Conceber o Sistema

Nesta parte do tutorial, vamos explorar um caso de utilização típico para conceber um sistema no Requirements & Systems Portal. Este processo envolve criar um modelo digital e a decomposição do sistema, calcular parâmetros de desempenho, realizar estudos de compromisso e tomar decisões de projeto.

Configurar os Valitypes

Os valitypes garantem que cada novo bloco que criar já contém valis de um determinado tipo com uma fórmula e unidade predefinidas (por exemplo, massa, consumo de energia, etc.). Precisamos de garantir que existem os valitypes corretos.

1. Clique no ícone no canto inferior esquerdo e selecione Settings no menu que aparece. Na página que se abre, selecione a entrada Valitypes no painel do lado esquerdo para ver todos os valitypes existentes. 

   

2. Certifique-se de que os valitypes Mass e PowerConsumption existem. Se não existirem, adicione-os clicando no botão  no canto inferior direito da página e adicione valitypes com estes nomes.

3. As unidades do valitype PowerConsumption podem estar em kW ou W. Se a unidade estiver em kW, faça duplo clique na célula e edite kW para W. Além disso, neste tutorial, vamos utilizar a propriedade de massa dos blocos em gramas; fica ao seu critério manter as unidades em kg ou g.

4. Ative a propriedade add by default para os valitypes Mass e PowerConsumption. Faça duplo clique na célula de um destes valitypes e selecione True no menu que aparece, depois faça o mesmo para o outro valitype. Estes valitypes serão adicionados automaticamente a cada novo bloco que criar mais tarde neste tutorial.

   Tenha em atenção que esta propriedade é uma definição do utilizador, ou seja, isto não afetará os valitypes que outros utilizadores tenham assinalado como predefinidos.

   

Adicionar Sistemas ao Projeto

Vamos começar a construir a sua ventoinha! Cada produto pode ser decomposto nos seus subsistemas, como uma árvore. A árvore hierárquica do sistema é uma das funcionalidades principais do Requirements & Systems Portal.

No Módulo de Conceção do Sistema, pode criar e aceder à árvore do sistema, que inclui todos os sistemas e subsistemas, incluindo parâmetros técnicos (valis).

1. Navegue até ao Módulo de Conceção do Sistema clicando no ícone  na barra de Navegação de Módulos à esquerda.

2. Por predefinição, um projeto inclui um bloco com o nome do projeto (no nosso caso, Valifan). Clique com o botão direito na respetiva entrada na árvore do projeto e selecione o comando Create block. Introduza Propeller no campo Name da janela Create new block que aparece e clique em .

   

   Expanda o bloco Valifan para ver o novo sub-bloco na árvore de navegação.

   

3. De forma semelhante, crie os seguintes sub-blocos para o bloco Fan: Motor, Speed_Controller e Structure.

   • Na janela Create new block, pode clicar na opção do botão para criar vários blocos sem sair da janela.

   • Pode arrastar e largar blocos na árvore para alterar o respetivo nível hierárquico.

   

Alterar Parâmetros Técnicos (Valis)

No Requirements & Systems Portal, Valis são parâmetros técnicos que contêm os seus valores de engenharia. Os valis têm propriedades como fórmulas, valores, histórico e muito mais. Por isso, vamos adicionar valores aos seus valis!

1. Selecione o bloco Valifan no painel de navegação. Clique no botão  no canto superior esquerdo para abrir a janela Create Property. Nesta janela, certifique-se de que o separador Vali está aberto. Comece a escrever Mass no campo Name e selecione o valitype Mass na lista pendente. Mantenha os valores predefinidos nos restantes campos e clique em .

   

2. De forma semelhante, adicione outro vali do valitype PowerConsumption. Os valis criados serão apresentados na vista Properties do bloco Valifan.

   

   Se pretender ver mais informações e atributos dos seus valis, pode clicar no nome do vali. Isto abre a página de detalhes do vali, onde também pode editar a respetiva fórmula. Para este tutorial, vamos apenas alterar os valores na vista de lista.

3. Os sub-blocos recém-criados do bloco Valifan já contêm os valis Mass e PowerConsumption (porque estes valis foram configurados para serem adicionados por predefinição nas definições de valitype). Agora, altere o valor destes valis em cada sub-bloco. Para o fazer, selecione um sub-bloco e faça duplo clique na célula correspondente na coluna Value. Introduza os seguintes valores:

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

   • Propeller: Mass = 30g, PowerConsumption = 0W (certifique-se de que introduz 0W em vez de soc())

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

   • Structure: Mass = 80g, PowerConsumption = 0W (certifique-se de que introduz 0W em vez de soc())

   • Ao introduzir a propriedade Value, é essencial incluir tanto o valor numérico como a respetiva unidade, por exemplo, 110g.

   • Na coluna Display Unit, pode especificar a unidade na qual pretende que o valor seja representado. Assim, ao introduzir inicialmente o valor como 110g e ao definir Display Unit como kg, o motor de cálculo irá convertê-lo e apresentá-lo como 0.11kg.

   • Para os cálculos, o motor de cálculo utiliza a unidade fornecida no campo Value. Se precisar de apresentar a unidade num formato diferente, como libras (lbs), o motor de cálculo converterá a unidade apresentada em conformidade. Saiba mais sobre a lista de unidades utilizada pelo motor de cálculo.

   • Certifique-se de que utiliza sempre pontos (.) como separadores decimais para os valores.

   Um exemplo de valores adicionados ao sub-bloco Motor é apresentado abaixo.

   

4. Navegue até ao bloco Fan e repare que a sua Mass total foi calculada automaticamente como 235 g (ou 0,235 kg) e o seu PowerConsumption total foi calculado como 1,1 W.

   

Adicionar um Novo Vali

Nos passos anteriores, mostrámos como adicionar valitypes. No entanto, os valis (propriedades) não se limitam apenas à massa e ao consumo de energia. Podem ser adicionadas diferentes propriedades aos blocos. No Requirements & Systems Portal, pode criar um novo vali que pode ser um número com ou sem unidade. Também pode ser uma matriz, textvali (por exemplo, material), datevali (por exemplo, data de compra) e datasets (duas dimensões). Pode aceder aos valis em fórmulas utilizando o símbolo $ em qualquer campo.

Nos passos seguintes, vamos adicionar a eficiência da hélice e a potência fornecida.

1. Navegue até ao bloco Propeller e clique no botão  no canto superior esquerdo para abrir a janela Create Property. Nesta janela, certifique-se de que o separador Vali está aberto e introduza Efficiency no campo Name e 0.85 no campo Formula and unit. Deixe o campo Display Unit vazio e clique em .

   

2. De forma semelhante, adicione outro vali com o nome power_delivered e adicione a fórmula  $Motor.PowerConsumption*$Propeller.efficiency. À medida que escreve o símbolo $ no campo Formula and unit, surgirá uma lista pendente a partir da qual poderá escolher o elemento necessário.  Deixe o campo Display Unit vazio (as unidades corretas, W, serão atribuídas automaticamente com base no cálculo) e clique em .

   

   Também pode aceder a um vali de outro projeto numa fórmula ou análise escrevendo $ e selecionando show other projects na lista pendente.

   Os valis do bloco Propeller devem agora ter o aspeto apresentado abaixo.

   

3. Clique no nome do vali power_delivered para abrir uma página detalhada com informações e propriedades adicionais. Aqui, pode ver Formula, Properties, Info, Connected Copies, Actions e ter acesso a funcionalidades adicionais, como History, Sensitivity Analysis e o Connections Graph.

   

Detalhar o Projeto e Reutilizar os Blocos

Depois de ter uma conceção básica definida, pode criar um modelo mais detalhado do seu produto. Se existirem blocos que precisem de ser duplicados, pode utilizar a funcionalidade de 'cópias ligadas'. Isto garante que permanecem sincronizados – se fizer alterações num bloco ligado, todos os outros também serão atualizados automaticamente.

No nosso exemplo, temos três pás do rotor e todas são iguais.

1. Clique com o botão direito do rato no bloco Propeller no painel de navegação e selecione o comando Add Block. Dê ao novo bloco o nome Blade1.

2. Clique com o botão direito do rato no novo bloco Blade1 e selecione Copy & connect. Surge um novo bloco ligado Blade2 ao mesmo nível.

3. De forma semelhante, crie um bloco ligado Blade3.

   

4. Navegue para qualquer um dos três blocos e altere o respetivo valor de Mass para 10g e o valor de PowerConsumption para 0W. Pode verificar que todos os blocos blade ligados passam agora a ter o mesmo Mass e PowerConsumption.

Todos os valis com a fórmula soc() (Soma dos filhos) têm uma tabela de orçamento e um gráfico associados, que podem ser visualizados nas informações do vali.

1. Navegue para o bloco Fan e clique no nome do vali Mass para abrir os respetivos detalhes.

2. Clique no controlo Budget na parte superior para ver uma decomposição da massa total da ventoinha. Pode expandir a estrutura clicando nas setas à esquerda dos nomes dos blocos.

   

3. Clique no controlo Breakdown Chart para ver uma decomposição da massa total da ventoinha. O gráfico circular mostra a decomposição da massa para o nível imediatamente inferior de subsistemas.

   

Utilizar Margens

Numa fase inicial de desenvolvimento, normalmente não tem a certeza dos valores exatos de qualquer propriedade. É por isso que adicionar uma margem ao valor pode ser útil. O Requirements & Systems Portal propaga esta incerteza ao longo de todos os seus cálculos (propagação linear da incerteza).

Por exemplo, poderá não conhecer o valor final de uma massa. Na maioria dos casos, acaba por obter uma massa superior ao esperado. Nestes casos, pode adicionar uma margem de segurança ao seu vali. Ao utilizar esta margem, o Requirements & Systems Portal calcula automaticamente um pior caso para o seu vali. Vamos fazer isto com a massa da hélice.

1. Navegue para o bloco Propeller e ative a visibilidade das colunas Margin + e Margin - na tabela utilizando o controlo Columns à direita.

   

2. Na coluna Margin + do vali Mass, introduza 10 (o que significa uma margem de 10%+).

   

3. Clique no nome do vali Mass para abrir a respetiva vista detalhada. O valor Worst Case será apresentado como 33g | 30g devido à margem de 10%+.

   

4. Com base na margem definida no bloco Propeller, o Requirements & Systems Portal atualiza automaticamente as margens e os piores casos no nível superior. Navegue para o bloco Fan e abra a vista detalhada do respetivo vali Mass. Como pode ver, a massa da ventoinha tem agora uma margem total de +1.28% e um pior caso de 238g | 235g.

   

Adicionar Etiquetas para as Suas Necessidades Personalizadas

As etiquetas são uma ferramenta multifunções para as necessidades específicas da sua equipa. Pode utilizá-las para marcar valis e blocos. Utilize-as para indicar:

• Fiabilidade de um valor (por exemplo, assumption/calculated/measured).

• Ações para membros da equipa (por exemplo, review: Tom/approval: Christine).

• Qualquer outra marcação ou agrupamento.

1. Navegue para o bloco Motor.

2. Faça duplo clique na célula da coluna Tags do vali Mass, escreva measurement e prima Enter para adicionar a etiqueta.

   

Ligar Blocos a Requisitos

Agora que já tem a estrutura básica do sistema, vamos estabelecer uma ligação entre o sistema Fan e os requisitos da nossa especificação Fan_Specs. Isto cria uma ligação direta entre o desenho do sistema e o requisito.

1. Navegue para o Módulo de Requisitos clicando no ícone  na barra de Navegação de Módulos à esquerda e abra a especificação Fan_Specs.

2. Selecione a caixa à esquerda do cabeçalho da coluna Identifier para selecionar todos os requisitos dentro da especificação.

3. Faça duplo clique dentro de uma célula da coluna Applicable Block, selecione Fan na lista pendente e confirme a atualização em massa.

   ❯ ❮ Javascript ID: RSP_FanTutorial_Requirements_AddApplicableBlock

Para mais informações sobre a funcionalidade Applicable Blocks, consulte a página Applicable Blocks.

Criar Tabelas de Orçamento e Gráfico Circular

Temos agora uma decomposição preliminar do desenho do nosso sistema e gostaríamos de ver os orçamentos de massa no nosso documento de análise (Project_Summary) criado anteriormente. Vamos adicionar novos blocos à nossa documentação.

1. Navegue para o Módulo de Análises clicando no ícone  na barra de Navegação de Módulos e selecione Project_Summary.

2. Clique no controlo Click to add new block na parte inferior do documento.

3. Na janela Add Block que se abre, expanda a entrada Table e selecione Budget.

   

4. Será adicionado um novo bloco ao documento. Clique no controlo Add data to this table para abrir a janela Table Block onde pode selecionar os valis para os quais pretende ver a decomposição. No campo vali, selecione Fan.Mass.

   

5. Clique em  na janela Table Block. Será adicionada uma nova tabela ao documento. Nesta tabela, tem acesso ao orçamento de massa do Valifan com uma decomposição completa, margens e cenários de pior caso.

   

6. Também pode criar uma representação gráfica da decomposição da massa utilizando um gráfico. Clique no controlo Click to add new block na parte inferior do documento.

7. Na janela Add Block , expanda a entrada Charts e selecione Budget.

   

8. Será adicionado um novo bloco ao documento. Clique no controlo Add data to this table para abrir a janela Table Block . No campo vali, selecione Fan.Mass e depois clique em . Será adicionado um novo gráfico ao documento.

   

Definir Modos

Alguns valores não são estáticos, mas dependem do estado do produto que está a desenvolver. É para isso que servem os modos: acompanham diferentes configurações e as suas relações com o seu produto.

Nesta parte do tutorial, definimos modos da ventoinha: diferentes velocidades, modos de potência e estados ON/OFF.

Adicionar Modos

O motor pode funcionar a três velocidades discretas que podem ser modeladas por modos.

1. No Módulo de Desenho do Sistema (), abra o bloco Motor .

2. Navegue para o separador Modelists na parte superior. As modelists servem para modelar propriedades dependentes do modo, como consumo de potência, velocidade de rotação, impulso, etc.

   

3. Clique no botão  no canto superior direito. Na janela Create Modelist que se abre, introduza speed_settings no campo New Modelist name e 3 no campo # (Number of modes).

   

4. Depois de clicar no botão  na janela Create Modelist, será criada uma nova modelist. Clique na seta à esquerda do nome da nova modelist para a expandir.

   

5. Altere os nomes dos modos dos valores predefinidos a, b e c para ZERO, LOW e HIGH, respetivamente.

   

6. Clique no controlo Properties na parte superior da página para regressar aos valis do bloco.

7. Clique no botão  no canto superior direito para abrir a janela Create Property. Nesta janela:

   1. Selecione o separador Matrix.

   2. Introduza rotational_speeds no campo Name.

   3. Selecione speed_settings na lista pendente do campo Mode reference.

   4. Introduza rpm no campo Display Unit.

   Uma vez que está a adicionar uma referência de modo, o número de linhas e colunas será automaticamente obtido e preenchido a partir da modelist. Por isso, não tem de definir as linhas e colunas na janela Create Property .

   

8. Clique no botão  na janela Create Property e depois clique na seta à esquerda do nome da nova propriedade para a expandir. Altere os valores (que atualmente são 0) da seguinte forma:

   • ZERO = 0rpm

   • LOW = 2000rpm

   • HIGH = 5000rpm

   

9. Crie uma modelist para o bloco Speed_Controller com o nome power_modes e com dois modos. Altere os nomes dos modos predefinidos a e b para ON e OFF, respetivamente.

   

10. Crie uma modelist para o bloco Fan com o nome state e com três modos. Altere os nomes dos modos predefinidos a, b e c para OFF, MIN e MAX, respetivamente.

    

Tornar os valis dependentes do modo

Agora, com os modos do sistema definidos, pode tornar os valis dependentes deles. Um vali pode nem sempre ter o mesmo valor, mas sim um valor dependente de um determinado modo.

1. Navegue até às propriedades do bloco Fan e clique no nome do vali PowerConsumption para abrir a respetiva vista detalhada.

2. Clique no botão  para abrir a janela Select Modelist. Selecione state na lista pendente e clique no botão .

   

3. De forma semelhante, torne o vali PowerConsumption do bloco Motor dependente do modo speed_settings e o vali PowerConsumption do bloco Speed_Controller dependente do modo power_modes.

4. Altere os valores do consumo de energia do bloco Motor da seguinte forma:

   • ZERO = 0W

   • LOW = 1W

   • HIGH = 4W

   

5. Altere os valores do consumo de energia do bloco Speed_Controller da seguinte forma:

   • ON = 0.1W

   • OFF = 0W

   

Ligação dos modos

Os estados de um sistema podem depender uns dos outros. É por isso que, no Requirements & Systems Portal, pode ligar modos que pertencem em conjunto.

Nesta parte do tutorial, criamos uma ligação entre os estados da ventoinha e os modos do motor e do controlador de velocidade.

1. Navegue até às modelists do bloco Fan e clique no nome da modelist state para abrir o respetivo painel de detalhes.

   

2. Clique no ícone  na parte superior do painel. Na lista pendente Select Modelist na parte inferior do painel, selecione Speed_Controller.power_modes e clique no botão  e, em seguida, selecione Motor.speed_settings e  clique no botão . Os modos serão adicionados conforme mostrado abaixo.

   

3. Edite as ligações entre os modos conforme mostrado abaixo e, em seguida, clique no botão  para guardar as alterações.

   

4. Na vista Properties do bloco Fan, pode ver que os valores de Power Consumption foram alterados conforme mostrado abaixo.