Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Постановка задачи. 15
1.1. Характеристика и структура диссертации. 15
1.2. Описание задачи и цели исследования. 17
1.3. Общий подход к решению поставленной задачи. 20
Глава 2. Математическая формулировка задачи. 22
2.1. Определения и допущения. 22
2.1.1. Общие положения. 22
2.1.2. Параметр унификации. 22
2.2. Критерии при унификации. 23
2.2.1. Общие положения. 23
2.2.2. Затраты на разработку. 24
2.2.3. Время разработки. 25
2.3. Варианты постановок задачи. 26
2.3.1. Введение. 26
2.3.2. 1-ая задача унификации: минимизация затрат на разработку ИСЗ при заданном качестве . 27
2.3.3. 2-ая задача унификации: максимизация качества ИСЗ при заданных затратах на разработку. 30
2.3.4. 3-ая задача унификации: минимизация затрат на разработку ИСЗ при заданных качестве и сроках азработки. 33
2.3.5.4-ая задача унификации: максимизация качества ИСЗ при заданных затратах и времени разработки. 34
2.3.6. 5-ая задача унификации: минимизация времени разработки при заданных затратах и качестве. 34
2.4. Применение метода неопределенных множителей Лагранжа. 35
2.5. Выбор вариантов постановок задач и унифицируемых элементов 37
2.5.1. Выбор вариантов постановок задач 37
2.5.2. Выбор унифицируемых элементов 37
Глава 3. Математические модели. 39
3.1. Тенденция изменения массы геостационарных ИСЗ связи и телевещания. 39
3.2. Обобщенное уравнение существования ИСЗ. 40
3.3. Параметры служебных систем. 45
3.3.1. Введение. 45
3.3.2. Комплексная модель бортового оборудования ИСЗ связи. 45
3.3.3. Универсальная модель служебных систем ИСЗ связи. 48
Глава 4. Методика расчета затрат на разработку и серийное производство геостационарного связного ИСЗ. 65
4.1. Общие статьи затрат. 65
4.2. Затраты на разработку конструкции. 67
4.3. Стоимость служебных систем. 71
4.4. Стоимость ИСЗ без учета стоимости целевой аппаратуры для КСИ. 71
4.5. Затраты на НИОКР. 74
4.6. Затраты в серийном производстве. 75
4.7. Затраты на выведения ИСЗ на орбиту. 77
Глава 5. Программа автоматизированного проектирования ИСЗ с учетом унификации . 81
5.1. Особенности процесса проектирования. 81
5.1.1. Структурная оптимизация геостационарного связного ИСЗ. 81
5.1.2. Учет унифицированных элементов. 89
5.2. Блок-схема программы. 90
5.2.1. Схема автоматизированного проектирования. 90
5.2.2. Модель существования ИСЗ. 93
5.2.3. Модель масс. 94
5.2.4. Цикл "Согласование характеристик" 94
5.2.5. Цикл "Оптимизация". 95
5.2.6. Цикл "Согласование технических требований". 95
5.3. Исходные и выходные данные. 101
5.3.1. Исходные данные. 101
5.3.2. Выходные данные. 102
Глава 6. Вычислительные аспекты получения решения. 103
6.1. Конкретный пример. 103
6.2. Результаты численного решения. 106
6.3. Анализ чувствительности решения. 107
6.4. Анализ точности расчета массы ИСЗ по модели масс. 108
Выводы. 120
Литература. 124
- Общий подход к решению поставленной задачи.
- 1-ая задача унификации: минимизация затрат на разработку ИСЗ при заданном качестве
- Комплексная модель бортового оборудования ИСЗ связи.
- Стоимость ИСЗ без учета стоимости целевой аппаратуры для КСИ.
Введение к работе
Космическая деятельность государства приносит громадный социально-экономический эффект. Он проявляется прежде всего в таких жизненно важных областях, как связь и информатизация (на государственном и региональном уровнях). Системы спутниковой связи на основе геостационарных ИСЗ являются одной из составляющих сетей электросвязи. Возможности геостационарных ИСЗ в настоящее время таковы, что они обеспечивают не только пропускную способность, эквивалентную (и даже большую) пропускной способности волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), но и позволяют обеспечить связью малонаселенные районы, в которых использование ВОЛС или наземных кабельных и радиорелейных линий невозможно по очевидным технико-экономическим соображениям. Кроме того, совершенствование космических платформ геостационарных ИСЗ позволило увеличить срок их активного существования до 12-18 лет при снижении стоимости их изготовления (рис. 1). Так, космическая связь в 5-6 раз дешевле обычной, кабельной. Для стран, имеющих большую территорию, спутниковые системы в настоящее время являются единственным приемлемым средством организации связи, теле- и радиовещания. Возможности спутниковой связи позволяют обеспечить ее с подвижными объектами (суда, самолеты, поезда, автомобили и т.п.), внедрить новые информационные технологии путем создания глобальных и локальных информационно-справочных компьютерных сетей, электронной почты в различных сферах деятельности - в управлении, банковском деле, образовании,
J 1000000
100000 г
Годы запуска
Рис. 1
Относительное снижение стоимости геостационарных ИСЗ
средствах массовой информации, охране правопорядка, таможенном, налоговом и иных видах контроля и т.д. В последние годы еще более высокий показатель использования спутниковых систем связи стал естественным для стран со слабой наземной инфраструктурой сетей связи. Это, по-видимому, объясняется тем, что использование спутниковых каналов позволяет относительно дешево и быстро вводить новые современные средства связи.
Разработка ИСЗ представляет собой сложный, трудоемкий и длительный процесс, который начинается раньше, чем появляется техническое задание, и заканчивается после вьшедения образца на орбиту. Ни один ИСЗ не разрабатывался, не разрабатывается и, по-видимому, не будет разрабатываться с нуля, на голом месте. Имеется в виду, что для создания нового ИСЗ необходимо иметь научно-
технический задел в виде предшествующих разработок. Другими словами, весь опыт мирового машиностроения свидетельствует о том, что развитие технических систем происходит путем совершенствования (эволюции), когда переход от модели к модели осуществляется путем замены части, а не всей совокупности элементов. Итак, ни одна разработка ИСЗ не является исключительно новой, а содержит определенное количество элементов, уже прошедших апробацию на предыдущих образцах. Это заимствование предыдущих разработок связано с понятием унификации. Унификация в технике - это приведение различных видов продукции и средств ее производства к рациональному минимуму типоразмеров, марок, форм, свойств и т.п.
Основная цель унификации- устранение неоправданного многообразия изделий одинакового назначения и разнотипности составных частей и деталей, приведение к возможному единообразию способов их изготовления, сборки, испытаний и т.п.
Унификация - важное направлении в развитии современной техники, комплексный процесс, охватывающий вопросы проектирования, технологии, контроля и эксплуатации машин, механизмов, аппаратов, приборов [БСЭ-1977, Т.27].
Наиболее распространена унификация в машиностроении и приборостроении, где различают унификацию внутритиповую, касающуюся изделий одного типа (с разными модификациями), и межтиповую, охватывающую изделия разных типов.
В процессе унификации соблюдается принцип конструктивной преемственности: в изделия новой конструкции в максимальной
степени вводят детали и узлы, уже применявшиеся в других конструкциях, с возможно большим числом одинаковых параметров (особенно базовых и присоединительных размеров), обеспечивающих взаимозаменяемость уже проверенных конструкций [БСЭ-1977, Т.27].
Унификации изделий предшествует их типизация - разработка и установление типовых конструкций, содержащих общие для ряда изделий (или их составных частей) конструктивные параметры, в том числе перспективные, учитывающие последние достижения науки и техники.
Одинаковые или разные по своему функциональному назначению изделия, их узлы и детали, являющиеся производными от одной конструкции, взятой за основную, относят к одному унифицированному ряду.
Широкое использование принципов унификации машин, оборудования, приборов позволяет значительно уменьшить объем конструкторских работ и период проектирования, сократить сроки создания нового оборудования, снизить стоимость освоения новых изделий, повысить уровень механизации и автоматизации производств, процессов путем увеличения серийности, снижения трудоемкости и организации специализированных предприятий. При унификации повышается качество выпускаемой продукции, ее надежность и долговечность благодаря более тщательной отработке технологичности конструкции изделий и технологии их изготовления.
Принципы унификации могут эффективно использоваться несколькими странами, способствуя углублению специализации производства и его кооперирования.
Если имеется в виду конструкторская унификация, то такое заимствование может заключаться и в использовании одинаковых или почти одинаковых элементов в рамках данного проекта. Ясно, что здесь при этом можно получить весьма значительный выигрыш.
Помимо такого конструкторского заимствования, т.е. конструкторской унификации, можно рассматривать проектную унификацию, когда заимствуется проектная идея. Масса, габариты и даже детальное конструкторское исполнение элементов могут отличаться, но основная проектная идея сохраняется и переходит от модели к модели.
Можно еще упомянуть и о технологической унификации, когда технология остается в основном неизменной, а модели меняются.
В связи с изложенным при разработке ИСЗ возникает задача определения оптимального или рационального уровня унификации. Это задача новая потому, что в подавляющем большинстве исследований в области проектирования ИСЗ совершенно игнорируется тот факт, что практически ни один ИСЗ, каким бы новым он ни был, не разрабатывается без учета достигнутого научно-технического уровня, опыта предшествующих технологических и конструкторских решений. Но при выборе проектных параметров, являющемся типовой задачей науки проектирования, прошлый опыт присутствует лишь в конструкторских статистических
коэффициентах и не учитывает унификации, т.е. возможности использования унифицированных элементов.
Разработке методики проектирования геостационарного ИСЗ связи и телевещания с учетом уже на начальной фазе проектирования преемственности конструкции (унификации) и посвящена данная диссертация.
Общий подход к решению поставленной задачи.
В дополнение мы включаем в рассмотрение из бортовых систем систему терморегулирования, а также рассматриваем корпус ИСЗ. Для этих наиболее энергоемких и существенных по массе систем рассматриваем задачу унификации с целью снижения затрат при разработке нового ИСЗ. Рассматриваются варианты проектов ИСЗ, в которых обеспечена разная степень унификации, в результате чего получаются различные массы ИСЗ и различная величина затрат на их разработку. Задача проектирования ИСЗ с учетом унификации допускает множество постановок в зависимости от задания на проектирование. Если задан уровень качества, который в работе характеризуется относительной массой целевой аппаратуры, то задача заключается в нахождении уровня унификации, обеспечивающего минимальные затраты на разработку ИСЗ и его серийное производство. Если же задается уровень затрат, то задача состоит в том, при каком уровне унификации обеспечивается максимальное качество ИСЗ. Целью исследования также является оценка чувствительности получаемого решения к основным исходным данным и к тем допущениям, которые были приняты для получения законченного решения. Рассматриваемая задача проектирование ИСЗ с учетом унификации служебных систем относится к классу задач поиска экстремума функции с ограничениями, решение которой может быть получено путем сведения ее к задаче поиска экстремума новой функции без ограничении.
При этом новая функция формируется на основе старой с добавлением членов, содержащих ограничения. В этом случае появляются дополнительные неизвестные, неопределенные множители Лагранжа, количество которых определяется количеством функции, описывающих ограничения. Решение в этом случае сводится к поиску экстремума унимодальной функции, который может быть осуществлен с помощью известных методов численной оптимизации. В частном случае можно обойтись и без применения для решения задачи метода неопределенных множителей Лагранжа. Такая ситуация может возникнуть - при ограничении на параметры; - когда решение лежит на границе. В процессе решения конкретной задачи при заданных численных значениях исходных данных должен быть проведен анализ размеров области изменения искомой функции и характер ее поведения. В процессе предварительного проектирования геостационарного ИСЗ связи и телевещания, а также при подготовке технических требований к такому аппарату возникает необходимость в определении оптимальных его массово-экономических характеристик. При этом стремятся достигнуть существенной экономии ресурсов: людских, финансовых и материальных при одновременном сокращении сроков разработки аппарата. На наш взгляд такая возможность появляется при рассмотрении нового научного направления в проектировании технических систем: унификации.
Считается, что если в КА 30% элементов спроектированы заново, то он новый [21]. Применительно к геостационарному ИСЗ связи и телевещания при постановки проектной задачи применяются две основные модели: модель массы ИСЗ и модель стоимости. Модель массы ИСЗ представляет собой обобщенную зависимость критерия качества или показателя совершенства ИСЗ от массово-геометрических и энергетических характеристик ИСЗ. Модель стоимости описывает затраты на разработку, серийное производство и выведение ИСЗ на рабочую орбиту в зависимости от массы составляющих элементов ИСЗ. В связи с рассмотренным подходом к постановке проектной задачи с учетом унификации возникает необходимость во введении параметра или в общем случае параметров унификации, т.е. в выборе или определении таких параметров, к которым были бы «чувствительны» и качество ИСЗ, и затраты, и, если возможно, время разработки. Другими словами, необходимо найти количественную меру унификации. Итак, параметр унификации должен быть таким, чтобы к нему были «чувствительны» те критерии, по которым можно судить о целесообразном уровне унификации. Учитывая, что масса элемента является определяющей для целого ряда ИСЗ, в связи с тем, что масса ИСЗ зависит от массы целевой аппаратуры при прочих равных условиях и временем активного существования и лимитируется возможностями носителей, а также тот факт, что многие критерии качества и затраты тем или иным образом зависят от массы, то параметром унификации предлагается считать относительную массу унифицируемых элементов.
При решении вопроса о проектировании ИСЗ с учетом унификации следует рассмотреть три критерия: качество ИСЗ, затраты, время разработки. Качество ИСЗ. Можно много говорить о качестве ИСЗ, но мы можем определять это качество максимально достижимым (при рассматриваемом уровне технологии) значением относительной массы полезного груза. Понятно, что сравниваемые ИСЗ должны быть однотипными и отвечать одинаковым требованиям по характеру выполняемых задач, высоте орбиты. А однотипность подразумевает сравнение ИСЗ, имеющих одинаковое целевое назначение.
1-ая задача унификации: минимизация затрат на разработку ИСЗ при заданном качестве
Найти оптимальный уровень унификации К минимизирующий затраты на разработку и серийное производство Cs при показателе качества не меньше заданного, т.е. где Mm- показатель качества ИСЗ, - относительная масса полезной нагрузки; Мпн - минимально допустимое значение показателя качества ИСЗ. Знак inf означает минимальное значение Съ при дискретных значениях параметра К ". График на рис. 2.2 иллюстрирует зависимость качества ИСЗ Мпн от уровня унификации. Это график качественный, и он показывает, что при увеличении степени унификации качество падает. Точка 1 дает максимальное значение Мпн при условии, что все элементы ИСЗ разработаны заново [К = о], т.е. это «идеальный» вариант ИСЗ. В этом случае мы имеем максимально достижимую величину качества ИСЗ при прочих равных условиях. Точка 2 показывает значение качества при максимальном значении уровня унификации (Куй = l). Хотя в общем случае максимальный уровень унификации К = 1 маловероятен, т.к. возникает сомнение в возможности такого ИСЗ отвечать задаваемым техническим требованиям. Введение ограничения по Кун,- АГ" , т.е. задание Млн минимально допустимого значения показателя качества ограничивает степень унификации верхним его значением А " (точка 3). Таким образом горизонтальная линия ограничивает область возможных решений верхней полуплоскостью. На рис. 2.3 показана качественная зависимость затрат на разработку, серийное производство ИСЗ и выведение на орбиту Съ в функции показателя унификации Кун. Как видно из графика суммарные затраты с увеличением степени унификации в начале падают, а затем растут, причины чего объясняют22ся увеличением массы ИСЗ и, следовательно, увеличением стоимости в серийном производстве и выведении. Точка 4 на графике соответствует максимальным затратам на разработку, серийное производство и выведение принципиально нового ИСЗ. Точка 5 - затратам на разработку, серийное производство и выведение полностью или почти унифицированного ИСЗ. Введение ограничения по Мпн сужает область поиска, как это показано точкой 6, соответствующей максимальному значению ун с предыдущего графика.
Точка 7 показывает минимальное значение затрат, которое требуется найти путем вариации Кун. По мере увеличения лун; двигаясь от точки 4 будет иметь место уменьшение затрат за счет сокращения объема конструкторской работы и экспериментальной отработки. Однако при дальнейшем увеличении Ку„, начиная с некоторого значения наблюдается рост затрат, что связано с возрастанием составляющей стоимости, а именно затрат в серийном производстве и выведения, которые прямо зависят от массы элементов ИСЗ и в целом для ИСЗ из-за роста массы каждого отдельного унифицированного элемента наблюдается возрастание затрат. Используя найденное ранее граничное значение Кун из предыдущего графика, строим границу и таким образом находим точку 6 и область возможных решений, лежащую слева от границы. На графиках (2.2) и (2.3) показано также оптимальное значение Кун , обеспечивающее минимальное значение -х и соответствующее ему оптимальное значение Мпн- Возможно, что оптимальное решение будет лежать на границе. Это зависит от конкретных условий и значения Млн
При анализе конкретных проектов это устанавливается путем пробных расчетов с применением ЭВМ. Найти оптимальный уровень унификации Лун , максимизирующий качество ИСЗ У-пн , при затратах на разработку, серийное производство и выведение, не превышающих заданные Эта задача является обратной 1-й задаче унификации, рассмотренной ранее. Вернемся снова к зависимости затрат от уровня унификации, - рис. 2.4. При заданном (допускаемом) уровне затрат Cs появляются две точки: 8 и 9 пересечения графика с горизонтальной прямой, соответствующей этому уровню: точка 8, которая дает минимально допустимый уровень унификации &ун , при котором затраты не превышают заданные. Ниже этого уровня опускаться нельзя.
Комплексная модель бортового оборудования ИСЗ связи.
Для сравнительной оценки массовой доли систем в общей массе ИСЗ поместим результаты статистической обработки на единый график (рис.3.2). В результате математической обработки графических зависимостей получим ряд математических выражений, позволяющих достаточно точно, исходя из статистики, а не физического смысла, определить массу состава ИСЗ. Фактически эти зависимости служат дополнением к тем статистическим коэффициентам, которые были получены нами ранее. При 200(тисз(1200 КГ, ИМЄЄМ СЛЄДУЮЩИЄ СООТНОШЄНИЯГ Масса специальной (целевой) аппаратуры: Будем считать, что масса целевой аппаратуры ИСЗ связи и телевещания зависит в первую очередь и главным образом от мощности бортового радиокомплекса (БРК), определяемого заказчиком в зависимости от высоты орбиты функционирования и чувствительности наземных приемных станций. Анализ ИСЗ (табл.3.2 и рис.3.3.), имеющих мощность от 0,5 кВт до 5 кВт дает формулу для спутников непосредственного телевещания: где тврк -масса бортового радиокомплекса, кг; БРК - энергетическая мощность бортового радиокомплекса, вт. Массу антенной системы для современных ИСЗ представим в виде следующей функции массы БРК [10]: Для ИСЗ непосредственного телевещания:
Энергетическая мощность, требуемая для обеспечения работы системы ориентации и стабилизации, системы терморегулирования и других служебных систем, зависит от энергетической мощности Анализ статистических данных по современным ИСЗ позволяет получить ряд полезных зависимостей для расчета масс СЭП, СТР и СОС. Система энергопитания допускает множество проектно-конструкторских решений, некоторые из которых представлены на Применительно к геостационарным ИСЗ мы рассматриваем СЭП на основе солнечных батарей. Массу системы энергопитания на основе солнечных батарей представим в виде суммы масс основных составляющих: массы панелей солнечных батарей { ПСБ\ массы буферных аккумуляторов {таккум) и массы системы контроля работы Масса панелей солнечных батарей в общем случае есть функция электрической мощности ИСЗ (W), срока активного существования ИСЗ, типа конструкции солнечных батарей и типа ориентации относительно Солнца. В работе [57] дана следующая формула для расчета массы солнечного батарея (Вариант 1): где W - расчетная средняя мощность, отдаваемая в систему энергопитания, (кВт); Лев - коэффициент полезного действия солнечных батарей, зависящий от материала фотоэлектрических преобразователей и других факторов (8 %....12 %),[15]; Ф - коэффициент, зависящий от ориентации относительно Солнца и типа конструкции солнечной батареи; Ф =0,9 - жесткая панель, ориентированная на Солнце; Ф =1,4 -вращающийся цилиндр. В работе [15] предлагается следующая формула для расчета массы солнечной батареи (Вариант 2): где тсвуд - удельная масса солнечных батарей, ( /м1 ); гпСБуд = 2.77 /м2 для СБ с кремневыми ФЭП и 4.5 /м1 для СБ с арсенид галлиевыми ФЭП [15]; где РСБ - мощность СБ при полном освещении СБ Солнцам, (Вт.час); С развитием уровня технологии масса СБ снижается. Предполагается что удельная масса для СБ на основе арсенид галлиевых ФЭП будет снижена до 5 (г/вт.) и для СБ на основе кремневых ФЭП до 25 (г/вт.) [59] . На сегодняшнем уровне технологии достигнуто значение удельной массы 45-48 (г/вт.), [10]. Масса буферных аккумуляторов зависит от мощности, глубины заряда и разряда, конструкции и метода регулирования мощности и напряжения СЭП [54]. Масса буферных аккумуляторов представим в виде функции их емкости и срока активного существования ИСЗ [55]: где Е - расчетная емкость буферных аккумуляторов, кВт час; ка - коэффициент, учитывающий типа аккумулятора; ка=3,5 для никель-водородных аккумуляторов; ка = 5,5 для никель-кадмиевых аккумуляторов. В формуле (3.15), глубина заряда и разряда аккумуляторов учтена через ТСАС, т.е. чем больше Тслс 9 тем меньше должна быть глубина заряда и разряда и одновременно будет больше число блоков аккумуляторов, в результате чего масса увеличивается. С изменением уровня технология масса буферных аккумуляторов снижается. На сегодняшнем уровне технологии удельная масса буферных аккумуляторов достигает 60 (г/вт.) [10].
Стоимость ИСЗ без учета стоимости целевой аппаратуры для КСИ.
Затраты на проведение ОКР без учета затрат на изготовление и приобретение материальной части складывается из расходов на зарплату инженерно-технических работников, обеспечивающих разработку конструкторской, технологической и нормативно-технической документации на проектируемый ИСЗ, оснастку, испытательное оборудование, включают накладные расходы, затраты на услуги сторонних организаций и определяются по формуле: где -среднегодовые затраты на проведение ОКР без учета стоимости материальной части по конструкции ИСЗ ; С служ.і -среднегодовые затраты на проведение ОКР без учета стоимости материальной части по служебным системам; Г-время на проведение ОКР. Для отдельных элементов ИСЗ в таблице 4.7. приведены данные по удельным (среднегодовым) затратам на проведение ОКР. Использование в разработке ИСЗ полностью унифицированной конструкции позволяет сократить время и средства на исследования по созданию нового узла или схемно-конструктивного решения, затраты на разработку конструкторской документации, технологических процессов, разработку и изготовление технологической оснастки. Таким образом, в этом случае затраты на проведение ОКР по разработке конструкции будут равны нулю: СОКР = 0»следовательно, и СИИ0КР = 0. Затраты на серийное производство складываются из затрат на производство конструкции и затрат на производство служебных систем: Затраты на серийное производство конструкции определяется по формуле: где Noc- количество ИСЗ на этапе освоения серийного производства; Nnporp- количество ИСЗ в программе выпуска. Затраты на выведение ИСЗ на рабочую орбиту зависят от стоимости предоставляемых услуг.
Если при решении задачи и ее анализе учитывать не только затраты на разработку, но и затраты на выведение ИСЗ на рабочую орбиту, то характер функции стоимости от унификации может измениться в том смысле, что оптимальное решение может не находиться в рассматриваемом диапазоне параметра унификации. Это обстоятельство может существенно усложнить решение поставленной задачи. Стоимости предоставляемых услуг возрастает в зависимости от массы ИСЗ, но эта зависимость в общем случае носит дискретный характер (рис.4.1), однако, как показывают исследования [10, 25, 62], при попутном выведении имеет место плавно возрастающая зависимость стоимости от массы ИСЗ. Например, удельная стоимость выведения полезного груза с помощью действующих транспортных средств при попутном выведении на низкие орбиты составляет 6000-11000 долл./кг [7]. В таблице 4.8. даны ориентировочные значения стоимости выведения на геостационарную орбиту [10] и стоимости выведения одного кг полезного груза на геостационарную орбиту, которая составляет от 13500 до 86000 долларов. На этапе технических предложений целесообразно применять автономные системы комплексной оптимизации ИСЗ, которые могут использоваться как самостоятельно, так и при системном синтезе как генератор вариантов. Каждый вариант состава блоков ИСЗ, как и сама система в целом характеризуются следующими технико-экономическими показателями: точностью и надежностью выполнения операции, стоимостью, массой и габаритами аппаратуры. Выбор варианта состава ИСЗ лучшего по всем этим показателям является многокритериальной задачей оптимизации. При применении этого подхода на практике проектировщику должна быть предоставлена возможность: 1) динамично и просто менять критерий оптимизации в ходе проектирования; 2) изменять уровень требований по любому технико-экономическому показателю; 3) получать решения, соответствующие заданным условиям. Такие условия требуют применения системы автоматизированного проектирования и прогнозирования, которая позволяет проектировщику, помимо перечисленных выше общих условий: 1) задавать в диалоговом режиме требования к проектируемому ИСЗ и задавать показатель, выбираемый в качестве критерия в однокритериальном варианте решения проектной задачи; 2) в соответствии с характером решаемой проектной задачи сформировать модель для структурной оптимизации; 3) контролировать полноту и правильность задания исходных данных и оперативное их изменение; 4) получать справки о проектируемом ИСЗ, процессе оптимизации и его результатах. Для применения такого подхода к проектированию ИСЗ необходимо формализовать процесс оптимизации по скалярным критериям качества. На начальном этапе проектирования постановка задачи оптимизации состава бортовых систем и аппаратуры ИСЗ следующая. Пусть проектируемый ИСЗ должен выполнять М функций. Для выполнения каждой і-функции из М существует пі разработанных или прогнозируемых единиц аппаратуры. Технико-экономические показатели работы этих единиц аппаратуры и требования по этим технико-экономическим показателям к проектируемому ИСЗ заданы. Требуется определить такой вариант комплектации ИСЗ, который удовлетворяет всем требованиям к проектируемому ИСЗ и дает экстремум одного из технико-экономических показателей его работы. При этом другие возможные показатели рассматриваются в качестве ограничений.
