Projektowanie systemu

W tej części samouczka zbadamy typowy przypadek użycia do projektowania systemu w portalu wymagań i systemów. Proces ten obejmuje tworzenie cyfrowego modelu i podziału systemu, obliczanie parametrów wydajności, przeprowadzanie analiz kompromisów i podejmowanie decyzji projektowych.

Konfiguracja wartości

Valitypes zapewniają, że każdy nowo utworzony blok zawiera już wartości określonego typu z domyślną formułą i jednostką (np. masa, zużycie energii itp.). Musimy upewnić się, że istnieją prawidłowe valitypes.

1. Kliknij ikonę w lewym dolnym rogu i wybierz Settings z wyświetlonego menu. Na wyświetlonej stronie wybierz pozycję Valitypes w panelu po lewej stronie, aby zobaczyć wszystkie istniejące valitypes.

   

2. Upewnij się, że istnieją valitypes Mass i PowerConsumption. Jeśli nie istnieją, dodaj je, klikając przycisk w prawym dolnym rogu strony i dodaj valitypes o tych nazwach.

3. Jednostki dla typu PowerConsumption mogą być w kW lub W. Jeśli jednostka jest w kW, kliknij dwukrotnie w komórce i edytuj kW na W. Ponadto w tym samouczku użyjemy właściwości masy bloków w gramach; możesz zachować jednostki w kg lub g.

4. Włącz właściwość add by default dla walorów Mass i PowerConsumption. Kliknij dwukrotnie w komórkę jednego z tych typów i wybierz True z wyświetlonego menu, a następnie zrób to samo dla drugiego typu. Te valitypes zostaną automatycznie dodane do każdego nowego bloku utworzonego w dalszej części tego samouczka.

   Należy pamiętać, że ta właściwość jest ustawieniem użytkownika, tj. nie wpłynie to na to, które walitypy inni użytkownicy zaznaczyli jako domyślne.

   

Dodawanie systemów do projektu

Zacznijmy budować wentylator! Każdy produkt można podzielić na podsystemy, jak drzewo. Hierarchiczne drzewo systemów jest jedną z podstawowych funkcji portalu wymagań i systemów.

W module projektowania systemu można utworzyć i uzyskać dostęp do drzewa systemu, które obejmuje wszystkie systemy i podsystemy, w tym parametry techniczne (wartości).

1. Przejdź do modułu System Design, klikając ikonę na pasku nawigacji modułów po lewej stronie.

2. Aby utworzyć nowy blok, kliknij przycisk w prawym górnym rogu. Wprowadź Fan w polu Name w wyświetlonym oknie Create new block i kliknij .

   

3. Nadszedł czas, aby podzielić system na podsystemy lub części. Kliknij prawym przyciskiem myszy nowy blok Fan w lewym panelu nawigacyjnym i wybierz polecenie Add Block. Nazwij nowy blok Propeller, a następnie rozwiń blok Fan, aby zobaczyć nowy podblok w drzewie nawigacji.

   

4. Podobnie, utwórz następujące podbloki dla bloku Fan: Motor, Speed_Controller, i Structure.

   W oknie Create new block można kliknąć opcję przycisku , aby utworzyć wiele bloków bez opuszczania okna.

   

   Możesz przeciągać i upuszczać bloki w drzewie, aby zmienić ich poziom hierarchii.

Zmiana parametrów technicznych (Valis)

W portalu wymagań i systemów Valis to parametry techniczne, które zawierają wartości inżynieryjne. Wartości mają właściwości takie jak formuły, wartości, historia i wiele innych. Przejdźmy więc dalej i dodajmy wartości do parametrów!

1. Wybierz blok Fan w oknie nawigacji. Otworzy się widok Properties bloku, w którym widać, że blok zawiera już dwie wartości, Mass i PowerConsumption (ponieważ wartości te zostały skonfigurowane jako domyślnie dodane w ustawieniach valitype).

   

   Jeśli chcesz zobaczyć więcej informacji i atrybutów swoich wartości, możesz kliknąć nazwę wartości. Spowoduje to otwarcie strony szczegółów wartości, na której można również edytować jej formułę. W tym samouczku zmienimy tylko wartości w widoku listy.

2. Teraz zmień wartość Mass i PowerConsumption w każdym bloku podrzędnym bloku Fan. Aby to zrobić, wybierz podblok, kliknij dwukrotnie odpowiednią komórkę w kolumnie Value. Wprowadź następujące wartości:

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

   • Propeller: Mass = 30g, PowerConsumption = 0W (upewnij się, że wpisałeś 0W zamiast soc()

     )

      

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

   • Structure: Mass = 80g, PowerConsumption = 0W (upewnij się, że wpisałeś 0W zamiast soc()

     )

      

   • Wprowadzając właściwość Value, należy podać zarówno wartość liczbową, jak i jej jednostkę, np. 110g

     .

      

   • W kolumnie Display Unit można określić jednostkę, w której wartość ma być reprezentowana. Tak więc, początkowo wprowadzając wartość jako 110g i ustawiając Display Unit jako kg, silnik obliczeniowy przekonwertuje i wyświetli ją jako 0.11kg.

   • Do obliczeń silnik obliczeniowy używa jednostki podanej w polu Value. Jeśli wymagasz, aby jednostka była wyświetlana w innym formacie, takim jak funty (lbs), mechanizm obliczeniowy odpowiednio przekonwertuje wyświetlaną jednostkę. Dowiedz się więcej o liście jednostek używanych przez mechanizm obliczeń.

   • Pamiętaj, aby zawsze używać kropek (.) jako separatorów dziesiętnych dla wartości.

   Poniżej przedstawiono przykład wartości dodanych do podbloku Motor.

   

3. Przejdź do bloku Fan i zauważ, że jego całkowita Mass została automatycznie obliczona na 235 g (lub 0,235 kg), a jego całkowita PowerConsumption została obliczona na 1,1 W.

   

Dodawanie nowego Vali

W poprzednich krokach pokazaliśmy, jak dodawać valitypes. Jednak valis (właściwości) nie są ograniczone tylko do masy i zużycia energii. Do bloków można dodawać różne właściwości. W portalu wymagań i systemów można utworzyć nową wartość, która może być liczbą z jednostką lub bez. Może to być również macierz, textvali (np. materiał), datevali (np. data zakupu) i zestawy danych (dwa wymiary). Dostęp do wartości w formułach można uzyskać za pomocą symbolu $ w dowolnym polu.

W kolejnych krokach dodamy wydajność śmigła i dostarczoną moc.

1. Przejdź do bloku Propeller.

2. Kliknij przycisk w prawym górnym rogu, aby otworzyć okno Create Property. W tym oknie upewnij się, że zakładka Vali jest otwarta i wprowadź Efficiency do pola Name oraz 0.85 do pola Formula and unit. Pozostaw pole Display Unit puste i kliknij .

   

3. Podobnie, dodaj kolejną wartość o nazwie power_delivered i dodaj formułę jako $Motor.PowerConsumption*$Propeller.efficiency. Po wpisaniu symbolu $ w polu Formula and unit pojawi się lista rozwijana, z której można wybrać wymaganą wartość. Pozostaw pole Display Unit puste (prawidłowe jednostki, W, zostaną przypisane automatycznie na podstawie obliczeń) i kliknij .

   

   Można również uzyskać dostęp do wartości z innego projektu w formule lub analizie, wpisując $ i wybierając show other projects z listy rozwijanej.

   Wartości bloku Propeller powinny teraz wyglądać tak, jak pokazano poniżej.

   

4. Kliknięcie nazwy pliku power_delivered spowoduje otwarcie szczegółowej strony z dodatkowymi informacjami i właściwościami. Tutaj można zobaczyć formułę, właściwości, informacje, połączone kopie, akcje i uzyskać dostęp do dodatkowych funkcji, takich jak historia, analiza wrażliwości i wykres połączeń.

   

Szczegółowy projekt i ponowne wykorzystanie bloków

Gdy masz już podstawowy projekt, możesz stworzyć bardziej szczegółowy model swojego produktu. Jeśli istnieją bloki, które muszą zostać zduplikowane, można skorzystać z funkcji "połączonych kopii". Gwarantuje to, że pozostaną one zsynchronizowane - jeśli wprowadzisz zmiany w jednym połączonym bloku, wszystkie pozostałe zostaną automatycznie zaktualizowane.

W naszym przykładzie mamy trzy łopaty wirnika i wszystkie są takie same.

1. Kliknij prawym przyciskiem myszy na nazwę bloku Propeller w oknie nawigacji i wybierz polecenie Add Block. Nazwij nowy blok Blade1.

2. Kliknij prawym przyciskiem myszy na nazwę nowego bloku Blade1 i wybierz polecenie Copy & connect

   .

   Nowy połączony blok Blade2 pojawi się na tym samym poziomie.

3. Podobnie utwórz połączony blok Blade3.

   

4. Przejdź do dowolnego z trzech bloków i zmień jego wartość Mass na 10g, a wartość PowerConsumption na 0W. Możesz sprawdzić, czy wszystkie połączone bloki ostrzy mają teraz te same wartości Mass i PowerConsumption

   .

    

Wszystkie wartości z formułą soc() (Suma dzieci) mają powiązaną tabelę budżetu i wykres, które można wyświetlić w informacjach o wartości.

1. Przejdź do bloku Fan i kliknij nazwę waluty Mass, aby otworzyć jej szczegóły.

2. Kliknij kontrolkę Budget u góry, aby wyświetlić podział całkowitej masy wentylatora. Strukturę można rozwinąć, klikając strzałki po lewej stronie nazw bloków.

   

3. Kliknij kontrolkę Breakdown Chart, aby wyświetlić podział całkowitej masy wentylatora. Wykres kołowy pokazuje podział masy dla podsystemów bezpośrednio niższego poziomu.

   

Korzystanie z marginesów

Na wczesnym etapie rozwoju zazwyczaj nie masz pewności co do dokładnej wartości jakiejkolwiek nieruchomości. Dlatego też dodanie marginesu do wartości może być pomocne. Requirements & Systems Portal propaguje tę niepewność we wszystkich obliczeniach (liniowa propagacja niepewności).

Na przykład, możesz nie znać ostatecznej wartości masy. W większości przypadków masa jest wyższa niż oczekiwana. W takich przypadkach można dodać margines bezpieczeństwa do wartości. Korzystając z tego marginesu, portal wymagań i systemów automatycznie oblicza najgorszy przypadek dla wartości. Zróbmy to z masą śmigła.

1. Przejdź do bloku Propeller i włącz widoczność kolumn Margin + i Margin - w tabeli za pomocą kontrolki Columns po prawej stronie.

   

2. W kolumnie Margin + dla wartości Mass wpisz 10 (co oznacza marżę 10%+).

   

3. Kliknij nazwę wartości Mass, aby otworzyć jej widok szczegółowy. Wartość Worst Case będzie wyświetlana jako 33g | 30g ze względu na 10% marżę+.

   

4. W oparciu o margines zdefiniowany w bloku Propeller, portal wymagań i systemów automatycznie aktualizuje marginesy i najgorsze przypadki na wyższym poziomie. Przejdź do bloku Fan i otwórz szczegółowy widok jego wartości Mass. Jak widać, masa wentylatora ma teraz całkowity margines +1.28% i najgorszy przypadek 238g | 235g.

   

Dodawanie tagów dla niestandardowych potrzeb

Tagi są wielofunkcyjnym narzędziem dla konkretnych potrzeb zespołu. Można ich używać do oznaczania wartości i bloków. Używaj ich do wskazywania:

• Wiarygodność wartości (np. assumption/calculated/measured

  ).

   

• Działania dla członków zespołu (np. review: Tom/approval: Christine

  )

  .

• Wszelkie inne oznaczenia lub grupy.

1. Przejdź do bloku Motor.

2. Kliknij dwukrotnie komórkę w kolumnie Tags dla wartości Mass, wpisz measurement i naciśnij Enter, aby dodać tag.

   

Łączenie bloków z wymaganiami

Teraz, gdy masz już podstawową strukturę systemu, ustalmy połączenie między systemem Fan a wymaganiami z naszej specyfikacji Fan_Specs. Tworzy to bezpośrednie połączenie między projektem systemu a wymaganiami.

1. Przejdź do modułu wymagań, klikając ikonę na pasku nawigacji modułów po lewej stronie i otwórz specyfikację Fan_Specs.

2. Zaznacz pole po lewej stronie nagłówka kolumny Identifier, aby wybrać wszystkie wymagania w specyfikacji.

3. Kliknij dwukrotnie w komórce kolumny Applicable Block, wybierz Fan z listy rozwijanej i potwierdź aktualizację zbiorczą.

   ❯ ❮ Javascript ID: RSP_FanTutorial_Requirements_AddApplicableBlock

Więcej informacji na temat funkcji Odpowiednie bloki można znaleźć na stronie Odpowiednie bloki.

Tworzenie tabel budżetowych i wykresów kołowych

Mamy teraz wstępny podział projektu naszego systemu i chcielibyśmy zobaczyć budżety masowe w naszym dokumencie analizy (Project_Summary) utworzonym wcześniej. Dodajmy nowe bloki do naszej dokumentacji.

1. Przejdź do modułu Analyses, klikając ikonę na pasku nawigacji modułu i wybierz Project_Summary.

2. Kliknij kontrolkę Click to add new block u dołu dokumentu.

3. W otwartym oknie Add Block rozwiń pozycję Table i wybierz Budget.

   

4. Do dokumentu zostanie dodany nowy blok. Kliknij kontrolkę Add data to this table, aby otworzyć okno Table Block, w którym możesz wybrać wartości, dla których chcesz zobaczyć podział. W polu vali wybierz Fan.Mass.

   

5. Kliknij w oknie Table Block. Do dokumentu zostanie dodana nowa tabela. W tej tabeli masz dostęp do budżetu masowego Valifan z pełnym podziałem, marginesami i najgorszymi scenariuszami.

   

6. Można również utworzyć graficzną reprezentację rozkładu masy za pomocą wykresu. Kliknij kontrolkę Click to add new block w dolnej części dokumentu.

7. W oknie Add Block rozwiń pozycję Charts i wybierz Budget.

   

8. Do dokumentu zostanie dodany nowy blok. Kliknij kontrolkę Add data to this table, aby otworzyć okno Table Block. W polu vali wybierz Fan.Mass, a następnie kliknij . Do dokumentu zostanie dodany nowy wykres.

   

Definiowanie trybów

Niektóre wartości nie są statyczne, ale zależą od stanu tworzonego produktu. Do tego właśnie służą tryby: śledzą one różne konfiguracje i ich relacje z produktem.

W tej części samouczka zdefiniujemy tryby wentylatora: różne prędkości, tryby zasilania i stany ON/OFF.

Dodawanie trybów

Silnik może pracować z trzema dyskretnymi prędkościami, które można modelować za pomocą trybów.

1. W module wymagań () otwórz blok Motor.

2. Przejdź do zakładki Modelists u góry. Modelarze służą do modelowania właściwości zależnych od trybu, takich jak zużycie energii, prędkość obrotowa, ciąg itp.

   

3. Kliknij przycisk w prawym górnym rogu. W otwartym oknie Create Modelist wpisz speed_settings w polu New Modelist name i 3 w polu # (Number of modes).

   

4. Po kliknięciu przycisku w oknie Create Modelist zostanie utworzony nowy modelarz. Kliknij strzałkę po lewej stronie nazwy nowego modelisty, aby ją rozwinąć.

   

5. Zmień nazwy trybów z domyślnych a, b i c na odpowiednio ZERO, LOW i HIGH.

   

6. Kliknij kontrolkę Properties u góry strony, aby powrócić do wartości bloku.

7. Kliknij przycisk w prawym górnym rogu, aby otworzyć okno Create Property. W tym oknie:

   1. Wybierz zakładkę Matrix.

   2. Wpisz rotational_speeds w polu Name.

   3. Wybierz speed_settings z rozwijanego pola Mode reference.

   4. Wprowadź rpm w polu Display Unit.

   Ponieważ dodajesz odniesienie do trybu, liczba wierszy i kolumn zostanie automatycznie pobrana i zapisana z modelisty. Dlatego nie trzeba definiować wierszy i kolumn w oknie Create Property.

   

8. Kliknij przycisk w oknie Create Property, a następnie kliknij strzałkę po lewej stronie nazwy nowej właściwości, aby ją rozwinąć. Zmień wartości (które obecnie są 0) w następujący sposób:

   • ZERO = 0rpm

   • LOW = 2000rpm

   • HIGH = 5000rpm

   

9. Utwórz modelistę dla bloku Speed_Controller o nazwie power_modes z dwoma trybami. Zmień nazwy trybów z domyślnych a i b na odpowiednio ON i OFF.

   

10. Utwórz model dla bloku Fan o nazwie state z trzema trybami. Zmień nazwy trybów z domyślnych a, b i c na odpowiednio OFF, MIN i MAX.

    

Zależność od trybu Valis

Teraz, po zdefiniowaniu trybów systemu, można uzależnić od nich wartości. Wartość może nie zawsze mieć tę samą wartość, ale wartość zależną od określonego trybu.

1. Przejdź do właściwości bloku Fan i kliknij nazwę PowerConsumption vali, aby otworzyć jej widok szczegółowy.

2. Kliknij przycisk , aby otworzyć okno Select Modelist. Wybierz stan z listy rozwijanej i kliknij przycisk .

   

3. Podobnie, uzależnij wartość PowerConsumption bloku Motor od trybu speed_settings, a wartość PowerConsumption bloku Speed_Controller od trybu power_modes.

4. Zmień wartości poboru mocy bloku Motor w następujący sposób:

   • ZERO = 0W

   • LOW = 1W

   • HIGH = 4W

   

5. Zmień wartości poboru mocy bloku Speed_Controller w następujący sposób:

   • ON = 0.1W

   • OFF = 0W

   

Łączenie trybów

Stany systemu mogą zależeć od siebie nawzajem. Dlatego w portalu wymagań i systemów można łączyć tryby, które do siebie pasują.

W tej części samouczka utworzymy połączenie między stanami wentylatora a trybami silnika i regulatora prędkości.

1. Przejdź do modelistów bloku Fan i kliknij nazwę modelisty state, aby otworzyć jego panel szczegółów.

   

2. Kliknij ikonę w górnej części panelu. Z listy rozwijanej Select Modelist w dolnej części panelu wybierz Speed_Controller.power_modes i kliknij przycisk , a następnie wybierz Motor.speed_settings i i kliknij przycisk . Tryby zostaną dodane, jak pokazano poniżej.

   

3. Edytuj powiązania między trybami, jak pokazano poniżej, a następnie kliknij przycisk , aby zapisać zmiany.

   

4. W widoku Properties bloku Fan można zobaczyć, że wartości Power Consumption uległy zmianie, jak pokazano poniżej.