Model Tabanlı Sistem Mühendisliği
Karmaşık sistemleri tasarlayın, analiz edin, simüle edin ve test edin.
- Giriş
- MATLAB&Simulink
- Uygulama Alanları
- Model Tabanlı Tasarım
- Model Tabanlı Sistem Mühendisliği
Mühendisler, sistem karmaşıklığını yönetmek, iletişimi geliştirmek ve optimize edilmiş sistemler üretmek için model tabanlı sistem mühendisliğini (MBSE) kullanır. Başarılı bir MBSE uygulaması, paydaş ihtiyaçlarının sistem tasarım gereksinimlerine ve mimari modellere dönüştürülmesini gerektirir; bu da sezgisel sistem tanımlamaları oluşturmayı mümkün kılar.
MATLAB, Simulink, System Composer ve Requirements Toolbox, ayrıntılı uygulama modelleriyle sorunsuz şekilde bağlantı kurabilen açıklayıcı mimari modeller oluşturmak için tek bir ortam sunar. Bu bağlantılı ortam, mimari ve tasarım dünyaları arasındaki tüm öğelerin senkronize kalmasını sağlar. Sistem mühendisleri, sistem gereksinimleri, mimari modeller, uygulama modelleri ve gömülü yazılımlar arasında gezinmek için dijital bir izleme hattı oluşturabilir.
MATLAB, Simulink, System Composer ve Requirements Toolbox ile şunları yapabilirsiniz:
- Yapı, davranış ve görünümler üzerinden sistemi tanımlamak için mimari modeller oluşturabilirsiniz
- Etki ve kapsama analizlerini mümkün kılan sistem gereksinimlerini yakalayabilir ve yönetebilirsiniz
- Sistem mimarilerini optimize etmek için karşılaştırmalı çalışmalar (trade study) gerçekleştirebilir, özel model görünümleriyle mimarileri analiz edebilirsiniz
- Yazılım, hizmet odaklı ve AUTOSAR mimarileri oluşturabilirsiniz
- Mimari modelleri, Simulink, Stateflow ve Simscape içinde Model Tabanlı Tasarım, FMU’lar ve kod kullanarak oluşturulan ayrıntılı bileşen tasarımlarına bağlayabilirsiniz
- Simülasyon tabanlı testlerle gereksinimleri doğrulayabilir ve sistem mimarilerini doğrulayabilirsiniz
Mimari Modelleri Geliştirin
System Composer kullanarak, bileşen, port ve bağlantı modelleme yaklaşımını kullanarak mimarilerin hiyerarşik sistemlerini sezgisel olarak çizin. Bileşenler arasında değiştirilen bilgilerin veri tipleri, boyutlar ve birimler gibi uyumlu özelliklere sahip olmasını garanti etmek için arayüzler oluşturabilirsiniz.
İhtiyaçlarınıza uygun ayrıntı seviyesinde çalışın ve ilerledikçe daha fazla spesifik ekleyin. Birden çok alt sistemden oluşan karmaşık sistemlerin yüksek seviyeli bir genel görünümüyle başlayın, davranış diyagramları kullanarak ayrıntılı sistem aktivitelerine odaklanın veya aradaki herhangi bir detay seviyesini seçebilirsiniz.
SysML, AUTOSAR (ARXML), Capella ve diğer mimari tasarımları üçüncü taraf araçlardan içe aktararak MATLAB ve Simulink ile sorunsuz bir entegrasyon sağlayın. İletişim değişikliklerini aktarmak için tasarımları gerektiği şekilde dışa aktarın. Mevcut tasarım öğelerini ve arayüz kontrol belgelerini (ICD’ler) dışa aktarmak için bir MATLAB API’si aracılığıyla dış depo ve dosyaları içe aktararak yeniden kullanabilirsiniz. Ayrıca, mevcut Simulink sistem modellerinden mimari modeller çıkarabilirsiniz.
Sistem gereksinimlerini mimari modellere bağlayarak gereksinim izlenebilirliği oluşturun ve gereksinim kapsama analizi veya etki analizi yapabilirsiniz.
Sistem Gereksinimlerini Yönetme
Mimari modeller geliştirirken, Requirements Toolbox kullanarak sistem gereksinimlerini doğrudan yakalayın, görüntüleyin ve yönetin. Sistem gereksinimlerini farklı mimari öğelere bağlayarak, gereksinim izlenebilirliği için dijital bir iz oluşturun ve gereksinim kapsama analizi yapabilirsiniz. Bağlantılı gereksinimler, revizyon geçmişini koruyarak etki analizi yapmanıza ve değişiklikleri aşağı akış ekiplerine iletmenize olanak tanır.
Analiz ve test için diğer MATLAB ve Simulink ürünlerini kullanabilirsiniz. Simulink Fault Analyzer, simülasyon kullanarak sistematik hata etkisi ve güvenlik analizi yapmanıza olanak tanır. Simulink Coverage, modellerde ve üretilen kodda test kapsamını ölçen model ve kod kapsama analizi yapar.

Paydaş ihtiyaçlarını sistem gereksinimlerine dönüştürme süreci ve bu sürecin detaylı gereksinimlere ulaşması.
Daha Fazlasını Keşfedin
Requirements Toolbox Nedir? (2:25)
MATLAB’da Gereksinim İzlenebilirliğini Analiz Etmenin Üç Yolu (4:31)

Mimari karmaşıklığı yönetmek ve farklı paydaşlarla iletişim kurmak için özel görünümler oluşturun.
Takas Analizleri Gerçekleştirin ve Mimari Görünümleriyle Analiz Edin
Mimari modellerinizi, boyut, ağırlık, güç veya maliyet gibi alanlara özgü tasarım verileriyle zenginleştirmek için stereotipler kullanabilirsiniz. İlgili stereotipleri profiller halinde gruplayarak mimariniz genelinde uygulayabilir veya farklı mimarilerde tekrar kullanabilirsiniz. Mimari karmaşıklığı yönetmek için özel görünümler oluşturarak ilgilenilen bileşenleri izole edebilir, mimarinin belirli bir bölümünü düzenleyebilir veya belirli analiz çalışmalarını kolaylaştırabilirsiniz. System Composer, sistem bilgileri ve işlem akışlarının analizine yardımcı olmak için davranış diyagramlarının oluşturulmasına ve yürütülmesine olanak tanır.
MATLAB kullanarak mimariniz üzerinde doğrudan analizler ve takas çalışmaları gerçekleştirebilirsiniz. Örnek analizler:
- Çok Disiplinli Tasarım Analizi ve Optimizasyonu (MDAO)
- Alt seviyeden üst seviyeye toplama veya üst seviyeden alt seviyeye tahsis (boyut, ağırlık, güç, maliyet vb.)
- Ağ veya akış analizi (uçtan uca gecikme, en kısa yol, malzeme akışı vb.)
- MATLAB (veya Python®) ile özel analizler
- Takas analizleri (en uygun çözümün belirlenmesi)
Yazılım Mimarileri Oluşturun
System Composer’ı kullanarak, yazılım bileşenleri ve arayüz portları (istemci/sunucu portları dahil) ile bileşen-port-bağlayıcı yaklaşımıyla yazılım mimarileri ve servis odaklı mimariler (SOA) oluşturabilirsiniz.
- Sınıf Diyagramı Görüntüleyicisi ile yazılım bileşenlerinizi görüntüleyin ve düzenleyin
- Yazılım mimarisini, Simulink ve Stateflow’daki bileşen tasarımlarına bağlayın
- Simülasyonu çalıştırmadan önce yazılım mimarinizdeki işlevler için yürütme sırasını görselleştirin ve düzenleyin
- Tasarımınızı yinelemeli olarak geliştirerek gereksinimleri karşılayın
- Gömülü donanımlara, yüksek performanslı hesaplama platformlarına ve buluta dağıtmak üzere tasarımınız için otomatik olarak kod üretin
İstemci/sunucu portlarını kullanarak bilgi alışverişi yapan bileşenlerden oluşan bir yazılım mimarisi oluşturma.
Mimari modelleri Simulink ile bağlayarak sistem davranışını simüle edin ve mimari ile uygulama modellerinizin senkron kalmasını sağlayın.
Model Tabanlı Tasarımla Bağlantı Kurun
Model Tabanlı Tasarım sayesinde, Simulink ve Stateflow’daki ayrıntılı tasarım modelleriyle doğal olarak entegre olabilirsiniz. Simscape kullanarak çok alanlı fiziksel sistemleri modelleyip simüle edin. Geliştirme sürecinizi kolaylaştırmak için FMU ve C/C++ kodlarını içe aktarabilirsiniz.
Mimari bileşenlerden otomatik olarak Simulink ve Simscape modelleri oluşturmak için yukarıdan aşağıya bir iş akışı izleyebilir veya bir Simulink bileşen modelinden mimari bileşen oluşturabilirsiniz. Mimari modelleri Simulink davranış modelleri ile ilişkilendirerek, mimari ve uygulama modellerinizin senkron kalmasını sağlayabilir ve sistem davranışını simüle edebilirsiniz.
Daha Fazlasını Keşfedin
- Simulink Bileşenleri Nasıl Oluşturulur ve Bağlanır? (1:37)
- Simülasyon ve Model Tabanlı Tasarım
- Simulink Modellerinden Kompozisyonlar Nasıl Çıkarılır? (1:27)
Sistem Doğrulama ve Geçerlilik
Simülasyon, mimarileri keşfetmenizi, bileşen prototipleri oluşturmanızı ve bileşen spesifikasyonları yaratmanızı sağlar, aynı zamanda MBSE sürecinin erken aşamalarında sistem davranışlarını anlamanızı ve iyileştirmenizi sağlar. Büyük ve karmaşık sistemler için bunu ölçeklendirmek amacıyla, gereksinimleri doğrulamak ve sistem davranışlarını iteratif olarak doğrulamak için test kümelerini kullanarak doğrulama sürecini otomatikleştirebilirsiniz.
Sistem seviyesinde testler tanımlayarak, gereksinimlerin doğruluğunu ve tutarlılığını, aşağıda yer alan uygulama ekipleri tarafından kullanılmak üzere sağlarsınız. Karmaşık, zaman bağımlı sinyal mantığına sahip gereksinimleri, tasarımları hata ayıklamak ve tutarsızlıkları tespit etmek için açık, tanımlı anlamlarla değerlendirmelere dönüştürebilirsiniz.
Simulink Fault Analyzer, simülasyon kullanarak sistematik hata etkisi ve güvenlik analizlerini, örneğin Hata Türleri ve Etkileri Analizi (FMEA), gerçekleştirmenizi sağlar. Model doğrulaması ve geçerliliğinden sonra, Simulink Check, IEC Sertifikasyon Kiti ve DO Yeterlilik Kiti gibi araçlar ve MathWorks Danışmanlık, DO-178, ARP-4754, ISO-26262 ve daha fazlası için sertifikasyon iş akışlarınızı hızlandırabilir.
Modeller ve simülasyonlardan tasarımlar oluşturabilir ve raporları otomatik olarak üretin, bu sayede paydaşlar ve düzenleyicilerle etkili bir şekilde iletişim kurarak diğer MBSE görevleri için zaman kazanabilirsiniz.
Başarı tasarımlarını hata ayıklamak ve tutarsız gereksinimleri tespit etmek için sistem doğrulaması yapın.
Daha Fazlasını Keşfedin
- Simülasyon ve Resmi Yöntemlerle Gereksinim Doğrulaması
- Model Tabanlı Tasarımla Çevik Davranış Tabanlı ve Test Tabanlı Geliştirme
- ARP-4754 İçin Model Tabanlı Tasarım Kullanımı
- Düzenleme Yaparken Sistem ve Yazılım Mimarisi Kılavuzu Hatalarını Bulun (3:32)
- Simulink Fault Analyzer Temelleri – Video Serisi
- FMEA Nedir? (5:50)
Örnekler
- Helikopter Uçuş Kontrolü: DO-178C ve DO-331 için Model Tabanlı Tasarım Örneği
- Otoyol Şerit Takip Örneğini Keşfedin
- Hata Davranışlarını Tanımlayın
- Güvenlik Analizi Yöneticisi Bağlantı Bilgilerini Excel’e Aktarın
- Uçak Elevator Kontrol Sistemi’nde Hata Tespiti Mantığını Doğrulayın
- Depo Robotunda Hata Hassasiyeti Çalışması Yapın