基于模型的系统工程

基于模型的系统工程的MATLAB和Simulink

设计、分析和测试系统和软件架构

工程师使用基于模型的系统工程(MBSE)来管理系统复杂性,改进通信,并生成优化的系统。成功的MBSE需要将涉众需求合成到体系结构模型中,以创建直观的系统描述。

MATLAB®,仿真软件®,和System Composer™一起创建了一个用于创建描述性体系结构模型的单一环境,该模型可以无缝连接到详细的实现模型。连接的环境确保跨体系结构和设计世界的项目保持同步。系统工程师可以建立一个数字线程,在系统需求、体系结构模型、实现模型和嵌入式软件之间导航。

用MATLAB, Simulink,和系统的作曲家,您可以:

  • 获取和管理系统需求,从而实现影响和覆盖率分析
  • 通过捕获体系结构元数据和直接连接到MATLAB分析来优化系统架构,用于特定领域的贸易研究
  • 创建简化的定制模型视图,以隔离不同工程关注的感兴趣的组件
  • 使用基于模拟的测试验证需求和验证系统架构
  • 在Simulink中使用基于模型的设计(Model-Based Design)将需求转换并细化为可用于模拟和实现的组件

“使用Simulink建模对我们团队的ARP 4754工作很有帮助,特别是验证系统级需求,开发基于需求的测试,并定义底层软件需求,我们的供应商使用Simulink和Embedded Coder生产DO-178 A级飞行代码。”

Rodrigo Fontes Souto,巴西航空工业公司

开发体系结构模型和管理系统需求

使用System Composer使用组件、端口和连接器建模方法直观地勾画体系结构的层次系统。在符合您当时需求的抽象级别上工作,并在得到它们时添加细节。要正式定义组件之间交换的信息,您可以创建接口来验证被交换的数据具有兼容的属性,如数据类型、维度或单位。

通过使用MATLAB API导入外部存储库和文件,可以重用现有的设计构件和接口控制文档(ICD)信息。您还可以从现有的Simulink系统模型中提取体系结构模型。

在开发体系结构模型时,您可以使用要求工具箱™.系统需求可以链接到不同的体系结构元素,以建立需求可追溯性的数字线程,并执行需求覆盖分析。链接的需求维护修订历史,使您能够执行影响分析,并与下游团队沟通重要的更改。

将系统需求链接到体系结构模型,以建立需求可追溯性,并执行需求覆盖分析或影响分析。


的观点

创建自定义视图以管理体系结构复杂性并与各种涉众进行沟通。

使用视图进行贸易研究和分析架构

您可以使用构造型来使用特定于领域的设计数据(如大小、重量、功率或成本)扩展您的体系结构模型。相关的构造型可以被分组到概要文件中,这些概要文件可以在整个体系结构中应用,或者在其他体系结构中重用。为了管理体系结构的复杂性,您可以创建自定义视图来隔离不同涉众感兴趣的组件,或者促进特定的分析活动。

使用MATLAB,您可以直接对您的体系结构进行分析和贸易研究。例子包括:

  • 自底向上汇总或自顶向下分配(大小、重量、功率、成本等)
  • 网络或流程分析(端到端延迟、最短路径、物料流等)
  • 自定义分析
  • 行业研究(确定最可接受的解决方案)

在Simulink中连接到基于模型的设计

直接将体系结构组件链接到Simulink模型以定义使用的行为基于模型的设计,即在整个开发过程中系统地使用模型。遵循自顶向下的工作流,Simulink模型可以从体系结构组件自动生成。相反,您可以直接从Simulink组件模型创建体系结构组件。将体系结构模型与Simulink行为模型链接可以确保您的体系结构和实现模型保持同步,并允许您模拟系统行为。


系统验证

执行系统验证以调试设计并识别不一致的需求。

系统验证

通过模拟,您可以探索体系结构、原型组件,并创建组件规范,同时在开发过程的早期理解和细化系统行为。为了将此扩展到大型和复杂的系统,您可以使用测试套件自动验证需求,并在整个基于模型的系统工程过程中迭代验证系统行为。

您可以指定系统级测试,以检查下游实现团队可以使用的需求的一致性和正确性。您可以将具有复杂的、依赖于时间的信号逻辑的需求转换为具有明确定义的语义的评估,这些语义可用于调试设计和识别不一致的需求。


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