庞巴迪运输公司实施基于模型的设计,以加速轨道推进系统的开发

挑战

缩短轨道推进系统的嵌入式控制软件交付周期

解决方案

使用基于模型的设计来验证需求、验证设计,并为嵌入式目标生成生产代码

后果

  • 提前期成本降低35%
  • 采用精简的新工作流程
  • 代码实现延迟最小化

“我们的S金宝appimulink模型作为我们设计的单一、内聚的来源——包括文档和实现——这降低了成本,并使更改更容易实现。随着我们增加更多的自动化测试,我们也降低了认证成本。”

Claes Lindskog,庞巴迪运输公司

庞巴迪开往德国的火车。


轻轨、地铁、通勤、城际、机车和高速列车的新设计必须满足车辆将服务的城市或地区的特定需求。此外,这些车辆的软件系统必须符合当地和国家特定法规以及行业标准,如EN 50128和EN 50657。

在轨道交通行业,系统测试通常在整车建成并在轨道上运行之前无法进行。在这个阶段发现缺少的需求或需求中的误解是非常昂贵的。庞巴迪运输公司的工程师缩短了交付周期,降低了公司产品的开发成本密特拉克采用MATLAB的基于模型的设计®和Sim金宝appulink®.

庞巴迪运输公司推进控制、平台开发经理Claes Lindskog说:“通过基于模型的设计,我们可以更早地验证客户要求和设计,这使我们能够将风险降低并将交付周期缩短35%或更多。”。“从我们的模型生成嵌入式代码使我们能够合并设计和实施团队,最大限度地减少延迟并进一步缩短交付周期。”

挑战

在采用基于模型的设计之前,Bombardier遵循了控制软件开发的传统瀑布式工作流:一个团队负责需求和设计,然后将这些需求和设计交给另一个团队,通过传统的手工编码来实现,这种手工编码既手工又容易出错。大多数测试是在半环硬件环境中进行的,然后是硬件/软件系统的组合测试,有些测试必须在列车上进行。如果在此过程的后期发现错误,可能会导致数周甚至数月的高成本返工和延迟。

庞巴迪需要一种方法,使他们能够避免由于需求不明确、标准复杂以及直到开发过程后期才能够测试设计而导致的项目延迟和成本超支。

认识到采用新方法在组织上具有挑战性,他们希望通过向工程团队提供适当的支持来平稳过渡。金宝app

解决方案

庞巴迪采用基于模型的设计,并与MathWorks合作,以促进向新开发方法的过渡。

庞巴迪工程团队参加了由MathWorks工程师举办的研讨会,重点是通过模拟检测和纠正设计错误。在这些会议之后,庞巴迪工程师与MathWorks支持部门合作进行试点,以在实际的客户交付项目中演示该概念。金宝app

在一个例子中,团队用MATLAB和Simulink创建了电气和控制系统模型。通过模拟模型,他们确定了一个电气故障,该故障通常在联合系统测试之前不会被发现。建模的成功(ROI超金宝app过100%)有助于减少组织对新开发方法的抵制。

在新的工作流中,Bombardier工程师配置和调整Simulink中提供的控制模型,以满足IBM中获取的客户定义的需求金宝app®合理的®®还是微软®Word文档。然后,他们创建推进系统的电气硬件(工厂)模型,并运行闭环仿真,以验证需求,验证功能,并评估控制器性能。

他们使用嵌入式编码器从控制器模型生成C代码®. 在编译代码并将其部署到嵌入式目标之后,他们运行硬件在环(HIL)测试以验证软件的实时操作。HIL测试之后,在实验室对推进硬件进行测试,然后在实际列车上进行测试。

庞巴迪工程师正在努力扩展他们的工作流程,以包括软件在环(SIL)和处理器在环(PIL)测试,并使用IEC认证套件简化EN 50128/EN 50657认证。

后果

  • 成本降低了45%,交货期降低了35%。Lindskog说:“在我们第一个基于模型的设计项目中,我们根据客户的要求开发了一个复杂的新功能。“与使用我们的传统方法相比,使用基于模型的设计,我们需要的设计、实现、测试和文档迭代要少得多,从而减少了45%的成本和35%的交付时间。这一极具挑战性的功能从一开始就完美运行,给客户留下了深刻的印象。”
  • 采用新的简化工作流程。林德斯科格说:“引入一种新的工作方式往往比你想象的要复杂。”“与MathWorks的技术合作不仅有助于解决技术问题,还确保我们采取的方法与行业最佳实践保持一致。”
  • 代码实现延迟最小化。“将设计和实现分开的团队会导致误解;庞巴迪运输公司的软件应用工程师Pontus Jernberg说。“现在我们作为一个团队工作,几乎可以立即实现,因为我们使用Embedded Coder生成代码。”

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