علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

ارزیابی تأثیر تغییرات طراحی در ماهواره‌های سنجشی با استفاده از ماتریس ساختار طراحی

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسنده
استادیار، پژوهشکده سامانه های ماهواره- پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران
چکیده
طراحی سیستم‌های پیچیده، به‌ویژه در صنعت فضایی، با چالش‌هایی مانند ایجاد تغییر در اجزا و تاثیر متقابل آنها همراه است. این مقاله با هدف تسهیل طراحی سیستم‌های پیچیده به معرفی و بررسی ماتریس طراحی (DSM) می‌پردازد. ماتریس ساختار طراحی با بررسی ارتباطات بین اجزاء، به بهبود سرعت طراحی و انجام تغییرات بهینه در سیستم‏ها کمک می‌کند. در این مقاله به ویژگی­­ها و تحلیل­های این ماتریس اشاره شده و محدودیت­ها و چالش­های آن را بیان می‏کند. سپس به کمک همین روش، دو ماتریس برای ماهواره سنجشی مورد مطالعه ترسیم می‏شود. ماتریس اول برای بررسی تاثیر هر جزء بر طراحی جزء دیگر می‏باشد. در این ماتریس تمامی اجزا در طول و عرض ماتریس قرار می‏گیرند(یعنی ماتریس مربعی) و در صورتی که یک جزء در طراحی جزء دیگر تاثیرگذار باشد، در ماتریس این تاثیر را نمایش می‏دهیم. این تاثیرات توسط تیم طراحی هر زیرسیستم تعیین می‏شود. همچنین تاثیرات مستقیم و غیر مستقیم در تشکیل این ماتریس لحاظ شده است که در این مقاله نحوه محاسبه آن تشریح شده‏است. در ماتریس دوم، ارتباطات بین اجزاء مختلف مورد بررسی قرار گرفته‏است. این ارتباطات شامل ارتباط الکتریکی، مکانیکی، داده‏ای یا حرارتی می‏باشد که با توجه به نقشه‏های طراحی این ارتباطات مشخص شده و در ماتریس مورد نظر نمایش داده‏ می‏شود.  که یک ماتریس برای بررسی تاثیر هر جزء در طراحی سایر اجزاء ترسیم شده که با توجه به بررسی‏های انجام شده و وزن­دهی به تاثیرات اجزاء بر یکدیگر  سعی در کاربردی شدن این ماتریس شده‏است. به کمک این دو ماتریس تاثیر تغییر یک جزء (اضافه شدن، حذف و یا تغییر در طراحی) بر سایر اجزاء مورد بررسی قرار می‏‏گیرد. همچنین برای بررسی بهتر، یک مطالعه‏ی موردی انجام شده است. در این مطالعه موردی،  تاثیر اضافه کردن یک سنسور ستاره بر روی ماهواره مورد نظر بررسی شده است و تغییرات مورد نیاز به منظور پشتیبانی از یک سنسور ستاره دیگر همانند تامین خط تغذیه، خط ارتباطی و.. نمایش داده شده است.  ماتریس‏های تعریف شده، سرعت طراحی را  برای بررسی‏های فنی‏تر و دقیق‏تر افزایش می‏دهد و به فرد خبره این ابزار را ارائه می‏دهد که در زمان کمتر و بدون ایجاد چرخه‏های طراحی بیش از حد، تغییرات را در سیستم اعمال نماید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1]   S. D. Eppinger and T. R. Browning, Design Structure Matrix Methods And Applications. MIT Press, 2012.
[2]   R. R. Qureshi, D. N. Ford, and C. M. Wolf, "Descriptive design structure matrices for improved system dynamics qualitative modeling," System Dynamics Review, vol. 40, no. 4, 2024, Art. no. e1764, https://doi.org/10.1002/sdr.1764.
[3]   Y. Wang, S. Bian, L. Dong, and H. Li, "Multiresolution modeling of a modular building design process based on design structure matrix," Buildings, vol. 13, no. 9, 2023, Art. no. 2330, https://doi.org/10.3390/buildings13092330.
[4]   M. Danilovic and T. R. Browning, "Managing complex product development projects with design structure matrices and domain mapping matrices," International Journal of Project Management, vol. 25, no. 3, pp. 300-314, 2007, https://doi.org/10.1016/j.ijproman.2006.11.003.
[5]   N. Sangal, E. Jordan, V. Sinha, and D. Jackson, "Using dependency models to manage complex software architecture," in 20th Annual ACM SIGPLAN Conference on Object-Oriented Programming, Systems, Languages, and Applications, San Diego, USA, 2005, pp. 167-176, https://doi.org/10.1145/1094855.1094915.
[6]   T. Assawarungsri and N. Janthong, "An integration matrix for investigating the impact of design changes in mechatronic products," Designs, vol. 7, no. 1, 2023, Art. no. 16, https://doi.org/10.3390/designs7010016.
[7]   J. Tran, M. Stowe, M. Plattner, and M. Zimmermann, "Using the design structure matrix for space system design," in 21st International DSM Conference (DSM 2019), Monterey, California, 2019, pp. 1-10, https://doi.org/10.35199/dsm2019.17.
[8]   N. Chitsaz and M. Efatmaneshnik, "Design structure matrix for design assurance and management: The case of CubeSats," in International Systems Conference (SysCon), Vancouver, BC, Canada, 2023, pp. 1-5, https://doi.org/10.1109/SysCon53073.2023.10131105.
[9]   T. Boudouh and O. Grunder, "A new algorithm for the optimization of the design process using the design structure matrix," Applied Mechanics and Materials, vol. 760, pp. 39-44, 2015, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.760.39.
[10] B. Shekar, R. Venkataram, and B. Satish, "Managing complexity in aircraft design using design structure matrix," Concurrent Engineering, vol. 19, no. 4, pp. 283-294, 2011, https://doi.org/10.1177/1063293X11426461.
[11]H. Naseh, F. J. Amleshi, A. Mahmoodi, N. M. Bdizi, and M. R. Bakhtiari, "Multi-objective optimization of satellite power supply subsystem based on  mass and power production," Aerospace Knowledge and Technology Journal, vol. 12, no. 2, pp, 231-244, 2023.
دوره 18، شماره 2
1404
صفحه 24-40

  • تاریخ دریافت 01 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری 04 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 13 اسفند 1403
  • تاریخ اولین انتشار 27 فروردین 1404