MATLAB e Simulink per l’ingegneria dei sistemi model-based (MBSE)
Progetta, analizza e testa architetture di sistema e software.
Gli ingegneri utilizzano l’ingegneria dei sistemi model-based (MBSE) per gestire la complessità dei sistemi, migliorare la comunicazione e creare sistemi ottimizzati. Per una MBSE vantaggiosa è necessario implementare i requisiti delle parti coinvolte nei modelli di architettura per creare descrizioni intuitive dei sistemi.
MATLAB, Simulink e System Composer costituiscono insieme un unico ambiente atto a creare modelli di architettura descrittivi che si collegano perfettamente a modelli di implementazione dettagliati. L'ambiente collegato così ottenuto garantisce la costante sincronizzazione di tutti gli elementi di progettazione e architettura. Gli ingegneri dei sistemi possono stabilire un thread digitale che consente di navigare tra requisiti di sistema, modelli di architettura, modelli di implementazione e software incorporato.
Con MATLAB, Simulink e System Composer è possibile:
- Catturare e gestire i requisiti di sistema che consentono analisi di impatto e copertura
- Ottimizzare le architetture di sistema acquisendo i metadati dell'architettura e collegandosi direttamente alle analisi MATLAB per indagini commerciali specifiche del dominio
- Creare viste di modello semplificate personalizzate per isolare i componenti di interesse nelle diverse problematiche ingegneristiche
- Convalidare i requisiti e verificare le architetture di sistema tramite test basati sulla simulazione
- Tradurre e perfezionare 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 ARP 4754, convalidando nello specifico i requisiti a livello di sistema, sviluppando test basati sui requisiti e definendo i requisiti software di basso livello che il nostro fornitore utilizza per produrre il codice di volo DO-178 di Livello A tramite Simulink e Embedded Coder".
Rodrigo Fontes Souto, Embraer
Uso di MATLAB e Simulink per l’ingegneria dei sistemi model-based (MBSE)
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 un approccio di modellazione basato su componenti, porte e connettori. Lavora a livello di astrazione in base alle esigenze del momento e aggiungi i dettagli mano a mano che li ottieni. Per definire formalmente le informazioni che vengono scambiate tra i componenti è possibile creare interfacce per 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 riutilizzate 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 direttamente, visualizzare e gestire i requisiti di sistema con Simulink Requirements. Simulink Requirements può essere collegato a diversi elementi architettonici 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.
Collega i requisiti di sistema ai modelli di architettura per stabilire la tracciabilità dei requisiti ed eseguire analisi di copertura dei requisiti o analisi di impatto.
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Crea viste personalizzate per gestire la complessità dell'architettura e per comunicare con le diverse parti coinvolte.
Eseguire indagini commerciali e analizzare le architetture con le viste
Puoi utilizzare gli stereotipi per estendere i tuoi modelli di architettura con dati di progettazione specifici del dominio, come dimensioni, peso, potenza o costo. Puoi 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:
- Allocazione rollup bottom-up o 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 più accettabile)
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Collegamento alla progettazione model-based in Simulink
Collega direttamente i componenti dell'architettura ai modelli Simulink per definire i comportamenti attraverso la progettazione model-based, che consiste nell'uso sistematico di modelli durante l'intero processo di sviluppo. In seguito a un flusso di lavoro 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 incoerenti.
Verifica del sistema
Con la simulazione puoi analizzare architetture, prototipi di componenti e puoi creare specifiche dei componenti, il tutto comprendendo e perfezionando i comportamenti del sistema nelle prime fasi del processo di sviluppo. Ai fini del ridimensionamento di complessi sistemi di grandi dimensioni, è possibile automatizzare la verifica utilizzando le suite di test per convalidare i requisiti e verificare iterativamente i comportamenti del sistema durante l'intero processo di ingegneria del sistema Model-based.
Puoi inoltre specificare test a livello di sistema per verificare la coerenza e la correttezza dei requisiti che possono essere utilizzati dai team di implementazione coinvolti nelle fasi successive. È possibile tradurre in valutazioni i requisiti con una logica del segnale complessa e dipendente dal tempo e attraverso una semantica chiara e definita che può essere utilizzata per eseguire il debug di progetti e identificare requisiti incoerenti.
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