Thiết kế dựa trên mô hình là gì
Model-Based Design - Thiết kế dựa trên mô hình (MBD) là kĩ thuật tiếp cận hệ thống phức tạp bằng cách trực quan, ví dụ như việc thiết lập và sử dụng mô hình toán học của hệ nhằm phân tích và thiết kế bộ điều khiển. Từ mô hình đó hoàn toàn có thể thực hiện mô phỏng đáp ứng thời gian thực của hệ và trong trường hợp cụ thể như phần mềm điều khiển, chúng ta hoàn toàn có thể tạo code tự động (automatically generate code) và thực hiện ngay trên mạch điều khiển tích hợp (embedded controller).
Image result for model based design

Thiết kế dựa trên mô hình (MBD) được sử dụng phổ biến trong điều khiển chuyển động, thiết bị công nghiệp, hàng không vũ trụ, và các ứng dụng ô tô. Thiết kế dựa trên mô hình (MBD) tương tự như phần mềm CAD, cho phép các nhà thiết kế cơ khí tạo ra các mô hình lắp ráp ảo để hiểu liệu các chi tiết sản phẩm hoạt động như thế nào trước khi được sản xuất. Một cách tương tự, thiết kế dựa trên mô hình cho phép các nhà phát triển phần mềm nhúng tạo các mô hình mô phỏng để hiểu liệu thuật toán có hoạt động hay không trước khi mã nhúng được viết. 
Image result for model based design
MBD giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống tổng thể. Thông qua việc tạo mẫu ảo, các kỹ sư hệ thống có thể dễ dàng xem xét liệu toàn bộ hệ thống (cơ, điện, thủy lực và khí nén, cộng với phần mềm nhúng) sẽ hoạt động như dự định hay không, trước khi phần cứng được sản xuất hoặc chế tạo để thử nghiệm. Các nhà phát triển phần mềm nhúng có thể tự động tạo code nhúng từ các mô hình mô phỏng, tương tự như cách mà một bản vẽ CAD được dịch tự động sang code NC.
Tác động đến các công ty top đầu như thế nào? 
Các công ty sử dụng MBD đưa ra nhận xét MBD có thể giúp họ:
Đấu giá và giành chiến thắng tại các dự án.
Gần đây, chúng tôi đã giành được một dự án mà một số đối thủ cạnh tranh đã từ chối đấu thầu vì thời gian eo hẹp ràng buộc. Sử dụng MBD chúng tôi đã kịp tiến độ bàn giao mà không gặp vấn đề gì.
– Lear Corporation
Tạo ra các sản phẩm mà các cách khác không tạo ra được.
Trước đây, việc xây dựng phần cứng bộ điều khiển cho sản phẩm chuyên dụng rất tốn kém. Với Simulink, chúng tôi có thể dễ dàng thực hiện thiết kế các bộ điều khiển của mình trên phần cứng PLC hiện có. Bây giờ chúng tôi có thể theo đuổi các cơ hội kinh doanh mới đối với các sản phẩm đòi hỏi dung lượng điều khiển thấp.
– Festo
Tạo đơn hàng và doanh thu sớm hơn.
Đội ngũ ba người của chúng tôi đã hoàn thành một nguyên mẫu đầy đủ chức năng chỉ trong sáu tháng với công cụ của MathWorks. Nếu không có các công cụ này, chúng tôi sẽ phải gia hạn dự án ít nhất sáu tháng nữa.
– Oce Technologies
Cung cấp các tính năng và hiệu quả mà đối thủ cạnh tranh không thể theo kịp.
Các hệ thống truyền động thủy tĩnh lai mà chúng tôi thiết kế và tối ưu hóa với MBD tiết kiệm nhiên liệu hơn 25% so với hệ thống truyền động thủy tĩnh tiêu chuẩn, tổng chi phí thấp hơn từ 15% -20%.
– FMTC
Đạt được chất lượng sản phẩm mà đối thủ cạnh tranh không thể sánh được.
Nhờ vào mô phỏng và thử nghiệm thời gian thực trên Simulink, chúng tôi có thể cung cấp một hệ thống điều khiển đặc biệt đáng tin cậy. Bộ điều khiển của chúng tôi đã được chứng minh là đáng tin cậy hơn các hệ thống truyền thống và không gây ra sự cố thời gian trong sản xuất, điều này rất quan trọng vì mất điện có thể tiêu tốn hơn 5.000 € mỗi giờ.
– Metso
Tác động đến việc giảm chi phí như thế nào?
Sử dụng các thành phần ít hơn và rẻ hơn
Theo ước lượng ban đầu, hệ thống Lanai yêu cầu pin 700 kilowatt/giờ. Tuy nhiên, các mô phỏng trên Simulink đã chỉ ra rằng chỉ cần pin có dung tích khoảng một nửa là đủ và không cần thiết bị truyền tải AC linh hoạt. Có nghĩa là chúng tôi tiết kiệm được hơn 200.000 đô la.
– Sandia National Lab
Giảm số lượng mẫu vật lý
Đối với dự án này, hiệu suất của phần cứng thực phù hợp với kết quả mô phỏng từ mô hình Simulink của hệ thống maglev, vì vậy chúng tôi không cần sửa đổi hệ thống thử nghiệm của mình. Việc loại bỏ được nhiều mẫu thử giúp chúng tôi không chỉ tiết kiệm thời gian mà kèm theo đó là tiền bạc vì mỗi  mẫu thử có giá từ 20.000 đến 30.000$. Dự án giảm chi phí đáng kể.
– Korea Institute of Machinery and Materials
Tái sử dụng các mô hình và đáp ứng các thiết kế
Sau khi thực hiện phiên bản PLC với Simulink PLC Coder, với một vài sửa đổi, chúng tôi đã tạo code vi xử lý bằng Embedded Coder. Chúng tôi đã chuyển sang code C chỉ bằng cách thay đổi sản phẩm tạo mã.
– Iveco
Sử dụng các đội nhóm ít thành viên hơn
MBD với thiết kế đồ họa và tạo mã tự động giảm lỗi phần mềm, cải thiện khả năng bảo trì và tái sử dụng, giảm thiểu các khó khăn trong việc phát triển phần mềm. Điều này cho phép chúng tôi xây dựng một nhóm phát triển bao gồm các chuyên gia về động cơ và điều khiển trong thời gian ngắn nhất có thể.
– Weichai Power
Giảm chi phí bảo hành.
Trong ngành công nghiệp, số lượng các vấn đề bảo hành tăng lên cùng với sự phức tạp của phần mềm. Hầu hết các sản phẩm gần đây mà chúng tôi hoàn thành bằng MBD, chúng tôi đã không có vấn đề gì về bảo hành liên quan đến phần mềm ứng dụng sau 12 tháng sản xuất. Đó là một kỷ lục mà khách hàng hiện tại và trong tương lai rất vui khi nghe điều này.
– Lear CorporationGiảm chi phí hỗ trợ.
Với các công cụ MathWorks, chúng tôi có thể thu thập dữ liệu từ quá trình sản xuất máy in và mô phỏng các lỗi trong nhà. Điều này làm giảm đáng kể thời gian giải quyết cho khách hàng, cũng như chi phí hỗ trợ và đi lại, bởi vì máy in của chúng tôi được bán trên toàn thế giới.
– Manroland
Giảm chi phí cho thủ tục chứng nhận và thời gian chuẩn bị.
Mô hình hóa, mô phỏng và thực thi phần mềm nhúng của máy thở với công cụ Simulink giúp đơn giản hóa nhiều thủ tục chứng nhận. Mô hình cung cấp tài liệu và kết quả phản hồi trực quan cho quá trình xem xét chứng nhận.
- Weinmann
Giảm chi phí cho tài liệu.
Chúng tôi đã sử dụng các mô hình Simulink và Stateflow của chúng tôi như là một tiêu chí kỹ thuật ảnh hưởng mạnh tới quá trình xem xét thiết kế.
- Mitsuba
Giảm thiểu chậm tiến độ.
Nếu cứ phải đợi cho đến khi phần còn lại của chiếc xe hoàn thành rồi mới tiến hành thử nghiệm thiết kế hệ thống treo, chắc chắn chúng tôi sẽ không thể đáp ứng tiến độ giao hàng.
- Rod Millen Special Vehicles
Áp dụng MBD cho các công ty nhỏ
Ngay cả với những lợi ích tiềm năng của việc sử dụng MBD, các nhà quản lý kỹ thuật thường xem xét những rủi ro của việc thay đổi quá trình phát triển của họ. Điều này đặc biệt đúng đối với các công ty nhỏ khi đứng trước quy trình mới và công cụ mới. Tuy nhiên, khi một công ty nào đó áp dụng MBD thường xuyên họ sẽ tin vào MBD và thường báo cáo rằng sẽ rất rủi ro nếu không áp dụng MBD.
Kết luận
MBD là một công cụ thay đổi cuộc chơi để phát triển hệ thống nhúng. Đối với các công ty có sản phẩm có giá hàng ngàn hoặc hàng triệu đô la, việc giảm số lượng nguyên mẫu dù chỉ là một chiếc cũng đủ giúp họ hoàn vốn đầu tư. Phần thưởng tương đương cho các công ty có sản phẩm giá rẻ và tiềm năng nếu họ là công ty đầu tiên đưa sản phẩm đó ra thị trường. Đối với họ, MBD sẽ giúp tăng tốc nhanh. Trong tất cả các kịch bản, các công ty đều luôn đạt được lợi ích lớn khi sử dụng MBD để phát triển phần mềm nhúng. 

0 nhận xét:

Cảm nhận Học viên

Matlabthayhai. Powered by Blogger.

Chatbox