Engineering of complex avionics systems simulations using a model based approach

Engineering of complex avionics systems simulations using a model based approach

모델 기반 접근 방식을 사용하여 복잡한 항공 전자 시스템 시뮬레이션 기술

Patrice THEBAULT, Thierry SUQUET, Michael DUFFY 

Airbus Operation S.A.S

※간단히 설명하면, 모델 기반 설계(Model-Based Design) 방식이란 설계하고자 하는 시스템의 명세서(Specification)로 부터 시스템 구성과 알고리즘을 고안한 후, 이에 따라 자동설계도구를 기반으로 모델링(Modeling)과 시뮬레이션(Simulation)을 수행하고, 반복적인 테스팅(Trial and Error)를 통하여 모델을 최적화한 후에, 이를 바로 구현(Implementation)이 가능하도록 하는 것이다. 즉, 개발자가 손을 대야 할 부분은 모델의 최적화 까지의 단계이고, 그 후의 구현 단계는 자동설계도구가 알아서 해준다는 개념이다

※Verification 잘 만들고 있는거지 ? Validation 잘 만든거 맞지?

Abstract

항공 시스템의 급격한 복잡도 상승으로 인해 시스템 개발 전과정에서 시뮬레아션을 사용 필요하다. 이것은 서비스의 성숙성에 중요한 요소가 된다. 하지만 시뮬레이션 자체가 복잡한 시스템이다. 개발에 다양한 기술의 높은 수준으로 협동이 필요하다. ( IT, Plant modeling, control, Embedded software, etc) 따라서 필요한 시간에 필요한 수준의 시뮬레이션 기능을 갖는것은 항상 도전과제가 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서,  the INtegrated SImulation into Design project (INSIDE) 라는 단체가 2009년에 조직되었다. 이 조직은 simulation architecture 와 simulation model components을 정의헸다. 

접근 방법은 architecture definition를 지원하기 위해 시스템 모델링 언어 SysML을 사용한 모델 기반 설계를 한다. 

본 논문은 문제점을 정의하고 해결책을 제시한다.

1. Introduction

시뮬레이션 목적의 목적

Requirements validation

Design Verification

Product Verification

The Airbus Simulation Model (ASM)

이 표준은 에어 버스 시뮬레이션 플랫폼에서 시뮬레이션 구성 요소의 교환 및 재사용을 지원하기 위해 2000 년 초에 발행했다.

Statement of problem 

시뮬레이션은 개발 단계의 변경에 따라 계속 업데이트 되어야 한다. 

INSIDE의 목적은 시뮬레이션 플랫폼 팀에서 시뮬레이션 응용 프로그램 제공 업체와 독립에 실제 자율성을 가능하게하는 솔루션을 제공하는 것입니다.

3. MDE approach to support simulation application development 

위 설명과 같이 많은 역할들이 협업해서 시뮬레이션 에플리케이션을 만들게 된다 따라서 우리는 커뮤니케이션을을 위한 공유된 언어가 필요하다. 

SysML은 R&T 에어버스 프로젝트 언어로 사용되었다,. 이 언어의 기여는 복잡한 시뮬레이션 애플리케이션을 효율적으로 나타 내며 기존 형식과 호화닝 가능하다. 첫 번째로  시뮬레이션 애플리케이션 구조의 완전한 디자인을 형식화 하기 위한 컨샙에 대하여 설명한다. 

Simulation application domain model 

ASM의 구성요소는 두가지로 구성되어 있다.

“PackageOfModels" 컴퍼넌트는 시뮬레이션 애플리케이션의 아키텍쳐를 지원하기 위해 추가 되었다. 그리고 시뮬레이션 애플리케이션을 캡슐화 하여 설명한다.

"SimulationDataBus" 컴퍼넌트는 서로다른 ASM의 연결을 표현한다.

각각의 시뮬레이션 컴퍼넌트는 특징화 되어 있다. (characterized) by 정의나 구현으로 SimulationComponent의 개념은 개발 프로세스 전반에 걸쳐 이러한 속성을 다시 도입되었다. 각 SimulationComponent는 SCDefinition이 포함되었다 이것은 컴포넌트를 두가지 관점에서 명세한것을 가지고 있다. : 논리적인 정의와 물리적인 정의이다. 이미 다른 프로젝트에서 제안된것이다. 
논리적 정의는 논리적 정의는 시뮬레이션 구성 요소는 여러 개의 하위 시뮬레이션 구성 요소로 분해하고 그들이 어떻게 서로 연결하는 방법을 설명하는 데 사용됩니다.

물리적 정의는 구체적인 구현과 구성 요소의 정의를 연결할 수 있습니다. 예를 들면 ASM을 씨언어나 시무링크나 스카드로 구현하더라도 최종 기술적선택은 물리적 정의 기술 문서에 정의된것을 따라야한다.