システムズ エンジニアリング
R2026bシステムズ エンジニアリングでは、System Composer™ を使用して、システムを表現しシミュレーションするアーキテクチャとコンポーネントの動作をモデル化することができます。System Composer のワークフローでは、ステークホルダーのニーズを捉えてシステムレベルの要件に落とし込み、それに基づいてアーキテクチャ設計を推進できます。System Composer を使用すると、以下を行うことができます。
アーキテクチャ モデルをコンポーネント、ポート、およびコネクタで構成する。
モデリング言語を拡張してメタデータを取得し、ステレオタイプを使用してアーキテクチャ要素のスタイルを設定する。
データ インターフェイス、物理インターフェイス、またはクライアントサーバー インターフェイスをポートに定義し、コネクタを使用してコンポーネント間の相互作用を記述する。
ポート インターフェイスとインスタンス固有パラメーターを含む、コンポーネント インターフェイス定義を取得する。
アーキテクチャ データを使用して、クエリベースのフィルターを備えたアーキテクチャ ビューを生成する。
シーケンス図を使用して、コンポーネント間の相互作用をメッセージ受け渡しのシーケンスとして表現する。
機能アーキテクチャ、論理アーキテクチャ、および物理アーキテクチャの間で、割り当てによる有向関係を確立する。
アクティビティ図を使用してシステムを機能的な動作に分解し、アクティビティのシミュレーションを行い、システム全体のデータの流れを可視化して検証する。
解析およびトレード スタディを行ってアーキテクチャ設計を最適化する。
Simulink®、Stateflow®、および Simscape™ を使用して、コンポーネントの動作をアーキテクチャ モデルで記述する。アーキテクチャ モデルのシミュレーションを実行し、設計プロセスのさまざまな段階でシステム設計を検証する。
Simulink Variant Manager™ は、Simulink モデルおよび System Composer アーキテクチャ内の設計バリアントを構成、管理、解析するためのツールを提供します。設計上の選択肢の特定の組み合わせを表すバリアント コンフィギュレーションを定義し、システム全体に制約を適用して、無効なバリアントの組み合わせを防ぐことができます。バリアント アナライザーを使用して構成を比較し、カバレッジ ギャップを検出したり、バリアント リデューサーを使用して展開または外部チームと共有するためのスタンドアロン モデルを生成したりすることもできます。Simulink Variant Manager は、System Composer のバリアント コンポーネントと連携してアーキテクチャ レベルでの変動性を管理したり、Simulink Test™ と連携してバリアントの組み合わせを体系的に検証したり、Simulink Coverage™ と連携して構成全体のテスト カバレッジを測定したりできます。
Requirements Toolbox™ を追加することで、機能要件および設計要件を定義し、System Composer のコンポーネントやポートにリンクさせることができます。Requirements Toolbox を Simulink Test と組み合わせて使用し、テスト ケースへのリンクを作成して、要件を自動的に検証できます。
システムの安全性と信頼性を評価することはシステムズ エンジニアリングの中核をなす部分であり、設計がコンポーネントの故障にどのように応答するかを解析し、開発の初期段階でハザードを特定するとともに、アーキテクチャが安全要件を満たしているかどうかを評価します。Simulink Fault Analyzer™ を追加することで、アーキテクチャ上でこれらのアクティビティを実行できます。System Composer モデルの信号に故障を注入し、その影響をシミュレーションすることで、アーキテクチャが故障にどのように応答するかを評価します。安全性解析マネージャーを使用すると、安全性が重視される開発プロセスで一般的に行われる体系的な安全性評価を実施できます。これには、Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) や Functional Hazard Assessment (FHA) などの表形式の解析と Fault Tree Analysis (FTA) などのツリーベースの解析が含まれます。ハザード解析から設計、検証に至るまでのトレーサビリティを維持するために、Requirements Toolbox を使用して、故障情報や安全性解析のアーティファクトを要件、テスト、およびアーキテクチャ要素にリンクできます。
これらのツールをすべて使用することで、プログラムのライフサイクル全体にわたり、アーキテクチャ レベルの設計モデルに対して要件を作成して、管理し、検証することができます。
システムズ エンジニアリング 向け製品
System Composer
システムおよびソフトウェア アーキテクチャの設計、解析、シミュレーション
Requirements Toolbox
設計とテストの要件の作成、リンク、および検証
Simulink Variant Manager
Configure, manage, and analyze variants
Simulink Fault Analyzer
Model faults and analyze effects
トピック
モデルベース システムズ エンジニアリング
- システム設計用のアーキテクチャ テンプレートの選択 (System Composer)
ドメイン固有の拡張機能に基づいてアーキテクチャ テンプレートを選択する。 - アーキテクチャ モデルを使用したシステムの構成と解析 (System Composer)
アーキテクチャの定義、メタデータの追加、解析の実行、コンポーネントの依存関係の確認、動作の実装。 - アクティビティ図を使用したシステムの動作の記述 (System Composer)
System Composer のアクティビティ図とその相互作用について学習する。 - シーケンス図を使用したシステムの動作の記述 (System Composer)
System Composer のシーケンス図で相互作用を使ってモデルの動作を記述する。
システム アーキテクチャのモデル化
- Compose Architectures Visually (System Composer)
Create architecture models using built-in model element types, such as components, ports, and connections. - Decompose and Reuse Components (System Composer)
Configure components for reuse across models. - コンポーネント間のポート インターフェイスの定義 (System Composer)
コンポーネント間の接続を定義するポート インターフェイスについての説明。 - Extend System Composer Language Elements Using Profiles (System Composer)
Extend architectures by defining stereotypes in profiles to apply to model elements with property values.
要件とテスト
- MATLAB または Simulink での要件の作成 (Requirements Toolbox)
要件を作成し、MATLAB® または Simulink を使用して要件の階層を定義します。 - 設計から検証への要件の割り当てとトレース (System Composer)
要件のリンク、トレース、管理、検証、妥当性確認。 - リンクの作成と保存 (Requirements Toolbox)
リンクを作成して設計項目とテスト項目まで要件をトレースする。 - Validate Requirements for Machine Cooling System Architecture (System Composer)
Validate requirements using a machine cooling example. - Analyze Requirements Table Blocks for Requirements Specification Problems (Requirements Toolbox)
Use Simulink Design Verifier™ to validate Requirements Table blocks. (R2022a 以降) - 要件検証ステータスの確認 (Requirements Toolbox)
要件の検証ステータスを使用して、要件にリンクされたテスト結果と解析結果を確認する。
バリアント管理
- Simulink Variant Manager Basics (Simulink Variant Manager)
Manage variants in Simulink models. - Variant Configurations (Simulink Variant Manager)
Use variant configurations to represent combination of variant choices across model hierarchy. - Create and Activate Variant Configurations (Simulink Variant Manager)
Create and activate variant configurations for a model. - Reduce Variant Models Using Variant Reducer (Simulink Variant Manager)
Generate reduced models that contain a subset of the available variant configurations. - Run Tests for Variant Models Using Variant Configurations (Simulink Variant Manager)
This example shows how to run tests for a variant model using variant configurations.
コンポーネントの動作
- Implement Component Behavior Using Simulink (System Composer)
Associate components with behavior models in Simulink. - Implement Component Behavior Using Simscape (System Composer)
Associate components with physical behavior in Simscape. - Implement Component Behavior Using Stateflow Charts (System Composer)
Associate components with state machine behavior in Stateflow.
解析、トレード スタディ、および表示
- Analyze Architecture (System Composer)
Perform static analysis on a System Composer architecture to evaluate characteristics of the system. - Analysis Function Constructs (System Composer)
Perform roll-up, class-based, allocation-based, remaining useful life, and variant analysis. - Simple Roll-Up Analysis Using Robot System with Properties (System Composer)
Perform a simple roll-up analysis for a robot using System Composer analysis tools. - Create Custom Views Using Architecture Views Gallery (System Composer)
Create and modify views using the Architecture Views Gallery tool.
故障のモデル化と安全性解析
- Define and Model Faults (Simulink Fault Analyzer)
Add faults to a Simulink model, configure their properties, and observe their impact on model behavior through simulation. - Specify Fault Properties (Simulink Fault Analyzer)
Specify fault names, behaviors, trigger types, and other properties when creating faults or by using the Property Inspector. - Add and Simulate Faults in System Composer Models (Simulink Fault Analyzer)
Add faults to System Composer components and simulate faults on component interactions. - Create Spreadsheets in the Safety Analysis Manager (Simulink Fault Analyzer)
Create a spreadsheet in the Safety Analysis Manager. - Write Callbacks to Analyze Safety Analysis Manager Spreadsheets (Simulink Fault Analyzer)
Use MATLAB to define code that executes automatically or manually to analyze spreadsheets in the Safety Analysis Manager. - Create Fault Trees in the Safety Analysis Manager (Simulink Fault Analyzer)
Create a fault tree in the Safety Analysis Manager. (R2026b 以降) - Write Callbacks to Analyze Safety Analysis Manager Fault Tree Documents (Simulink Fault Analyzer)
Use MATLAB to define code that executes automatically or manually to analyze fault tree documents in the Safety Analysis Manager. (R2026b 以降)
注目の例
Develop and Verify a Quadcopter System Architecture
Design quadcopter to follow trajectory with systems engineering approach.
小型 UAV のシステム アーキテクチャのモデル化
小型の無人航空機のアーキテクチャを設定し、調整する。
System Composer レポート API によるシステム アーキテクチャ レポートの生成
アーキテクチャ用のレポート ジェネレーターの完全なスクリプト。
System Composer ワークフローでのモバイル ロボットのシミュレーション
システムズ エンジニアリング ワークフローでモバイル ロボット アーキテクチャをシミュレーションする。
電気自動車充電器のロック機構の形式的要件についての解析
Requirements Table ブロックと Simulink Design Verifier を使用して、電気自動車充電ステーションのロック機構の形式的要件を作成、解析、更新する。
トレーサビリティ マトリクスで要件を完全にトレース可能にする
プロジェクト内でリンクされていない要件を特定し、それらをモデルベース デザイン項目にリンクする。
クワッドコプターのアーキテクチャ設計を使用した航続時間の計算
System Composer の解析を使って航続時間を計算してクワッドコプターを設計する。
モデルベース システムズ エンジニアリングを使用したインスリン注入ポンプの設計
System Composer を使用してバリアント解析を行うことでインスリン注入ポンプを設計する。
Manage, Configure, Reduce, and Analyze System Variants with Simulink Variant Manager
Gives an overview of the capabilities of the Simulink Variant Manager app in Simulink.
スロットル位置制御システムのソフトウェア アーキテクチャのモデル化
スロットル位置制御システムのソフトウェア アーキテクチャを作成する。
宇宙ベースの用途向けのモデルベース システムズ エンジニアリング
CubeSat モデルベース システムズ エンジニアリング プロジェクト テンプレートを確認する。
Perform a Failure Mode and Effects Analysis on a Rotorcraft UAV
Use the Safety Analysis Manager and MATLAB to construct safety properties in an FMEA and validate them for a UAV.
対話形式の学習
System Composer 入門
無料の自己学習対話型形式のコースを受講すると、System Composer の利用を開始する際に役立ちます。
ビデオ
What Is System Composer?
System Composer は、システムおよびソフトウェア アーキテクチャ設計用のモデルベース システムズ エンジニアリング ツールであり、複雑なシステムやシステムオブシステムズを細分化して管理しやすい要素に分解できます。
システムズ エンジニアリングとは
このビデオでは、システムズ エンジニアリングの概要とそれが役立つ理由について説明します。システムズ エンジニアリングが、プログラムの目的を満たす複雑なプロジェクトを効率的に開発する上でどのように役立つのかについて、概要を示します。
Three Ways to Analyze Requirements Traceability in MATLAB
要件のトレーサビリティ分析は、設計やテストなどの開発ライフサイクルの他の側面と要件間の接続を追跡するプロセスです。すべての要件が考慮され、存在する理由があり、適切に実装され、テストを通じて検証されることを確実にします。
How to Use Simulink Variant Manager
バリアント管理とは、エンジニアード システム内の製品のバリエーションを管理するための方法です。Simulink Variant Manager は、モデル内のバリアント コンフィギュレーションを構成、解析、削減するためのツールを提供することで、バリアントによって生じる複雑さを管理するのに役立ちます。
Simulink Fault Analyzer の紹介
Simulink Fault Analyzer の基本的な概念を学習します。
