Inżynieria systemowa oparta na modelach usprawnia procesy planowania, dokumentowania i niezawodności projektu

Inżynieria systemów charakteryzuje się koniecznością myślenia hierarchicznego, z procesami planowania, które wymagają opracowania głównych i podsystemów o zróżnicowanych szczegółach etapów tworzenia, od pierwszego opisu funkcjonalnego do ostatniego elementu okablowania. Planowanie systemu i dokumentacja często angażują różnych specjalistów, oferując szereg różnych narzędzi do dopasowania. Głównym wyzwaniem w tym zakresie jest zatem utrzymanie kontroli nad całym obrazem, przy jednoczesnym zapewnieniu całkowitej spójności wszystkich drobiazgów.

Podejście top-down do inżynierii systemów ma zwykle zastosowanie w przypadku złożonych, wysokobudżetowych systemów o wysokich wymaganiach w zakresie technologii, bezpieczeństwa i ochrony. Dotyczy to zarówno systemów kompaktowych, takich jak urządzenia do rezonansu magnetycznego, jak i systemów ATM, ale także - i przede wszystkim - przemysłu lotniczego i obronnego.

Podbój przestworzy, a potem przestrzeni, zawsze był ściśle związany z wizjami przyszłości i słynnym stereotypem o myśleniu nieszablonowym. Tym bardziej zaskakujące jest to, że planowanie stojące za najnowszą technologią satelitarną i kosmiczną, choćby dalekosiężną, powinno nadal opierać się częściowo na papierowych dokumentach i brukowanych arkuszach kalkulacyjnych. Wyniki są często przekazywane ręcznie, aczkolwiek za pomocą elektronicznych interfejsów w najlepszych przypadkach, ale zawsze przy wysiłku administracyjnym i wydatkach.

Nawet dokumenty cyfrowe są często tylko listami lub grafikami wspomaganymi komputerowo, bez logiki i szczegółowych informacji. W ten sposób Georg Hiebl, menedżer produktu w dziale Mobility programowania Aucotec, odnosi się do znanego terminu WYSIWYG ("To co widzisz jest tym co dostajesz").

Firma Aucotec AG opracowała zatem system skoncentrowany na bazie danych z architekturą wielopoziomową. Jest przeznaczony do jednoczesnych, wielodyscyplinarnych i indywidualnie ustrukturyzowanych zadań inżynierskich, a także w celu zaspokojenia hierarchicznych potrzeb zasady top-down, w jasny i spójny sposób.

"Dzięki temu możemy skoncentrować się na najcenniejszym atucie inżynierii: danych, a nie dokumentach" - dodaje Hiebl.

Platforma Engineering Base (EB) jest owocem 30-letniego doświadczenia. Dokument w tym scenariuszu, czy to lista czy grafika, jest tylko jednym z możliwych sposobów reprezentacji informacji przechowywanych w centralnym modelu danych. Jest to znacznie więcej niż się wydaje, ponieważ wszystkie dane podstawowe dotyczące przedmiotowych obiektów są dostępne za pośrednictwem tych dokumentów, w tym elementy niewidoczne, takie jak okablowanie i niektóre inne detale.

Inżynieria systemów jest konwencjonalnie podzielona na cztery obszary. Rozpoczynają się one definicją systemów i podsystemów, przed przystąpieniem do projektowania infrastruktury, a następnie określeniem informacji o okablowaniu i wreszcie szczegółowym projektem okablowania fizycznego. Podejście EB opiera się na informacjach dla każdego obszaru na danych już uzyskanych w hierarchicznym łańcuchu, więc nie ma potrzeby powielania wysiłków. Pominięto również nieporozumienia i długie procedury wzajemnego połączenia wysiłków różnych zaangażowanych dziedzin. Dotyczy to zarówno aspektów związanych z informacją, jak i aspektów fizycznych, ponieważ dwukierunkowe link online utrzymuje wzajemnie zgodność światów 2D i 3D.

"Dlatego EB w wyjątkowy sposób zapewnia spójność i jakość, jednocześnie tworząc ‘cyfrowy bliźniak’ fizycznej wiązki przewodów systemu. Wszystko, począwszy od wstępnego planowania aż do szczegółów danego okablowania, jest objęte cyfrowym modelem bazy danych udostępnionym do przeglądania i dalszej edycji - wszystkim zaangażowanym na każdym poziomie hierarchii", wyjaśnia kierownik produktu. Umożliwia to równoległe wykonywanie zadań związanych z projektem w różnych dziedzinach, bez fałszywych wpisów, nakładania się procesów i irytacji, które tradycyjnie mogą wiązać się z takim procesem. Wszystkie elementy logiczne, od prostych schematów liniowych po szczegółowe wykresy połączeń, są teraz użyteczne, z pełną i dokładną zdolnością do wskazywania każdej pojedynczej wtyczki i przewodu. EB pozostawia użytkownikom swobodę decydowania o tym, czy chcą pracować wyłącznie z grafiką, alfanumerycznie, czy z kombinacją tych dwóch elementów.

Cały system można utworzyć przy użyciu przejrzystych, niezależnych podprojektów. Po utworzeniu elementu można go wykorzystać w dalszych szczegółowych pracach w innej podjednostce lub nawet wykorzystać jako szablon dla nowego projektu.

Automatyczne wykrywanie błędów na wczesnym etapie gwarantuje wysoką jakość danych, dzięki czemu dane są dokładne w celu niezawodnego i terminowego planowania. Inżynier mechanik może na przykład użyć informacji 2D w systemie elektrycznym, aby zapobiec kolizjom fizycznym związanym z wiązką przewodów, a ostrzeżenie generowane w górnej części schematu blokowego w odniesieniu do kluczowych zmian pomaga również utrzymać spójność danych projektowych w dalszej linii . Indywidualnie konfigurowalny system śledzenia danych zapewnia również przegląd wszystkich wprowadzonych zmian, ponieważ wspiera zarówno interdyscyplinarny, równoczesny proces dla wielu użytkowników, jak i weryfikację specyfikacji zewnętrznych dostawców.

Już są użytkownicy platformy w sektorze lotniczym, którzy przeskoczyli od myślenia w kategoriach dyskretnych dokumentów do podejścia skoncentrowanego na danych. Aucotec zorganizował “Aerospace Technology Day” w styczniu 2017 r., Podczas którego eksperci z Airbus Defense & Space, OHB System AG, Thales Alenia Space i Sysberry opisali, w jaki sposób wykorzystują EB, aby opanować coraz bardziej złożone wyzwania inżynierii systemów w kontekst projektowania układu okablowania.

Wszyscy oni są zobowiązani do obsługi ogromnej ilości danych, a także wszyscy zgodzili się, że system bazujący na EB jest niezbędnym warunkiem wstępnym, jeśli chodzi o zaspokajanie potrzeby inżynierii systemów w zakresie podejścia top-down i większej wydajności.

“Tylko jeden model danych otwarty dla wszystkich zaangażowanych stron pozwala na równoczesną, opartą na współpracy inżynierię między dziedzinami i lokalizacjami zawartymi w granicach różnych systemów, powiedział Georg Hiebl. “Oznacza to, że zmiany teraz muszą być zastosowane tylko raz”. Otwartość EB pozwala na ścisłe powiązanie danych 3D z ERP i innymi zewnętrznymi systemami z odpowiednimi procesami inżynierskimi.

Wielkie, praktyczne zalety, na które powołują się eksperci branży lotniczej, obejmują na przykład elastyczność i niezwykłą zdolność przystosowania się do EB, dzięki czemu inżynierowie nie są już zmuszani do podporządkowywania swojego przepływu pracy ograniczeniom określonego systemu. Znacznie zmniejsza również liczbę interfejsów i transferów danych, w szczególności tych wykonywanych ręcznie, które z kolei są redukowane dzięki wykorzystaniu automatycznie generowanych schematów połączeń. W podobny sposób i na końcu, znaczna oszczędność czasu i większa efektywność, jaką można uzyskać w zakresie projektowania, od pierwszego schematu blokowego do wyników końcowych danych produkcyjnych i nie tylko dla satelitów i systemów lotniczych.