Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Model Based Systems Engineering for Aircraft Systems – Mindset for Change Ingela Lind 19 oktober 2010.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Model Based Systems Engineering for Aircraft Systems – Mindset for Change Ingela Lind 19 oktober 2010."— Presentationens avskrift:

1 Model Based Systems Engineering for Aircraft Systems – Mindset for Change Ingela Lind 19 oktober 2010

2 Varför använder grundflygplansystem modellering och desktop simulering? Omfattande riskreducering i projekt • Hittar fel tidigt i utvecklingsprocessen • Utrustning kan simuleras I systemet innan beställning • Mjukvara får bättre specifikation (även om den inte simuleras) • Bättre förståelse för systemen – problem kan analyseras • Få underleverantörer simulerar Kvalificering av flygplan kan utföras • Simuleringar kompletterar flygprov som inte når provmålen • Ersätter farliga flygprov Kostnadsbesparingar för prov • Färre rigg- och flygprov • Mindre omdesign av provflygplan och riggar

3 SYSTEMUTVECKLING MBD, Model Based Development Trender: •Ökad andel modellering och simulering •Fler använder modeller och simuleringsresultat •Modellering sker tidigare

4 Mindset for Change Finns det mätetal? Identifiera svaga punkter i nuvarande utvecklingsprocess. Exempel: Förmåga att planera och schemalägga, kvalitet, ”time to market”, produktivitet, spårbarhet, konfigurationsstyrning, återanvändbarhet, dokumenteringsrutiner, validering och verifiering Det måste finnas minst två syften att använda MBSE. Exempel: validera krav genom simulering, automatiskt generera dokumentation, utveckla styralgoritmer, generera kod för produktion Modellen är ensam informationsbärare. Använd övergången till MBSE som källa till lärande. Svagheter/styrkor i organisationen, utmaningar, nyckelkompetenser, effektiva punkter Integrera utvecklingsprocessen Se utvecklingen på lång sikt. Börja med svaga punkter och nya produkter

5 GRUNDFLYGPLANSYSTEM Bränslesystem Luftsystem Elkraftsystem Landställ Hydraulsystem

6 SYSTEMÖVERSIKT Utrustning ECU / Inbyggd mjukvara Task Omgivning Komplett systemmodell En typisk modell över ett system som t ex bränslesystem kan delas upp i tre modellkategorier

7 VISION. Pådrag Efterfrågad kylkapacitet Kyld luftBleedluft Bränsle Trycksättning Exempel: Många och komplexa kopplingar mellan olika systems uppstartsförlopp och deras systemkontroll (SK). Idag svårt att förutse innan provning i flygplan. Har larmgränser satts korrekt med tanke på systemens normala uppstartsförlopp (långsam tryckuppbyggnad och temperaturinsvängning) och ordningen på SK för olika system? Kan alla normala uppstarter göras, t ex på solig, varm platta, med liten bränslemängd, vid extrem kyla, omstart?

8 EN MODELLBASERAD UTVECKLINGSPROCESS Flygprov Första Återkoppling Andra återkoppling Tredje Återkoppling Systemmodell av fysiska systemet Inbyggd kodReglermodell M u y M u y Provrigg Simulator VISION

9 EN MODELLBASERAD UTVECKLINGSPROCESS •Data från underleverantörer •Fysiska lagar och grundläggande relationer •Bänkprov •Tidigare erfarenhet •Geometriska data / CFD analys Systemmodell av fysiska systemet M u y M u y •Första konceptvalidering •Dimensionering •Känslighetsanalys •Prestandauppskattning •

10 EN MODELLBASERAD UTVECKLINGSPROCESS Reglermodell •Fysiska begränsningar •Reglermål •Systemsäkerhet •Dokument (genererade) •Specifikation för inbyggd mjukvara •Simulerbar beskrivning

11 EN MODELLBASERAD UTVECKLINGSPROCESS Första Återkoppling Reglermodell M u y M u y Systemmodell av fysiska systemet •Snabb prototyputveckling både för fysiska delen av systemet och regleringen •Stöd för systemsäkerhetsarbete •Hjälp att ta fram statiska och utmattningslaster •Prestandautvärdering •Detaljerad design •

12 EN MODELLBASERAD UTVECKLINGSPROCESS M u y M u y •Systemvalidering •Ökad konfidens i modeller och simuleringsresultat •Kunna särskilja trovärdiga resultat från osäkra •Komplementerande fysiska och virtuella prov ger billigare och säkrare systemverifiering

13 MYSIM SYSIM tränings- simulatorer provledare utvecklare piloter tekniker CAD-ingenjör systemingenjör apparatingenjör realtids- modell specifikation mjukvara specifikation apparater specifikation flygprov specifikation riggprov flygprov inbyggd kod SYSTEM- MODELL skrov & installation laster & hållfasthet provingenjörer mjukvaruingenjör systemintegratör beräkningsingenjör simulatorutvecklare systemsimuleringsingenjör systemsäkerhetsingenjör

14 VERKTYGSVAL KRAV långsiktighet användarvänlighet skalbarhet anpassning till utvecklingsprocessen synliggöra ekvationerna som används flexibla modeller (map syfte) versionskontroll robust FÄLLOR kodgeneratorer plattformsberoende licensavtal + jurister många projekt drar nytta av resultatet  ingen vill betala

15 LUFTSYSTEM (ECS) Språk: Modelica Verktyg: Dymola

16 MODELLERAD REGLERLOGIK Verktyg: Simulink, Stateflow

17

18 Vad är en systemmodell? Modellen är i 1D och byggd av komponentmodeller Varje komponentmodell beskriver en komponent av systemet: • ventil, • pump, • rör, • sensor, • värmeväxlare, • RAMMkanal, • vattenseparator, • reservoar, • kablage... Fundamentala fysikaliska ekvationer i varje komponentmodell: • jämviktsekvationer • kontinuitetsekvationer • gaslagen • friktionsförlustekvationer • Ohms lag… Typiska tillstånd: • tryck, • temperatur, • flöde, • fukthalt, • spänning, • ström…

19 Modellera ett rör – olika modelleringsnivåer q Kc t q V m q1q1 q2q2 t q 63% t = C/Kc Kc Statiskt: Resistans q = Kc (p 1 -p 2 ) 0.5 t p1p1 p2p2 Dynamiskt: Distribuerad volym (1-D CFD) Resistans + massans bevarande + rörelsemängdens bevarande + energins bevarande Ökande noggrannhet och bandbredd Inklusive temperatur V q t Dynamiskt: Lumpat rör V m V m V m V m p1p1 p2p2 Statiskt: q 1 =q 2 and p 1 =p 2 q1q1 q2q2 Dynamiskt: Lumpad volym: Kapacitans med/utan resistans C= V/β = (q 1 -q 2 ) / p (massans bevarande). Dynamiskt: Lumpad volym och massa med/utan resistans Resistans +Kapacitans + Induktans (L) L = (ρ*V) / A 2 = (p 1 -p 2 ) / q (rörelsemängdens bevarande).

20 Signalbaserad modellering (Simulink, MatrixX, etc) – systemekvationer Signalbaserad eller power port strategi p Volym Diff ekv Ventil Alg ekv q 00 q 1 p 1 q 2 p 2 q 0 q 1 p 1 p 2 VolymVentil Power port modellering (EASY5, HOPSAN, Dymola, etc) – systemscheman. • Naturlig objektorientering. • Ingen fixerad kausalitet • Många fysiska signaler överförda i varje linje q 2 p 0

21 Parameterosäkerhet ventilarea, tryckfallskoefficient… Modellstrukturosäkerhet modelleringsnivå, okända faktorer Hur påverkas simuleringsresultat? valideringsmetodik i komplexa olinjära modeller Kan man rikta prov till det som ger mest nytta för minskning av risker (säkerhet, projekt, …)? BESKRIVA MODELLOSÄKERHET brist på information statistiska variationer

22 HELHETSBILD Fortsätta bygga helhetsbilden av en modellbaserad utvecklingsprocess Identifiera och åtgärda brister – ge sammanhängande metodik Stötta utvecklingen mot fler användare – identifiera aktörer och deras behov M u y M u y

23 KOMPETENSSPRIDNING Informationsspridning • MBSE-kurser för systemingenjörer (basnivå) • MBSE-forum för OTTODG / OTTOFG / OTTODYM • konferensbidrag • seminarier efter konferenser Daglig problemlösning i gruppen • Scrum-team  aktuella problem och lösningar tas upp flera gånger i veckan • ”vi hjälper varann”-anda • ”extreme programming” – parprogrammering används vid extra besvärliga eller helt nya typer av problem Forskning och metodikutveckling • förstudier / lärling / engineering portal-sidor för ny metodik • OTTODG ofta ”först ut” i projekt pga långa ledtider  påverkar dokumenterad metodik, t ex för GripenCore • forskningsprojekt, t ex Crescendo, NFFP, CleanSky, med syfte att lära och sprida kunskap • industrihandledare för doktorander • dialog med verktygsleverantörer


Ladda ner ppt "Model Based Systems Engineering for Aircraft Systems – Mindset for Change Ingela Lind 19 oktober 2010."

Liknande presentationer


Google-annonser