系统设计

在本教程的这一部分,我们将探讨在 Requirements Portal 中设计系统的一个典型用例。该过程包括创建系统的数字模型及其分解结构、计算性能参数、进行权衡研究并做出设计决策。

配置 Valitypes

Valitypes 可确保你创建的每个新块都已包含某种类型的 vali,并带有默认公式和单位(例如质量、功耗等)。我们需要确保存在正确的 valitypes。

  1. 点击右上角的  图标,并从出现的菜单中选择 Settings。在打开的页面中,在左侧窗格选择 Valitypes 条目以查看所有现有的 valitypes。 

  2. 确保 valitypes MassPowerConsumption 存在。如果不存在,请点击页面右下角的  按钮添加,并创建这些名称的 valitypes。

  3. PowerConsumption valitype 的单位可能是 kW 或 W。如果单位是 kW,请双击该单元格并将 kW 编辑为 W。另外,在本教程中,我们将使用以克为单位的块质量属性;你也可以选择保留 kg 或 g 作为单位。

  4. 为 valitypes MassPowerConsumption 启用 add by default 属性。双击其中一个 valitype 对应的单元格,并从出现的菜单中选择 True,然后对另一个 valitype 执行相同操作。 在本教程后续创建的每个新块中,这些 valitypes 都会被自动添加。

    请注意,该属性是用户设置,也就是说,这不会影响其他用户将哪些 valitypes 勾选为默认。

soc()valitype 值中的 表示“子项求和(sum of children)”,并确保默认情况下,该 vali 会在系统分解结构中对同类型的 valis 进行累加。

向项目添加系统

让我们开始构建你的风扇!每个产品都可以像树一样分解为子系统。分层系统树是 Requirements Portal 的核心功能之一。

在 Blocks 模块中,你可以创建并访问系统树,其中包含所有系统和子系统,以及技术参数(valis)。

  1. 在左侧项目树中点击 Blocks 条目,进入 Blocks 模块。

  2. 默认情况下,项目会包含一个以项目命名的块(在我们的例子中为 Valifan)。在项目树中右键点击该条目并选择 Add Block 命令。在弹出的 Create new block 窗口中,在 Name 字段输入 Propeller 并点击 。展开 Valifan 块,即可在导航树中看到新的子块。

     
  3. 同样地,为 Valifan 块创建以下子块: Motor、 Speed_Controller 和 Structure

    • Create new block 窗口中,你可以点击  按钮选项,在不离开该窗口的情况下创建多个块。

    • 你可以在树中拖放块以更改其层级。

更改技术参数(Valis)

在 Requirements Portal 中, Valis 是包含工程数值的技术参数。Valis 具有公式、数值、历史记录等属性。现在就为你的 valis 添加数值吧!

  1. 在导航窗格中选择 Valifan 块。 点击左上角的  按钮打开 Create Property 窗口。在该窗口中,确保打开 Vali 选项卡,并在 Name 字段的下拉列表中选择 Mass valitype。其他字段保持默认值,然后点击 

  2. 同样地,再添加一个 PowerConsumption valitype 的 vali。创建的 valis 将显示在 Valifan 块的 Properties 视图中。

    如果你希望查看 valis 的更多信息和属性,可以点击 vali 名称。这会打开该 vali 的详情页面,你也可以在其中编辑公式。本教程中,我们只在列表视图中更改数值。

  3. Valifan 块中新创建的子块已经包含 valis Mass 和 PowerConsumption (因为在 valitype 设置中,这些 valis 被配置为默认添加)。 现在,在每个子块中更改这些 valis 的数值。操作方法:选择一个子块,在 Value 列中双击对应单元格。输入以下数值:

    • MotorMass = 110gPowerConsumption = 1W

    • PropellerMass = 30gPowerConsumption = 0W (请确保输入 0W 而不是 soc()

    • Speed_ControllerMass = 15gPowerConsumption = 0.1W

    • StructureMass = 80gPowerConsumption = 0W (请确保输入 0W 而不是 soc()

    • 输入 Value 属性时,必须同时包含数值及其单位,例如 110g

    • Display Unit 列中,你可以指定希望以何种单位显示该数值。因此,如果最初以 110g 输入数值,并将 Display Unit 设置为 kg,计算引擎会将其换算并显示为 0.11kg

    • 进行计算时,计算引擎使用 Value 字段中提供的单位。如果你希望以不同格式显示单位(例如磅 lbs),计算引擎会相应换算显示单位。了解更多关于计算引擎使用的 list of units

    • 请务必使用点号(.)作为数值的小数分隔符。

    下面展示了向 Motor 子块添加数值的示例。

  4. 导航到 Valifan 块,并注意其总 Mass 已自动计算为 235 g(或 0.235 kg),其总 PowerConsumption 已计算为 1.1 W。

添加新的 Vali

在前面的步骤中,我们展示了如何添加 valitypes。但 valis(属性)并不局限于质量和功耗。你可以为块添加不同的属性。在 Requirements Portal 中,你可以创建新的 vali,它可以是带单位或不带单位的数字;也可以是矩阵、textvali(例如材料)、datevali(例如购买日期)以及数据集(二维)。你可以在任何字段中使用 $ 符号在公式里引用 valis。

在接下来的步骤中,我们将添加螺旋桨效率和输出功率。

  1. 导航到 Propeller 块,点击左上角的  按钮打开 Create Property 窗口。在该窗口中,确保打开 Vali 选项卡,并在 Name 字段输入 Efficiency,在 Formula and unit 字段输入 0.85 。将 Display Unit 字段留空,然后点击 

  2. 同样地,再添加一个名为 power_delivered 的 vali,并将公式设置为 $Motor.PowerConsumption*$Propeller.efficiency。当你在 Formula and unit 字段中输入 $ 符号时,会出现一个下拉列表,你可以从中选择所需项。 Display Unit 字段留空(正确单位 W 将根据计算自动分配),然后点击 

    你也可以在公式或分析中通过输入 $ 并从下拉列表中选择 show other projects 来引用其他项目中的 vali。

    Propeller 块的 valis 现在应如下所示。

  3. 点击 power_delivered vali 的名称可打开包含更多信息和属性的详情页面。 在这里,你可以看到 FormulaPropertiesInfoConnected CopiesActions,并可访问该 vali 的 History

细化设计

所有使用公式 soc()(子项求和,Sum of Children)的 valis,都有一个关联的预算表和图表,可在 vali 信息中查看。

  1. 导航到 Valifan 块,并点击 Mass vali 名称以打开其详细信息。

  2. 点击顶部的 Budget 控件以 查看风扇总质量的分解。 你可以通过点击块名称左侧的箭头来显示某个块的子项。

  3. 点击 Breakdown Chart 控件以查看风扇总质量的分解。饼图显示的是紧邻下一层子系统的质量分解。

使用裕量(Margins)

在开发早期阶段,你通常无法确定任何属性的精确值。因此,为数值添加裕量会很有帮助。Requirements Portal 会将这种不确定性传播到你的所有计算中(线性不确定性传播)。

例如,你可能不知道质量的最终值。在大多数情况下,最终质量会高于预期。对于这些情况,你可以为你的 vali 添加安全裕量。使用该裕量后,Requirements Portal 会自动为你的 vali 计算最坏情况(worst-case)。我们以螺旋桨质量为例来操作。

  1. 导航到 Propeller 块,并使用右侧的 Columns 控件在表格中启用 Margin +Margin - 列的可见性。

  2. Mass vali 的 Margin + 列中,输入 10(表示 10% 的 margin+)。

  3. 点击 Mass vali 的名称以打开其详细视图。由于 10% 的 margin+,Worst Case 值将显示为 33g | 30g 。

  4. 基于在 Propeller 块上定义的裕量,Requirements Portal 会自动更新更高层级的裕量和最坏情况。导航到 Valifan 块并打开其 Mass vali 的详细视图。如你所见, 风扇的质量现在具有总裕量 +1.28%,最坏情况为 238g | 235g

为自定义需求添加标签(Tags)

标签是一种面向团队特定需求的多用途工具。你可以用它们来标记 valis 和块。可用于指示:

  • 数值的可靠性(例如 assumption/calculated/measured)。

  • 团队成员的行动项(例如 review: Tom/approval: Christine)。

  • 任何其他标记或分组。

  1. 导航到 Motor 块。

  2. 双击 Mass vali 在 Tags 列中的单元格,输入 measurement 并按 Enter 以添加标签。

  • 表格可以按特定标签进行筛选。将光标悬停在 Tags 列标题上,点击  图标,然后在弹出的窗口中点击  图标以访问筛选选项。

  • 你可以在设置( » Settings » Tags)中更改标签颜色。

将块链接到需求

Main page: 适用的块(Applicable Blocks)

现在你已经有了基本的系统结构,让我们在 Valifan 系统与来自 Fan_Specs 规范的需求之间建立连接。这会在系统设计与需求之间创建直接链接。

  1. 导航到 Fan_Specs 规范(在项目树中展开 Requirements 条目并点击 Fan_Specs 条目)。

  2. 勾选 Identifier 列标题左侧的复选框,以选择该规范内的所有需求。

  3. 在 Applicable Block 列的某个单元格内双击,从下拉列表中选择 Valifan,并确认批量更新。

     
  • 你可以通过将光标悬停在 Applicable Block 列中的条目上并点击  按钮 (),在 Blocks Module 中快速导航到已链接的系统。

  • 你可以在 Blocks Module 中通过点击 vali 表上方的 Requirements 控件()来查看链接到某个系统的需求。

  • 每当你创建一个需求时,它会自动链接到当前选中的系统。

现在,当产品的需求以及产品本身都已定义完成后,让我们验证系统

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