システムの設計

このチュートリアルのこのパートでは、Requirements Portal 内でシステムを設計する典型的なユースケースを見ていきます。このプロセスには、システムのデジタルモデルと構成分解の作成、性能パラメータの計算、トレードオフ検討の実施、そして設計判断が含まれます。

Valitype の設定

Valitype を設定すると、新しく作成する各ブロックに、既定の数式と単位を持つ特定タイプの vali（例：質量、消費電力など）があらかじめ含まれるようになります。まず、適切な valitype が存在していることを確認する必要があります。

1. 右上の  アイコンをクリックし、表示されるメニューから Settings を選択します。開いたページで、左側ペインの Valitypes エントリを選択すると、既存の valitype をすべて確認できます。 

   

2. valitype Mass と PowerConsumption が存在することを確認してください。存在しない場合は、ページ右下の  ボタンをクリックし、これらの名前で valitype を追加します。

3. PowerConsumption valitype の単位は kW または W になっている場合があります。単位が kW の場合は、そのセルをダブルクリックして kW を W に編集してください。また、このチュートリアルではブロックの mass プロパティをグラムで使用します。単位を kg のままにするか g にするかは任意です。

4. valitype Mass と PowerConsumption について、add by default プロパティを有効にしてください。これらの valitype のいずれかのセルをダブルクリックし、表示されるメニューから True を選択して、もう一方の valitype に対しても同じ操作を行います。 これらの valitype は、このチュートリアルの後半で新しく作成するすべてのブロックに自動的に追加されます。

   なお、このプロパティはユーザー設定です。つまり、他のユーザーがどの valitype をデフォルトとしてチェックしているかには影響しません。

   

プロジェクトへのシステムの追加

それでは、ファンの構築を始めましょう。あらゆる製品は、ツリー構造のようにサブシステムへ分解できます。この階層型システムツリーは Requirements Portal の中核機能の 1 つです。

Blocks Module では、システムツリーを作成してアクセスできます。このツリーには、技術パラメータ（vali）を含むすべてのシステムおよびサブシステムが含まれます。

1. ページ左上のパンくずリスト行にある Valifan をクリックしてプロジェクトに戻り、左側のプロジェクトツリーで Blocks エントリをクリックして Blocks Module に移動します。

2. デフォルトでは、プロジェクトにはプロジェクト名と同じ名前のブロックが含まれています（この例では Valifan）。プロジェクトツリー内のそのエントリを右クリックし、Create block コマンドを選択します。表示される Create new block ウィンドウの Name フィールドに Propeller と入力し、 をクリックします。Valifan ブロックを展開すると、ナビゲーションツリーに新しいサブブロックが表示されます。

   

   

    

3. 同様に、Valifan ブロックに対して次のサブブロックを作成します：Motor、Speed_Controller、Structure。

   • Create new block ウィンドウでは、  ボタンオプションをクリックすると、ウィンドウを閉じずに複数のブロックを作成できます。

   • ツリー内でブロックをドラッグ＆ドロップして、階層レベルを変更できます。

   

技術パラメータ（Vali）の変更

Requirements Portal では、Valis はエンジニアリング値を保持する技術パラメータです。Vali には、数式、値、履歴など多くのプロパティがあります。では、vali に値を追加していきましょう。

1. ナビゲーションペインで Valifan ブロックを選択します。左上の  ボタンをクリックして Create Property ウィンドウを開きます。このウィンドウで、Vali タブが開いていることを確認してください。Name フィールドに Mass と入力し始め、ドロップダウンから Mass valitype を選択します。他のフィールドはデフォルト値のままにして、 をクリックします。

   

2. 同様に、PowerConsumption valitype の vali をもう 1 つ追加します。作成した vali は、Valifan ブロックの Properties ビューに表示されます。

   

   vali の詳細情報や属性をさらに確認したい場合は、vali 名をクリックします。すると vali の詳細ページが開き、そこで数式を編集することもできます。このチュートリアルでは、リストビュー内で値だけを変更します。

3. Valifan ブロックの新しく作成されたサブブロックには、すでに vali Mass と PowerConsumption が含まれています（これらの vali は valitype 設定でデフォルト追加されるよう構成されているためです）。 次に、各サブブロックでこれらの vali の値を変更します。これを行うには、サブブロックを選択し、Value 列の該当セルをダブルクリックします。次の値を入力してください。

   • Motor: Mass = 110g, PowerConsumption = 1W

   • Propeller: Mass = 30g, PowerConsumption = 0W （soc() ではなく 0W を入力するよう注意してください）

   • Speed_Controller: Mass = 15g, PowerConsumption = 0.1W

   • Structure: Mass = 80g, PowerConsumption = 0W （soc() ではなく 0W を入力するよう注意してください）

   • Value プロパティを入力する際は、数値と単位の両方を含めることが重要です。例： 110g。

   • Display Unit 列では、値をどの単位で表示するかを指定できます。したがって、最初に値を 110g として入力し、Display Unit を kg に設定すると、計算エンジンがそれを変換して 0.11kg として表示します。

   • 計算では、計算エンジンは Value フィールドで指定された単位を使用します。ポンド（lbs）のように別の形式で単位を表示したい場合、計算エンジンが表示単位をそれに応じて変換します。計算エンジンで使用される 単位一覧 の詳細をご覧ください。

   • 値の小数点区切りには、必ずドット（.）を使用してください。

   Motor サブブロックに追加された値の例を以下に示します。

   

4. Valifan ブロックに移動すると、その合計 Mass が自動的に 235 g（または 0.235 kg）として計算され、合計 PowerConsumption が 1.1 W として計算されていることがわかります。

   

新しい Vali の追加

前の手順では、valitype の追加方法を説明しました。ただし、vali（プロパティ）は質量や消費電力だけに限定されません。ブロックにはさまざまなプロパティを追加できます。Requirements Portal では、単位あり／なしの数値として新しい vali を作成できます。また、行列、textvali（例：材料）、datevali（例：購入日）、データセット（二次元）にすることもできます。数式内では、任意のフィールドで $ 記号を使って vali にアクセスできます。

次の手順では、プロペラ効率と供給電力を追加します。

1. Propeller ブロックに移動し、左上の  ボタンをクリックして Create Property ウィンドウを開きます。このウィンドウで、Vali タブが開いていることを確認し、Name フィールドに Efficiency、Formula and unit フィールドに 0.85 を入力します。Display Unit フィールドは空のままにして、 をクリックします。

   

2. 同様に、名前が power_delivered の vali をもう 1 つ追加し、数式として  $Motor.PowerConsumption*$Propeller.Efficiency を追加します。Formula and unit フィールドに $ 記号を入力すると、必要な項目を選択できるドロップダウンが表示されます。  Display Unit フィールドは空のままにしてください（正しい単位 W は計算に基づいて自動的に割り当てられます）。その後、 をクリックします。

   

   数式や解析では、$ と入力し、ドロップダウンから show other projects を選択することで、別プロジェクトの vali にアクセスすることもできます。

   Propeller ブロックの vali は、以下のように表示されるはずです。

   

3. power_delivered vali の名前をクリックすると、追加情報やプロパティを含む詳細ページが開きます。ここでは、Formula、Properties、Info、Connected Copies、Actions を確認でき、vali の History にもアクセスできます。

   

設計の詳細化

数式 soc()（子の合計）を持つすべての vali には、関連する予算テーブルとチャートがあり、vali 情報で表示できます。

1. Valifan ブロックに移動し、Mass vali 名をクリックして詳細を開きます。

2. 上部の Budget コントロールをクリックすると、ファンの総質量の内訳を表示できます。ブロック名の左側にある矢印をクリックすると、ブロックの子要素を表示できます。

   

3. Breakdown Chart コントロールをクリックすると、ファンの総質量の内訳を表示できます。円グラフには、直下の下位レベルのサブシステムにおける質量の内訳が表示されます。

   

マージンの使用

開発の初期段階では、通常、どのプロパティの正確な値もまだ確定していません。そのため、値にマージンを追加すると便利です。Requirements Portal は、この不確実性をすべての計算にわたって伝播させます（線形不確かさ伝播）。

たとえば、最終的な質量値がまだ分からない場合があります。多くの場合、最終的な質量は予想より大きくなります。このような場合には、vali に安全マージンを追加できます。このマージンを使用すると、Requirements Portal は vali のワーストケースを自動計算します。これをプロペラ質量で試してみましょう。

1. Propeller ブロックに移動し、右側の Columns コントロールを使用して、テーブル内の Margin + 列と Margin - 列を表示します。

   

2. Mass vali の Margin + 列に 10 を入力します（これは 10% の margin+ を意味します）。

   

3. Mass vali の名前をクリックして詳細ビューを開きます。10% の margin+ により、Worst Case の値は 33g | 30g として表示されます。

   

4. Propeller ブロックで定義したマージンに基づき、Requirements Portal は上位レベルのマージンとワーストケースを自動更新します。Valifan ブロックに移動し、その Mass vali の詳細ビューを開きます。ご覧のとおり、ファンの質量は現在、合計マージン +1.28%、ワーストケース 238g | 235g になっています。

   

カスタムニーズのためのタグ追加

タグは、チーム固有のニーズに対応する多目的ツールです。vali やブロックに印を付けるために使用できます。たとえば、次のような用途があります。

• 値の信頼性（例: assumption/calculated/measured）。

• チームメンバー向けのアクション（例: review: Tom/approval: Christine）。

• その他のマーキングやグループ化。

1. Motor ブロックに移動します。

2. Mass vali の Tags 列のセルをダブルクリックし、measurement と入力して Enter を押し、タグを追加します。

   

ブロックを要件にリンクする

Main page: 適用対象ブロック

基本的なシステム構造ができたので、Valifan システムと Fan_Specs 仕様の要件を関連付けましょう。これにより、システム設計と要件の間に直接リンクが作成されます。

1. Fan_Specs 仕様に移動します（プロジェクトツリー内の Requirements エントリを展開し、Fan_Specs エントリをクリックします）。

2. Identifier 列ヘッダーの左側にあるチェックボックスをオンにして、仕様内のすべての要件を選択します。

3. Applicable Block 列のセル内をダブルクリックし、ドロップダウンから Valifan を選択して、一括更新を確定します。