設計システム

このチュートリアルのパートでは、Requirements & Systems Portal におけるシステム設計の典型的なユースケースを探ります。このプロセスでは、システムのデジタル・モデルとブレークダウンの作成、パフォーマンス・パラメータの計算、トレードオフ・スタディの実行、および設計の決定を行います。

Valitypes の構成

Valitypesを使用すると、新規に作成するすべてのブロックに、デフォルトの式と単位（質量、消費電力など）を持つ特定のタイプの値がすでに含まれていることを確認できます。正しいvalitypesが存在することを確認する必要があります。

1. 左下の 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 Valitypesエントリーを選択すると、既存のバライティがすべて表示されます。

   

2. バライティ Massと PowerConsumptionが存在することを確認する。存在しない場合は、ページの右下にある ボタンをクリックして追加し、これらの名前でバライティを追加してください。

3. valitypesの単位は PowerConsumptionもし単位がkWであれば、セルをダブルクリックし、値を kWを W.また、このチュートリアルでは、ブロックの質量プロパティをグラムで使用します。

4. を有効にします。 add by defaultプロパティを有効にします。 Massそして PowerConsumption.これらのvalitypesの1つ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、もう一方のvalitypesについても同じようにします。これらのvalitypesは、このチュートリアルの後半で作成するすべての新しいブロックに自動的に追加されます。

   このプロパティはユーザー設定であり、他のユーザーがデフォルトとしてチェックしたバライティに影響を与えるものではないことに注意してください。

   

プロジェクトにシステムを追加する

ファンを作り始めましょう！すべての製品は、ツリーのようにサブシステムに分解することができる。階層的なシステムツリーは、Requirements & Systems Portalのコア機能の1つです。

システム設計モジュールでは、技術パラメータ（バリス）を含むすべてのシステムとサブシステムを含むシステムツリーを作成し、アクセスすることができます。

1. 左側のモジュール ナビゲーション バーの アイコンをクリックして、System Design モジュールに移動します。

2. 新しいブロックを作成するには、右上の ボタンをクリックします。右上の Fanを入力します。 Nameフィールドに入力します。 Create new blockをクリックする。

   

3. システムをサブシステムまたはパーツに分解する時が来ました。左側のナビゲーション・ペインで新しい Fanブロックを右クリックし、コマンド Add Blockコマンドを選択します。新しいブロックに Propellerそして Fan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。

   

4. 同様に、以下のサブブロックを Fanブロックに次のサブブロックを作成します： Motor, Speed_Controllerそして Structure.

   ウィンドウで Create new blockウィンドウで、 ボタンをクリックすると、ウィンドウを離れることなく複数のブロックを作成することができます。

   

   ツリー内のブロックをドラッグ＆ドロップして、階層レベルを変更することができます。

技術パラメータの変更（Valis）

要件とシステム ポータルでは、技術パラメータを変更できます、 Valisは、エンジニアリング値を含む技術パラメータです。値には、数式、値、履歴などのプロパティがあります。それでは、バリスに値を追加してみましょう！

1. ナビゲーションペインで Fanブロックを選択します。ブロックの Propertiesビューが開き、ブロックにすでに2つの値が含まれていることがわかります、 Massと PowerConsumption(これらのバリはvalitype設定でデフォルトで追加されるように設定されているため)。

   

   もしバリの詳細や属性を見たい場合は、バリの名前をクリックしてください。すると、そのバリの詳細ページが開き、計算式を編集することもできます。このチュートリアルでは、リストビュー内の値を変更するだけにします。

2. ここで Massと PowerConsumptionブロックの各サブブロックの Fanブロックの値を変更します。これを行うには、サブブロックを選択し、対応するセルをダブルクリックする。 Value列の対応するセルをダブルクリックする。以下の値を入力する：

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

   • Propeller: Mass= 30g, PowerConsumption= 0W(の代わりに 0Wの代わりに soc())

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

   • Structure: Mass= 80g, PowerConsumption= 0W(の代わりに 0Wの代わりに soc())

   • プロパティを入力する際には Valueプロパティを入力する場合、数値とその単位の両方を含めることが不可欠である、 110g.

   • 列で、値を表す単位を指定することができます。 Display Unitカラムでは、値を表す単位を指定することができます。したがって、最初に値を 110gと入力し Display Unitとして kgとして入力すると、計算エンジンはそれを次のように変換して表示します。 0.11kg.

   • 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、別の形式で表示する単位が必要な場合、計算エンジンは表示された単位を適宜変換します。計算エンジンが使用する単位のリストについては、こちらをご覧ください。

   • 小数点以下の区切り記号には、必ずドット (.) を値の小数点区切り文字として使用するようにしてください。

   サブブロックに追加する値の例を以下に示す。 Motorサブブロックに追加される値の例を以下に示す。

   

3. サブブロックの Fanブロックに移動し、その合計 Massが自動的に235 g (または0.235 kg)に計算され、その合計が1.1 Wに計算されていることに注意してください。 PowerConsumptionが1.1 Wに計算されていることに注意してください。

   

新しいバリの追加

これまでのステップでは、バライティを追加する方法を示した。しかし、バ リティ（特性）は、質量と消費電力だけに限定されるものではありません。さまざまなプロパティをブロックに追加することができます。要件＆システムポータルでは、単位の有無に関係なく数値を指定できる新しい値を作成できます。また、行列、テキスト値（材料など）、日付値（購入日など）、データセット（2 次元）にもできます。任意のフィールドで $記号を使用して、数式内の値にアクセスできます。

次のステップでは、プロペラの効率と供給力を追加します。

1. ブロックに移動する。 Propellerブロックに移動します。

2. 右上の 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 Efficiencyを Nameフィールドと 0.85フィールドに Formula and unitフィールドに入る。フィールドを空のままにして Display Unitをクリックする。

   

3. 同様に、別の値を power_deliveredを追加し、数式を $Motor.PowerConsumption*$Propeller.efficiency.記号を $記号を Formula and unitフィールドに記号を入力すると、ドロップダウンが表示され、そこから必要なものを選択することができます。 を選択する。 Display Unitを空欄のままにして（正しい単位であるWが計算に基づいて自動的に割り当てられます）、 をクリックします。

   

   を入力し、 を選択すると、計算式や分析で別のプロジェクトの値にアクセスすることもできます。 $を入力し、ドロップダウンから show other projectsをドロップダウンから選択します。

   ブロックの Propellerブロックのvalisは下図のようになります。

   

4. valiの名前をクリックすると power_deliveredの名前をクリックすると、追加情報と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が表示され、History、Sensitivity Analysis、Connections Graphなどの追加機能にアクセスできます。

   

デザインの詳細化とブロックの再利用

基本設計ができたら、製品の詳細モデルを作成することができます。複製が必要なブロックがある場合は、「連結コピー」機能を利用できます。1つの連結ブロックに変更を加えると、他のすべてのブロックも自動的に更新されます。

この例では、3つのローターブレードがあり、すべて同じものです。

1. ナビゲーションペインの Propellerナビゲーションペインのブロックを右クリックし Add Blockコマンドを選択します。新しいブロックに名前を付けます Blade1.

2. 新しいブロックを右クリックし Blade1ブロックを右クリックして Copy & connect.新しい連結ブロック Blade2が同じレベルに現れます。

3. 同様に、連結ブロックを作成する Blade3.

   

4. つのブロックのいずれかに移動し、その値を Mass値を 10gと PowerConsumptionに変更する。 0W.接続されているすべてのブレード・ブロックが同じ Massと PowerConsumption.

式 soc()(子供の合計) を持つすべてのバリは、関連する予算表とチャートを持っており、バリの情報で見ることができます。

1. その Fanブロックに移動し Massをクリックして詳細を開きます。

2. 上部の Budgetをクリックすると、ファンの総質量の内訳が表示されます。ブロック名の左にある矢印をクリックすると、構造を拡大することができます。

   

3. をクリックします。 Breakdown Chartをクリックすると、ファンの総質量の内訳が表示されます。円グラフはすぐ下のサブシステムの質量の内訳を示しています。

   

マージンの使用

開発の初期段階では、プロパティの正確な値がわからないことがほとんどです。このため、値にマージンを追加することが役立ちます。Requirements & Systems Portalでは、この不確実性がすべての計算を通じて伝播されます（線形不確実性伝播）。

例えば、質量の最終的な値がわからない場合があります。たいていの場合、予想よりも高い質量が得られます。このような場合、値 に安全マージンを追加することができます。このマージンを使用すると、Requirements & Systems Portalは自動的にバリのワーストケースを計算します。これをプロペラの質量で行ってみましょう。

1. ブロックに移動し Propellerブロックに移動し Margin +と Margin -カラムの表示を有効にする。 Columnsコントロールを使ってテーブルの

   

2. テーブルの Margin +欄に Massの欄に 10(を入力する（10％のマージン＋を意味する）。

   

3. バリの名前をクリック Massバリの名前をクリックすると、そのバリの詳細が表示されます。その Worst Caseと表示されます。 33g | 30g10%のマージン+によるものです。

   

4. ブロック上で定義されたマージンに基づいて Propellerブロックに定義されたマージンに基づいて、Requirements & Systems Portal は上位レベルのマージンとワーストケースを自動的に更新します。ブロックに移動し Fanブロックに移動し Massビューを開きます。ご覧のように、ファンの質量は現在、合計マージンが +1.28%であり、ワーストケースは 238g | 235g.

   

カスタムニーズに合わせたタグの追加

タグは、特定のチームのニーズに対応する多目的ツールです。バレーのマークやブロックのマークに使用できます。また、次のような用途にも使用できます：

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

• チームメンバーの行動（例． review: Tom/approval: Christine).

• その他のマーキングやグループ分け

1. その Motorブロックに移動する。

2. の列のセルをダブルクリックする。 Tags列の Massバリの列のセルをダブルクリックし measurementと入力し Enterを押してタグを追加する。

   

ブ ロ ッ ク と 要件の リ ン ク

基本的なシステム構造ができたので、次に Fanシステムと Fan_Specs仕様書の要件との関連を確立しましょう。これにより、システム設計と要件が直接リンクされます。

1. 左側のモジュール ナビゲーション バーの アイコンをクリックして要件モジュールに移動し、仕様書を開きます。 Fan_Specs仕様書を開きます。

2. 列ヘッダの左側にあるボックスにチェックを入れます。 Identifier列ヘッダの左側にあるボックスにチェックを入れて、仕様内のすべての要件を選択します。

3. 列のセル内をダブルクリックし 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 Fanを選択し、一括更新を確定します。

   ❯ ❮ JavascriptID：RSP_FanTutorial_Requirements_AddApplicableBlock

適用ブロック機能の詳細については、適用ブロックページを参照してください。

予算表と円グラフの作成

シ ス テ ムの予備的な設計ブ レ ー ク ダ ウ ン がで き たので、 先ほど作成 し た分析 ド キ ュ メ ン ト (Project_Summary)で確認したいと思います。ドキュメントに新しいブロックを追加しましょう。

1. モジュールナビゲーションバーの アイコンをクリックし、Analyses モジュールに移動します。 Project_Summary.

2. をクリックします。 Click to add new blockをクリックします。

3. 開いたウィンドウで Add Blockウィンドウが開いたら Tableエントリーを展開し Budget.

   

4. ドキュメントに新しいブロックが追加されます。をクリックする。 Add data to this tableをクリックして Table Blockウィンドウが開くので、内訳を見たいバリスを選択する。フィールドで valiフィールドで Fan.Mass.

   

5. ウィンドウの Table Blockをクリックする。文書に新しい表が追加される。この表では、ヴァリファンの質量予算とその内訳、マージン、最悪のシナリオを見ることができます。

   

6. また、グラフを使用して質量内訳をグラフィカルに表示することもできます。文書の下部にある Click to add new blockをクリックしてください。

7. ウィンドウの Add Blockウィンドウで Chartsエントリーを展開し Budget.

   

8. 新しいブロックがドキュメントに追加されます。をクリックする。 Add data to this tableコントロールをクリックして Table Blockウィンドウを開く。フィールドで valiフィールドで Fan.Massを選択し、 をクリックする。新しいチャートがドキュメントに追加されます。

   

モードの定義

いくつかの値は静的なものではなく、構築している製品の状態に依存します。モードはこのために作られたもので、さまざまな構成と製品との関係を追跡します。

チュートリアルのこのパートでは、ファンのモード（回転数、電源モード、ON/OFF状態）を定義します。

モードの追加

モーターはモードによってモデル化される3つの個別のスピードで動作します。

1. 要件モジュール () で Motorブロックを開きます。

2. 上部の Modelistsタブに移動します。モデリストは、消費電力、回転速度、推力など、モードに依存するプロパティをモデリングする役割を果たします。

   

3. 右上の ボタンをクリックします。開いたウィンドウで Create Modelistウィンドウが開きますので speed_settingsに New Modelist nameと 3を # (Number of modes)フィールドに入力する。

   

4. ウィンドウの Create Modelistボタンをクリックすると、新しいモデリストが作成されます。新しいモデリスト名の左にある矢印をクリックすると、そのモデリストが展開されます。

   

5. モード名をデフォルトの a, bと cから ZERO, LOWおよび HIGHである。

   

6. をクリックする。 Propertiesをクリックして、ブロックのバリスに戻る。

7. 右上の ボタンをクリックして Create Propertyウィンドウが開きます。このウィンドウで

   1. タブを選択します。 Matrixタブを選択します。

   2. タブを選択します。 rotational_speedsフィールドに Nameフィールドに入力する。

   3. 選択 speed_settingsフィールドの Mode referenceフィールドのドロップダウンから選択する。

   4. 入力 rpmフィールドに Display Unitフィールドに入力します。

   モード参照を追加しているので、行数と列数はモデリストから自動的に取得され、ファイルされます。従って、行と列を定義する必要はありません。 Create Propertyウィンドウで行と列を定義する必要はありません。

   

8. ウィンドウの 。 Create Propertyウィンドウの ボタンをクリックし、新しいプロパティ名の左にある矢印をクリックして展開します。値（現在は 0を以下のように変更します：

   • ZERO= 0rpm

   • LOW= 2000rpm

   • HIGH= 5000rpm

   

9. という名前の Speed_Controllerという名前の power_modesつのモードを持つ。モード名をデフォルトの aと bから ONと OFFに変更する。

   

10. のモデリストを作成する。 Fanという名前のブロック stateという名前のブロックのモデリストを作成する。モード名をデフォルトの a, bと cから OFF, MINおよび MAXにそれぞれ変更する。

    

バリスをモードに依存させる

さて、システムのモードが定義されたので、それに依存するバリを作ることができる。バレーは常に同じ値を持つとは限らず、あるモードに依存した値を持つかもしれない。

1. ブロックのプロパティに移動して Fanブロックのプロパティに移動し PowerConsumptionをクリックして、詳細ビューを開きます。

2. ボタンをクリックして Select Modelistウィンドウを開く。ドロップダウンから状態を選択し、 ボタンをクリックする。

   

3. 同様に PowerConsumptionの値を Motorブロックの値を speed_settingsモードと PowerConsumptionブロックの Speed_Controllerブロックのvaliを power_modesモードに依存する

4. ブロックの消費電力の値を以下のように変更する。 Motorブロックの消費電力の値を以下のように変更する：

   • ZERO= 0W

   • LOW= 1W

   • HIGH= 4W

   

5. ブロックの消費電力の値を次のように変更する。 Speed_Controllerブロックの消費電力の値を以下のように変更する：

   • ON= 0.1W

   • OFF= 0W

   

モードのリンク

システムの状態は、互いに依存することがあります。このため、要件＆システムポータルでは、互いに属するモードをリンクすることができます。

このチュートリアルでは、ファンの状態と、モーターとスピードコントローラのモードの間の接続を作成します。

1. ブロックのモデリストに移動し Fanブロックのモデリストに移動し stateをクリックして詳細ペインを開きます。

   

2. ペインの上部にある アイコンをクリックします。ペインの下部にある Select Modelistペインの下部にあるドロップダウンで Speed_Controller.power_modesを選択し、 ボタンをクリックします。 Motor.speed_settingsを選択し、 ボタンをクリックします。以下のようにモードが追加されます。

   

3. モード間のリンクを以下のように編集し、 ボタンをクリックして変更を保存します。

   

4. このモードは Propertiesビューで Fanブロックのビューでは Power Consumptionの値が以下のように変更されていることがわかります。