Gestire modelli complessi Architettura e Dati Paolo Bizzarri MathWorks Italian Offices 4 Novembre Milano

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Giuliana Cavallaro
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1 Gestire modelli complessi Architettura e Dati Paolo Bizzarri MathWorks Italian Offices 4 Novembre Milano 2014 The 2014 The MathWorks, Inc. 1

2 Modello complesso Sistema complesso? Relazioni tra Sistema e Modello NON ESISTONO MODELLI ( E SISTEMI), ESISTONO SOLO PROBLEMI (George Klir) TUTTI I MODELLI SONO SBAGLIATI MA ALCUNI SONO ANCHE UTILI (Box) 3

3 Un parte relativamente semplice Cosa rende un complesso? Problema: L aereo al decollo pesa 300 ton. Come dimensiono di massima smorzamento ed elasticita delle sospensioni affiche le oscillazioni siano non moleste in ampiezza e frequenza? Natura del Problema: Sistema di abbattimento oscillazioni masse, molle smorzatori, ODE Simulink Confidenza ODE Dettaglio 4

4 Cosa rende un complesso? Si aggiungono dettagli fisici sul Problema: Hai dimensionato di massima i parametri per una sospensione che deve smorzare le oscillazioni di 300t. Ma la geometria vera del carrello (struttura meccanica, altezza al suolo) e stata considerata? Natura del Problema: Sistema di corpi con geometria reale atti a smorzare le oscillazioni fisico (SimMechanics) Confidenza ODE + modellazione fisica Dettaglio 5

5 Componenti fisici (sottosistemi) si aggiungono Cosa rende un complesso? Problema: Hai un realistico della meccanica. Bene. Ma chi muove la meccanica? Hai dimensionato la Potenza dei motori elettrici (attuatori) e/o i circuiti idraulici che muovono/fissano I corpi? Natura del Problema: dimensionare e specificare attuatori carello (dominio elettrico e idraulico) Confidenza ODE + modellazione fisica multidominio Dettaglio 6

6 Controllo e Supervisione Cosa rende un complesso? Problema: Hai modellato e specificato I controlli degli attuatori? Problema: Hai modellato la la logica di sicurezza del carello? (non e che questo viene rilasciato in volo?) Natura del Problema: teoria del controllo (PID) e teoria delle machine a stati (logica di safety) ODE + modellazione fisica Multidominio + controlli e machine a stati Confidenza Dettaglio 7

7 Il procede per stadi di dettaglio PID (controls) + logica supervisione Confidenza ODE + modellazione fisica multidominio Dettaglio Un tool di simulazione che integra diversi domini e semantiche fa impennare la confidenza sul Un tool ad alta usabilita rende veloce il processo 8

8 Le soluzioni emergono mano a mano x1 NON POSSO FARE IL MODELLO TROPPO SEMPLICE x2 NON FATE IL MODELLO TROPPO DETTAGLIATO Start with a simple model (but not too simple). Make the model complex (but not too complex) (Einstein in the end) 9

9 Punto di saturazione (ottimale) di un Architettura piu forte Confidenza Dettaglio Il genera rumore addizionale attorno alle soluzioni ARCHITETTURA Hierarchy is one of the central structural schemes that the architect of complexity uses (Simon) 10

10 L architettura e una tecnica di comunicazione e addomesticazione della complessita. Quali sono le relazioni tra architettura e complessita? Una buona architettura presenta notevoli vantaggi: 1. Controllo della complessita 2. Comprensione di limiti e pregi del 3. Ottimizzazione del lavoro e delle risorse 4. Massimizzazione degli impieghi del (documentazione, test, generazione automatica di codice). 11

11 Simulink Variants & Simulink Project Manager caso di studio: veicolo ibrido 12

12 Variants Vehicle Dynamics ha due varianti Electric Plant ha tre varianti Vehicle Dynamics ha due varianti Battery Charger ha 3 varianti Generator ha 2 varianti 13

in the Model SLDD File SLDD File SLDD File Global Data

13 Simulink Data Partitioning Data Dictionary Simulink SLX FileSLX FileSLX File Model 1 Model 2 Model 3 Local Data in the Model SLDD File SLDD File SLDD File Global Data Global Design Data in a Data Dictionary MATLAB Workspace 15

14 SIMULINK PROJECT concurrent engineering Integratore Componenti Confidenza Dettaglio (e tempo) 16

15 CONCLUDENDO.. 1. Il tipo di problema decide la classe di modelli da usare 2. La complessita (dimensione del ) aumenta col tempo 3. Il rischia di esplodere 4. Una buona architettura vi consente di tenere sotto controllo le dimensioni del progetto, di riutilizzare componenti, di separare dati e struttura e di organizzare razionalmente il lavoro.. paolo.bizzarri@mathworks.it 17

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