“MBSE+DevOps”兩位一體，SkyEye助力衛星數字先行

文｜金問鼎

天目全數字實時仿真軟件SkyEye 可構建衛星全生命周期的數字孿生系統，應用先進的“MBSE+DevOps”方法論，實現衛星姿態軌道控制軟件的正確性、可靠性與高效性，為衛星保駕護航

隨著數字中國的快速建設與發展，工業軟件已被國家列為當前科技攻關最緊急、最迫切的問題。2021 年11 月，工信部發布《“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃》《“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃》，為各領域利用工業軟件實現數字孿生技術、促進經濟社會高質量發展作出了戰略部署。

在新技術發展和多樣化需求的雙輪驅動下，衛星作為構造極為復雜的航天器，為爭取資源有限的軌道與頻率，對建設周期的時長有著較高要求；同時，衛星造價極為高昂，如因一味求快而出現問題，將導致不可估量的經濟損失。為此，浙江迪捷軟件科技有限公司經過長期以來在研發和產品創新體系上的下沉和深耕，推出了多個基于模型的系統工程（MBSE）的自主研發產品及解決方案：天目全數字實時仿真軟件SkyEye、形式化驗證的代碼生成工具ModelCoder 和多學科聯合仿真的協同仿真平臺，為多維度安全關鍵領域客戶提供了“SkyEye+極狐GitLab”嵌入式DevOps 解決方案及三位一體數字裝備解決方案。

其中，天目全數字實時仿真軟件SkyEye 作為攻克“卡脖子”關鍵技術、國產替代和自主可控的工業軟件，可構建衛星全生命周期的數字孿生系統，應用先進的“MBSE+DevOps”方法論，實現衛星姿態軌道控制（后簡稱“姿軌控”）軟件的正確性、可靠性與高效性，為衛星保駕護航。

“MBSE+DevOps”兩位一體在衛星領域建設應用

“MBSE+DevOps”衛星建設流程圖

“MBSE+DevOps”是一種科學、高效的方法論，結合了系統工程的最新實踐MBSE（基于模型的系統工程）、軟件工程的最新實踐DevOps（設計、開發、運營、維護一體化），其關鍵在于從DevOps 出發，將建模和仿真視為系統工程的組成部分。

“MBSE+DevOps”方法論在衛星領域中的建設流程如下八個步驟：第一步在衛星原型開發初期階段，開發人員可使用原型開發工具及Sysml 建模語言對系統進行建模；第二步通過構建的模型對系統設計進行驗證；第三步基于SkyEye構建與真實衛星完全相同的“虛擬衛星”——數字衛星；第四步將模型生成代碼并編譯生成目標碼，在仿真環境中使用SkyEye 進行系統級測試與驗證；第五步SkyEye 將仿真測試結果生成報告并進行反饋，開發人員基于測試結果完善系統；第六步經過驗證的迭代內容可通過電磁波直接部署到真實的衛星設備中；第七步開發人員可將真實衛星中的運行數據同步到SkyEye 數字孿生的“虛擬衛星”中進行分析；第八步通過分析結果更新對衛星的進一步規劃和需求，形成迭代循環。

基于可視化建模的天目全數字實時仿真軟件SkyEye

SkyEye，中文全稱天目全數字實時仿真軟件，是基于可視化建模的硬件行為級仿真平臺。在與衛星相關的應用場景中，SkyEye 可通過仿真技術逼真地模擬出衛星姿軌控軟件的運行環境。

SkyEye 衛星仿真環境架構

SkyEye 衛星仿真環境由SkyEye+上位機軟件+PC 機組成，可通過其內置的可視化建模工具，以拖拽模塊的方式快速搭建目標硬件系統，實現人手一套虛擬硬件，使開發時間提前并減少硬件設備的資金投入。

SkyEye 衛星仿真環境搭建完畢后，開發人員可使用SkyEye 源碼調試、故障注入、異常觸發、覆蓋率統計等功能進行全面深入的測試與驗證。同時，SkyEye 還可在源碼中插入斷點，提供豐富的調試視圖，供開發人員隨時暫停仿真并查看內存或寄存器的值。

SkyEye 可視化建模工具

此外，SkyEye 還擁有豐富的自動化測試函數庫，可在自動化測試完成后生成測試報告，有效降低測試成本，為軟件質量保駕護航。SkyEye 內置的命令行工具可以控制仿真的運行與停止，與CI/CD（持續集成/持續交付或持續部署）平臺有著良好的可集成性。

SkyEye 也支持與外部Simulink 動力學模型進行協同仿真。通過與外部數學模型進行數據交互，SkyEye 可實現全數字高速閉環協同仿真，用于軟件的開發調試、系統測試。高度模塊化的設計使其具有良好的可拓展性，其性能亦可滿足超實時的要求，運行速度可達到真實硬件的數倍。

SkyEye 還可通過定制接口提供數據可視化功能，對分析特定極端條件下衛星的姿態和軌道數據能起到極大幫助，為數字衛星或衛星數字孿生應用提供必要的數字支撐平臺。

多年來，迪捷軟件與眾多客戶在機械、汽車、航空、航天、船舶、兵器、電子、電力、核工業、軌交等多維度安全關鍵領域，及新能源、通信等應用領域，開展了產品設計、開發、驗證和優化等多方面的深入合作，構建了全生命周期的數字孿生系統，填補了國內嵌入式虛擬仿真領域的空白，并補齊了技術的短板，積累了豐富的多領域、多場景的行業經驗。

借得雄風成億兆，何懼萬里一征程。面向未來，迪捷軟件將在“十四五”規劃的引領下，秉持“以終為始，簡單可信”的價值觀，繼續完善嵌入式虛擬仿真解決方案，加速推進嵌入式軟件系統行業國產化轉型，為助力中國高端裝備制造業的騰飛創造無限可能。