“我们为客户提供了客户的价值，并通过设计专业知识和知识，而不是通过编码。金宝appSimulink和Embedded Coderer使我们能够通过将资源转换和从代码实现的焦点转换为系统设计和系统级测试来加速开发。“
别尔夫瓦尔斯曼，贝克休斯
随着可进入的石油和天然气沉积物变得稀少，石油公司通常必须钻取三维井延伸超过几公里以达到新的水库。钻孔期间需要精确转向控制，以最大限度地提高储层接触并避免击中现有的井。
Baker Hughes正在开发先进的定向钻探服务，该服务包括帮助石油和天然气算子在其水库中精确地将井架置于井架的算法。在井下环境中的强烈振动中运行在嵌入式处理器上，这些算法准确地测量钻孔的倾斜和方位角，因为它钻孔。Baker Hughes工程师使用模型的设计来开发和改进算法，并减少对现场测试的依赖。
“在我们的行业中，现场测试既困难又昂贵，”贝克休斯博士奥利弗·霍恩博士说，信号处理和控制功能经理。“基于模型的设计使我们能够创建模拟的井下环境并运行硬件循环测试，以验证开发中的新想法，并在将其部署到现场之前验证我们的固件。”
使用来自磁力计和加速度计的信号来计算钻井系统的倾斜度和方位角。井下振动和冲击扭曲了这些信号，导致井筒位置的不确定性随着井的深度而增加。Baker Hughes先前具有手工编码的测量算法，以处理传感器信号。然而，对于某些复杂的钻探情景，该公司认为系统性能可以显着提高。
由于工程团队缺乏钻井系统的模型，因此他们无法复制遇到的场景，并且无法在完整系统中测试算法。结果，难以比较算法实现。此外，该公司发现C中的手工编码算法易于出错，并且经常产生与原始规范不匹配的实现。
Baker Hughes用Matlab使用了基于模型的设计®和模拟金宝app®建立新的发展过程。他们开始通过在桌面模拟中测试其现有算法，然后使用建模和自动代码生成来改进算法。
在Simulink工作金宝app，Baker Hughes工程师创建了一个环境模型，捕获了井下冲击和振动的影响，以及包括过滤器，模数转换器和其他电气和机械部件的传感器型号。
然后，团队使用S函数来创建其现有C算法的Simulink块。金宝app它们将这些块与环境和传感器模型结合起来运行系统级模拟。
团队与Baker Hughes的其他专家一起创建了测试用例，以复制钻井场景，并在Simulink中运行模拟以测试这些方案中的现有算法。金宝app
该团队使用模拟结果来调试和改进其现有的C算法，并指导改进硬件设计，包括模拟过滤器。
要进行硬件循环（HIL）测试，该团队使用嵌入式编码器生成来自环境和传感器模型的代码®并将其部署到实时处理器。此设置使该团队能够首次运行其整个系统的测试 - 包括算法，传感器和环境 - 在实验室中。
模拟和HIL结果分析显示了算法改进的机会，该团队通过重新设计和改进Simulink中的原始C算法来实现。金宝app在此阶段，该团队在新设计中为每个功能开发了Simulink单元测试。金宝app在整个开发过程中持续运行这些测试。
它们使用Simuli金宝appnk Check™和Simulink Coverage™来检查符合Mathworks汽车咨询板（MAAB）建模标准，并测量其测试用例的模型覆盖率。
使用嵌入式编码器，他们从Simulink算法模型中生成了系统代码的算法部分，以获得其生产浮点处理器。金宝app这占完整系统的大约一半代码。
该集团与Baker Hughes中的其他工程团队共享其系统模型，使这些团队能够在自己的项目上运行系统级测试。
昂贵的现场测试最小化。“一个场地测试可以花费超过100,000美元，甚至在该成本上没有复制客户遇到的复杂情景，”Hoehn说。“基于模型的设计的模拟和HIL测试使我们能够模拟现实条件并进行较少的现场测试。”
未来的发展工作减半。“我们使用Simulink和嵌入式编码器开发的模型图书馆和框架用于HIL测试，其他Baker Hughes团金宝app队已经使用，”Hoehn说。“关于未来的项目，我们预计这种重用将减少算法系统所需的资源50％。”
固件质量改进。“我们已经看到了基于模型设计开发的固件质量的显着改进，从而提高了可靠性和可重用性，”Hoehn说。Baker Hughes System Architic Involf Wassermann补充道，“我们现在有一个一致的HIL测试设置，我们可以用来衡量我们的质量改进的进步，并改善了我们的整个开发过程。”
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