数据管理283

6.3 数字化加工制造286

6.3.1 数字化加工制造内涵286

6.3.2 数字化加工仿真286

6.3.3 数字化生产管理仿真305

6.4 制造资源计划管理319

6.4.1 制造资源计划内涵319

6.4.2 制造资源计划管理软件系统321

6.4.3 ERP在火箭研制过程中的应用323

6.5 制造执行管理326

6.5.1 制造执行系统定位326

6.5.2 制造执行系统功能329

6.5.3 MES在火箭制造中的应用331

第7章 数字化协同设计平台技术338

7.1 概述338

7.1.1 协同设计概述338

7.1.2 数字化协同设计平台341

7.2 航天型号并行设计过程技术状态管理347

7.2.1 技术状态的定义347

7.2.2 基于基线的技术状态管理348

7.2.3 批组技术状态管理354

7.2.4 阶段并行技术状态管理358

7.3 基于CMII的型号产品工程变更控制技术366

7.3.1 型号设计过程更改类型366

7.3.2 CMII更改控制模型366

7.3.3 型号工程更改落实与控制369

7.4 图文档生命周期管理技术375

7.5 跨厂所的数据会签发放技术375

7.6 运载火箭协同设计平台应用378

7.6.1 总体功能框架378

7.6.2 产品设计BOM结构管理378

7.6.3 型号产品基线管理383

7.6.4 型号产品的技术状态管理384

7.6.5 型号产品设计变更过程管理388

7.6.6 型号图纸和技术文件对象管理390

7.6.7 同外部系统集成应用391

第8章 多学科协同仿真平台技术394

8.1 仿真平台的概念及主要内容394

8.1.1 仿真平台的提出背景及需求394

8.1.2 仿真平台产品概述398

8.2 航空航天仿真平台应用案例419

8.2.1 NASA AEE先进工程环境419

8.2.2 普惠ITAPS航空动力总系统集成环境420

8.2.3 某航天型号典型舱段结构强度仿真系统421

8.3 运载火箭总体多学科协同仿真分析平台应用423

8.3.1 运载火箭总体多学科协同仿真平台的业务需求423

8.3.2 运载火箭总体多学科协同仿真平台架构426

8.3.3 运载火箭总体多学科协同仿真平台应用内容428

8.3.4 运载火箭总体多学科协同仿真平台应用技术440

第9章 试验数字化管理技术453

9.1 数字化试验的概念及主要内容453

9.1.1 数字化试验的提出背景及需求453

9.1.2 试验数据管理产品概述459

9.2 国内外航空航天的试验数字化案例472

9.2.1 F-35飞机系统综合设施（VSIF）数据采集系统472

9.2.2 固体火箭发动机试验数据采集和分析系统473

9.2.3 国内航天某单位总测数据管理系统476

9.3 运载火箭试验数字化平台应用478

9.3.1 运载火箭试验数字化平台的业务需求479

9.3.2 运载火箭试验数字化平台架构481

9.3.3 运载火箭试验数字化平台应用内容482

9.3.4 运载火箭试验数字化平台应用技术490

第10章 知识工程系统的应用探索507

10.1 概述507

10.1.1 运载火箭研制工程对知识管理的需求508

10.1.2 国内外知识管理研究及应用现状510

10.2 知识工程基础理论514

10.2.1 知识工程514

10.2.2 TRIZ理论520

10.2.3 本体论526

10.3 主流知识管理软件系统535

10.3.1 亿维讯的Pro/Innovator535

10.3.2 安世亚太的知识工程平台PERA.KnowleMan538

10.4 运载火箭知识工程体系应用探索540

10.4.1 知识管理建设思路540

10.4.2 知识管理应用路线543

10.4.3 知识管理平台软件架构544

10.4.4 应用场景548

参考文献552