[Ansys case study] Northrop Grumman의 MBSE를 활용한 위상 배열 안테나 개발

관리자
2024-02-23
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Northrop Grumman Corp은 모델 기반 시스템 엔지니어링(MBSE)을 위상 배열 안테나 개발에 적용하여 설계 시간 및 품질을 개선했습니다.


미국 국방부(DoD)는 2018년에 "디지털 엔지니어링 전략" 보고서를 배포했는데, 이 보고서는 "미국의 지속적인 기술 우위를 보장하기 위해 국방부는 기술 혁신을 통합된 디지털 모델 기반 접근 방식으로 통합하여 디지털 엔지니어링으로 엔지니어링 관행을 전환하고 있습니다."라고 밝혔습니다.

이러한 수요를 충족시키기 위해, Northrop Grumman은 위상 배열 안테나 센서 시스템을 개발하기 위하여 통합된  모델 기반 접근법을 구현하기 시작했습니다. 위상 배열 안테나 센서는 모든 유형의 무선 통신, 레이더 및 전자전에 필수적입니다. 이러한 장치의 매우 다양한 용도, 다기능 및 응용으로 인해 설계 및 테스트가 더욱 복잡해졌습니다.


도전과제

Northrop은 문서 집약적인 엔지니어링 프로세스를 줄이기 위해 요구사항을 분석하기위해 전달하는 방식을 재평가하고 재개발해야 했습니다.

목표는 아래와 같았습니다.

•  개별 엔지니어링 분야를 자동화하고 하나의 워크플로우에 통합

•  통합 워크플로우를 사용하여 다양한 트레이드 연구를 실행하여 최적의 설계 찾기

•  시스템 요구사항을 자동화된 워크플로우에 연결하여 성능을 계산하고 요구사항을 확인하며 설계 절충 연구를 수행

사용된 Ansys 제품

ModelCenter


엔지니어링 솔루션

Northrop Grumman은 콘텐츠 물리 기반 분석을 시스템 요구 사항에 맞게 엔지니어링 워크플로우를 개선할 솔루션이 필요했습니다. 첫 번째 단계는 모듈식 빌딩 블록을 만들기 위해 다양한 분야의 분석 모델을 연결하는 것이었습니다.

다음으로 시스템 아키텍처 모델(SAM)에서 엔지니어링 분석까지 간소화된 연결을 만들었습니다. ModelCenter®는 워크플로우를 자동화하고 이러한 워크플로우를 SAM(SysML) 모델에 연결했습니다.

완전히 통합된 시스템은 ModelCenter와 성능을 계산하고 요구 사항을 확인하며 설계 절충을 수행할 수 있습니다. Northrop은 ModelCenter 시각화를 사용하여 비용 대비 성능의 Pareto Front of Cost를 개발하기 위해 수천 가지 사용 사례를 실행할 수 있습니다.

Benefits

Northrop Grumman은 상호의존성이 많은 다학제적 위상 배열 안테나 모델을 개발하여 안테나의 품질을 향상시켰고, 설계 탐색 시간을 단축시켰으며, 시스템 아키텍처 모델을 고수했습니다. Northrop은 단일 솔루션의 시뮬레이션 분석을 이전의 몇 시간에서 몇 분 만에 수행할 수 있습니다.

모델 간 자동 연결을 통해 전사 오류를 제거하여 시뮬레이션 실행 시간을 단축하고 최종 제품의 품질을 높였습니다.

결과는 다음과 같습니다.

• 기술 커뮤니케이션 개선

• 디자인 품질 향상

• 생산성 향상

• 설계 및 실행 위험 감소

회사소개

Northrop Grumman은 전 세계 고객의 계속 진화하는 요구를 충족시키기 위해 우주, 항공, 국방 및 사이버 공간에서 가장 어려운 문제를 해결합니다. 90,000명의 직원들은 첨단 시스템, 제품 및 서비스를 만들고 제공하기 위해 과학, 기술 및 엔지니어링을 사용하여 매일 가능성을 정의하고 있습니다