上海宇航系统工程研究所作为运载火箭总体研究所，融合基于模型的系统工程（MBSE）和人工智能的综合研究，构建新一代智能研制体系，旨在为运载火箭提供一套科学的方法论和技术支持，提高设计工作的准确性、速度及效率。
01 数字工程筑基：AI4MBSE重构火箭研发基座
上海宇航系统工程研究所提出“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。通过建立覆盖总体、分系统、多专业、可进化的智能模型库，支持知识图谱的自动化构建与演化。研发具备自学习能力的智能决策中枢，打造虚实联动的数字孪生仿真环境，实现气动、结构、控制等多学科全参数动态耦合验证，仿真置信度提升至92%以上。
该体系实现了多专业模型的标准化封装，统一模型接口规范，支持多学科领域的并发协同设计。实践表明，在新一代中型运载火箭研制中，参数优化效率显著提升5-8倍。
数字基座：AI4MBSE驱动的火箭研发体系
02 四大智能场景重塑研制全流程
场景一：设计智脑系统实现快速设计
传统火箭设计依赖专家经验与串行迭代，效率低下且难以应对复杂需求。设计智脑系统突破传统串行设计局限，构建协同设计平台，集成气动分析、动力学、弹道等专业模块，实现气动-结构-控制三专业并行优化，关键参数迭代速度提升10倍。在某型火箭研制中，该系统将贮箱减重设计迭代次数从15次降至3次，关键参数优化效率提升10倍，大幅降低人为错误风险。
运载火箭总体快速设计流程
火箭研制涉及上千项任务节点，传统计划管理难以应对突发变更。流程动态优化引擎基于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。引擎可识别出试验项目的时序冲突，提前预警，自动重组验证流程。同时，通过强化学习算法，系统可自主调整关键路径，动态平衡质量、成本与周期目标。目前，资源利用率提升40%，随着数据积累，引擎的优化准确率持续提高，已成为型号研制的“智能调度官”。
运载火箭流程协同优化
场景三：数字孪生验证场提供快速仿真
数字孪生验证场构建了与实物1:1映射的虚拟火箭，集成多物理场模型，可模拟极端工况下的系统行为，提前暴露设计缺陷。在某型火箭研制中，通过数字试飞，提前识别物理干涉风险，消除潜在问题。验证场支持“数字试车”，快速完成系统匹配检查验证，节省人力试验成本超2000万元。随着硬件在环技术的引入，数字孪生体可自我进化，使预测准确率稳定在98%以上。
运载火箭多学科仿真
场景四：故障预警先知系统提供可靠保障
系统整合10年来航天故障案例，构建故障知识图谱与传播预测模型。通过火箭研制状态检查，结合深度学习算法，可提前识别潜在故障模式。目前，该系统已实现关键系统的故障预测准确率超95%，成为保障火箭可靠性的"数字守护者"。
运载火箭故障诊断
03 未来
1）智能设计自动化。实现从任务需求到方案设计的全自动生成，工程师可通过自然语言交互快速生成优化方案，自主设计最优参数，使火箭性能逼近理论极限。
2）数字孪生与自主验证。多物理场快速迭代仿真，虚拟火箭与真实系统同步演进，实现箭上系统的实时状态监控，全任务周期全状态健康管理。
3）自主决策的智能火箭。未来火箭具备在线弹道优化、故障自适应恢复等能力，实现“发射-在轨-回收”全流程自主决策。
