استخراج روند بهينه ي طراحي پنل خورشيدي ماهواره بر اساس قابليت اطمينان و ارائه راهكار بهبود آن

Extraction of optimum design process for satellite solar panel based on reliability and solutions to improve it

هدف از اين مقاله طراحي پنل هاي خورشيدي يك ماهواره با لحاظ قابليت اطمينان مناسب است كه در مدار ژئو قرار مي گيرد. فرآيند طراحي پنل خورشيدي از طريق روش ماتريس ساختار طراحي تعيين مي شود. در اين راستا با توجه به قيود و الزامات ماموريت ابتدا يك طرح اوليه استخراج مي شود و سپس به بهسازي روند طراحي پرداخته مي شود و در نهايت يك روند طراحي بهينه ارائه خواهد شد. سطح اول درخت محصول مكانيزم طراحي شده شامل اجزاء رهايش، گسترش، قفل و چرخش پنل است. با توجه به اهميت اطمينان از عملكرد صحيح مكانيزم ها در فضا، با تشكيل شبكه قابليت اطمينان پنل طراحي شده، به محاسبه مقدار قابليت اطمينان طرح اوليه پرداخته مي شود. با توجه به بودجه قابليت اطمينان تعيين شده از طرف بخش مهندسي سيستم، نحوه توزيع قابليت اطمينان در ميان اجزاء مورد بررسي و تحليل قرار مي گيرد. بدين ترتيب قابليت اطمينان مورد نظر به هر بخش از مكانيزم اختصاص داده خواهد شد و در صدد ارضاي آن، در طراحي تغييراتي اعمال خواهد شد. در اين راستا مسيرهاي بحراني كه منجر به كاهش قابليت اطمينان مي شود را بررسي كرده و در جهت بهسازي مسير بحراني و در انتها افزايش قابليت اطمينان با استفاده از اجزاي افزونه، اقدام خواهد شد.

The purpose of this research is the design of solar panels for a satellite which was put into geostationary orbit considering suitable reliability. The process of solar panel design is conducted according to the Design Structure Matrix (DSM) method. In this regard, an initial plan, a subsequent design process improvement, and a final optimized design process are provided. The first level of designed mechanism product tree includes released mechanism, development mechanism, lock and rotation components. Given the importance of ensuring the proper operation of mechanisms in space and reported mission failures due to lack of mechanism’s operation, the reliability network of designed mechanism is constructed and the reliability of designed panel is calculated. The amount of achieved relaiability is then verified according to the mission and system engineering requirements. Nessecary changes are applied on initial design to achieve the satisfactory reliability for the whole solar mechanism. In this regard, the critical paths in reliability network which lead to reduced reliability are investigated, and improvement of the critical path is proposed, to the extent of increasing reliability by discarding redundant components for critical parts.