MATLAB e Simulink per il Model-Based System Engineering
Progetta, analizza e testa architetture di sistema e software
Gli ingegneri utilizzano il Model-Based System Engineering (MBSE) per gestire la complessità dei sistemi, migliorare la comunicazione e creare sistemi ottimizzati. Un sistema efficiente di MBSE richiede la definizione di modelli di architettura a partire dai requisiti definiti con gli stakeholder, per ottenere una rappresentazione intuitiva del sistema.
MATLAB®, Simulink® e System Composer™ costituiscono insieme un unico ambiente atto a creare modelli di architettura descrittivi connessi senza soluzione di continuità a modelli di implementazione dettagliati. L'ambiente connesso così ottenuto garantisce la costante sincronizzazione di tutti gli elementi di implementazione e architettura. Gli ingegneri sistemisti sono in grado di stabilire un thread digitale che consente di navigare tra requisiti di sistema, modelli di architettura, modelli di implementazione e software embedded.
Con MATLAB, Simulink e System Composer è possibile:
- Catturare e gestire i requisiti di sistema consentendo analisi di impatto e copertura
- Ottimizzare le architetture di sistema catturando i metadati dell'architettura e utilizzandoli per indagini commerciali sfruttando la piattaforma di calcolo MATLAB
- Creare viste di modello semplificate e personalizzate per isolare i componenti di interesse in base alle diverse esigenze degli esperti di dominio
- Validare i requisiti e verificare le architetture di sistema tramite test basati sulla simulazione
- Tradurre e rifinire i requisiti in architetture con componenti pronti per la simulazione e l'implementazione attraverso la progettazione Model-Based di Simulink
“La modellazione con Simulink è fondamentale per il lavoro del nostro team alle prese con ARP 4754, in particolare nella validazione dei requisiti a livello di sistema, nello sviluppo di test basati sui requisiti e nella definizione dei requisiti software di basso livello che il nostro fornitore utilizza per produrre il codice di volo DO-178 di Livello A tramite Simulink ed Embedded Coder”.
Rodrigo Fontes Souto, Embraer
Utilizzo di MATLAB e Simulink per il Model-Based Systems Engineering
Sviluppo di modelli di architettura e gestione dei requisiti di sistema
Usa System Composer per disegnare in modo intuitivo i sistemi gerarchici delle architetture tramite l'uso di componenti, porte e connettori. Lavora al livello di astrazione necessario in base alle esigenze del momento e aggiungi i dettagli mano a mano che li definisci. Per definire formalmente le informazioni che vengono scambiate tra i componenti è possibile creare interfacce e verificare che i dati scambiati abbiano proprietà compatibili quali tipi di dati, dimensioni o unità.
Gli artefatti di progettazione esistenti e le informazioni dei documenti di controllo di interfaccia (ICD) possono essere riutilizzati importando repository e file esterni con un'API MATLAB. È inoltre possibile estrarre un modello di architettura dai modelli di sistema Simulink già esistenti.
Durante lo sviluppo di modelli di architettura è possibile catturare, visualizzare e gestire direttamente i requisiti di sistema con Simulink Requirements™. Simulink Requirements può essere collegato a diversi elementi del modello di architettura per stabilire un thread digitale ai fini della tracciabilità dei requisiti ed eseguire analisi di copertura dei requisiti. I requisiti collegati mantengono una cronologia delle revisioni che consente di eseguire analisi di impatto e comunicare importanti cambiamenti ai team delle fasi successive.
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Creazione di viste personalizzate per gestire la complessità dell'architettura e comunicare con le diverse parti coinvolte.
Esecuzione di indagini commerciali e analisi delle architetture con le viste
È possibile utilizzare gli stereotipi per estendere i tuoi modelli di architettura con dati di progettazione specifici del dominio, come dimensioni, peso, potenza o costo. È possibile raggruppare gli stereotipi correlati in profili da applicare in tutta l'architettura o da riutilizzare in altre architetture. Per gestire la complessità dell’architettura, è possibile creare viste personalizzate per isolare i componenti di interesse per le diverse parti coinvolte oppure per facilitare attività di analisi specifiche.
Con MATLAB puoi eseguire direttamente analisi e indagini commerciali sulla tua architettura. Alcuni esempi comprendono:
- Bottom-up rollup o allocazione top-down (dimensioni, peso, potenza, costo, ecc.)
- Analisi di rete o di flusso (latenza end-to-end, percorso più breve, flusso di materiali, ecc.)
- Analisi personalizzata
- Indagini commerciali (identificare la soluzione migliore)
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Connessione diretta alla progettazione Model-Based in Simulink
Connetti direttamente i componenti dell'architettura ai modelli Simulink per modellare il comportamento attraverso la progettazione Model-Based, che consiste nell'uso sistematico di modelli durante l'intero processo di sviluppo. Seguendo un workflow di tipo top-down, è possibile generare automaticamente i modelli Simulink da componenti di architettura. Viceversa, è possibile creare un componente di architettura direttamente da un modello di componente Simulink. Il collegamento tra modelli di architettura e modelli di comportamento Simulink consente di sincronizzare sempre i tuoi modelli di architettura e implementazione, consentendoti di simulare il comportamento del sistema.
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Esegui la verifica del sistema per il debug dei progetti e identifica i requisiti inconsistenti.
Verifica del sistema
Con la simulazione puoi esplorare architetture, prototipare i componenti e creare specifiche dei componenti, il tutto comprendendo e perfezionando i comportamenti del sistema nelle prime fasi del processo di sviluppo. Ai fini della gestione di complessi sistemi di grandi dimensioni, è possibile automatizzare la verifica utilizzando le suite di test per validare i requisiti e verificare iterativamente i comportamenti del sistema durante l'intero processo di Model-Based System Engineering.
Puoi inoltre specificare test a livello di sistema per verificare la coerenza e la correttezza dei requisiti, che possono essere utilizzati dai team di sviluppo coinvolti nelle fasi successive. È possibile tradurre i requisiti che presentano una logica dei segnali complessa e dipendente dal tempo in assessment, con una semantica chiara e definita che può essere utilizzata per eseguire il debug di progettazioni e identificare requisiti incoerenti.
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