Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

2011.11.01 - VV&A 3.3

474 views

Published on

  • Be the first to comment

2011.11.01 - VV&A 3.3

  1. 1. VV&A för flygsimulatoranläggningar Jan Tegnér
  2. 2. VV&A projektet <ul><li>När man utvecklar en flygsimulatoranläggning krävs kompetens både vad gäller generella VV&A processer, dokumentationsprocesser samt kunskap när det gäller organisation, modellutveckling och VV&A för det specifika användningsområdet. </li></ul><ul><li>Denna presentation ger en introduktion till vad man bör tänka på när man utvecklar en flygsimulatoranläggning, men det är viktigt att man alltid har kundbehov, scenario och syfte i tanke för att göra det som behövs i varje fall men att bara göra det tillräckligt bra. </li></ul>
  3. 3. Grundläggande entiteter i M&S och deras relation Source System Experimental Frame Model Simulator Modeling Relation Simulation Relation Bernard Ziegler
  4. 4. Testdriven utveckling <ul><li>VV&A måste ingå i utvecklingscykeln från början till slut. Det är INTE något man gör EFTER att utvecklingen är klar. </li></ul><ul><li>När man definierar acceptanskriterier så är det viktigt att: - säkerställa att kriteriet är testbart - definiera testfall (hur man verifierar acceptanskriterier) - definiera test design (vad krävs för att köra testfallet) - definiera input data and konfigurationer </li></ul>
  5. 5. GM VV Worldview
  6. 6. Basic VV&A Processes ACCEPT/accredit acceptability criteria simulation referent user needs conceptual model development products input data simulation results executing simulation validate validate verify verify validate V&V products
  7. 7. Distributed Simulation Engineering & Execution Process (DSEEP) <ul><li>Standarden IEEE 1730 DSEEP är tänkt att ersätta IEEE 1516.3 FEDEP. </li></ul><ul><li>FEDEP är en HLA, specifik utvecklingsprocess. </li></ul><ul><li>DSEEP är en generalisering av FEDEP så att den passar för andra simuleringsstandarder. </li></ul><ul><li>Innehållsmässigt är det ingen större skillnad mellan FEDEP and DSEEP. </li></ul>
  8. 8. MIL-STD-498 Artefacts MIL-STD-498 Data Item Descriptions Plans Concept/ Requirements Design Qualification Test Products User/ Operator Manual Support Manuals Software SDP SIP STRP OCD SSS SRS IRS SSDD SDD DBDD IDD STP STD STR SUM SCOM SIOM COM CPM FSM SPS SVD
  9. 9. Hierarchical document structure System C System B System A Sub-system A1 Sub-system A2 Sub-system A3 Sub-system A4 Subsystem A5 Sub-system C2 Sub-system C3 Sub-system C4 Subsystem B1 Subsystem B2 1/SSDD – SSDD for System of Systems 2/SSDD – SSDD for System A 3/SSDD – SSDD for System B 4/SSDD – SSDD for System A Subsystem C1
  10. 10. Utökning av MIL-STD-498 – ett exempel MIL-STD-498 Data Item Descriptions Plans Concept/ Requirements Design Qualification Test Products User/ Operator Manual Support Manuals Software/ Hardware SDP SIP STRP OCD SSS SRS IRS SSDD SDD DBDD IDD STP STD STR SUM SCOM SIOM COM CPM FSM SPS SVD HDP IP HRS HDD HTP HTD HTR HPS HVD MMS MMP HUM ATD ATR
  11. 11. Relationer mellan huvuddokument i MIL-STD-498 OCD SSDD SSS SRS STD SDD IRS IDD IRS IDD MMS HRS ATD HTD STR ATR HTR
  12. 12. Krav på Systemnivå SSS MMS IRS ? HRS OCD
  13. 13. Systemutveckling för M&S
  14. 14. Att utveckla en simuleringsanläggning <ul><li>Strukturerad utveckling av en simuleringsanläggning kräver bra utvecklings- och dokumentationsprocesser som fungerar som en ram. </li></ul>
  15. 15. Att utveckla en simuleringsanläggning <ul><li>Konststycket är att fylla ramen… </li></ul>
  16. 16. Att utveckla en simuleringsanläggning <ul><li>För att lyckas krävs att man har: 1) en strukturerad process för att bedriva t ex studier eller träning 2) en organisation med tydlig ansvarsfördelning och som både ansvarar för utveckling, verksamhet och underhåll 3) en strukturerad metod för att utveckla modeller 4) ett utvecklingsteam med kunskap och erfarenhet från flera olika domäner, t ex mjukvaruutvecklare, piloter, flygingenjörer, radarspecialister osv </li></ul>
  17. 17. Scenariobeskrivning <ul><li>Det första som krävs vid framtagning av en simulering är att definiera ett scenario. </li></ul><ul><li>Vilka typer och version av system ingår i scenariot? </li></ul><ul><li>Vilka begränsningar finns (experimental frame), t ex med avseende på geografiskt område, högsta och lägsta höjd osv. </li></ul>
  18. 18. Mål med simuleringen <ul><li>Vad är syftet med simuleringen? - Förmågeutveckling - SBA simulering - Taktikutveckling - Träningssimulatorer - Mission Rehearsal - Teknisk träning - Underhållssimulatorer - osv </li></ul><ul><li>Vad skall mätas? </li></ul><ul><li>Hur skall det mätas? </li></ul>
  19. 19. Vilka modeller behövs?
  20. 20. <ul><li>Hur interagerar modellerna med varandra? </li></ul><ul><li>Hur interagerar modellerna med den naturliga omgivningen? </li></ul><ul><li>Vilka delsystem består systemen av och vilka av dessa behöver modelleras för det aktuella scenariot och för målsättningen med simuleringen? </li></ul>Vilka modeller behövs?
  21. 21. Konceptuell analys av utvalda modeller <ul><li>Vilka tillstånd, förmågor, attribut och beteenden ska modellerna ha? </li></ul><ul><li>Vilken ”envelope” (experimentram) är modellen giltig inom? </li></ul><ul><li>Vilken information krävs från den simulerade omgivningen? </li></ul><ul><li>Vilken information behöver erhållas som konstanter eller parametrar? </li></ul><ul><li>Hur representeras de interna tillstånden i den simulerade omgivningen? </li></ul>
  22. 22. Experimental frame Blue Force’s System of System Fighter Radar Missile
  23. 23. Fidelitet <ul><li>Till vilken grad en modell eller simulering reproducerar tillstånd och beteende hos ett verkligt föremål eller uppfattningen av ett verkligt objekt eller annan referent på ett mätbart sätt. Ett sätt att mäta hur realistisk en modell </li></ul><ul><li>Fidelitet beskrivs oftast genom mätvärden, standarder eller bedömningar, t ex vad gäller noggrannhet, känslighet, upplösning, repeterbarhet mm. </li></ul>SISO Fidelity Study Group
  24. 24. Analysera behov av fidelitetsnivå för simulatorerna <ul><li>Fidelitet brukar ofta användas för att beskriva en graden av realism för en simulator som helhet, men en simulator har oftast olika fidelitetsnivå för olika faktorer/egenskaper. </li></ul>
  25. 25. Fidelitet <ul><li>VERKLIGHETEN ÄR INTE ETT REALISTISKT FIDELITETSMÅL - Det går inte att representera allt in i minsta detalj. - Alla modeller är approximationer - Välj en lösning som är tillräckligt bra för det avsedda ändamålet. </li></ul>SISO Fidelity Study Group
  26. 26. Fidelitet <ul><li>SYSTEMFUNKTIONER DRIVER FIDELITET, FIDELITET DRIVER INTE SYSTEMFUNKTIONER - Olika systemfunktioner kräver olika fidelitetsnivå. - Känslighetsanalys krävs för att besluta vilken fidelitetsnivå som behövs för olika egenskaper. - Att välja hög fidelitetsnivå för en mängd egenskaper garanterar inte att förmågan blir rätt. </li></ul>SISO Fidelity Study Group
  27. 27. Fidelitet <ul><li>DATA DEFINERAR FIDELITET, FIDELITET KAN EJ EXISTERA UTAN DATA - Detaljeringsnivån på tillgängligt data är grunden för fidelitet. - Utan validerat data finns det ingen fidelitet, oavsett hur detaljerad modellen är. </li></ul>SISO Fidelity Study Group
  28. 28. Fidelitet <ul><li>IMITATION ÄR ETT OTILLRÄCKLIGT MEDEL FÖR ATT DEFINIERA FIDELITET. - En simulator kan se ut och kännas som ett verkligt objekt, men om den inte är uppbyggd av korrekta modeller, så finns ingen fidelitet. </li></ul><ul><li>. </li></ul>SISO Fidelity Study Group
  29. 29. Fidelitet <ul><li>FIDELITET PÅ OLIKA ASPEKTER HAR OLIKA PÅVERKAN PÅ SLUTMÅLEN, EN DEL KAN ÄVEN VARA KONTRAPRODUKTIVA. - Det är viktigt att utreda om ökad fidelitet på en viss faktor verkligen förbättrar förmågan och bidrar till att uppfylla målen. </li></ul><ul><li>Till exempel kan en pilot i full stridsmundering i en ”full flight” simulator bara träna en begränsad tid. Träningen kan vara mer effektiv i en enklare, men tillräckligt bra simulator. </li></ul>SISO Fidelity Study Group
  30. 30. Aerodynamics – fidelitet? Max range? Escape maneuvers? Wind tunnel test? Flight tests? CFD? Semi- empirical? Theoretical? Bingo fuel? Handling qualities? Performance? Max ceiling? Climb rate?
  31. 31. Missile <ul><li>Sensor </li></ul><ul><li>Fuse </li></ul><ul><li>Warhead </li></ul><ul><li>Communication </li></ul><ul><li>Guidance system </li></ul><ul><li>Control system </li></ul><ul><li>Aerodynamics </li></ul><ul><li>Engine </li></ul><ul><li>Weight </li></ul><ul><li>Radar cross section </li></ul><ul><li>IR signature </li></ul><ul><li>Fire limitations </li></ul>
  32. 32. Sensor-atmosfär-signatur <ul><li>Sensor </li></ul><ul><ul><li>Approximation </li></ul></ul><ul><li>Atmosphere </li></ul><ul><ul><li>Clouds </li></ul></ul><ul><ul><li>Mist </li></ul></ul><ul><ul><li>Snow </li></ul></ul><ul><ul><li>Precipitation </li></ul></ul><ul><li>Signature </li></ul><ul><ul><li>Approximation </li></ul></ul><ul><li>Background </li></ul><ul><ul><li>Sun </li></ul></ul><ul><ul><li>Terrain </li></ul></ul><ul><ul><li>Ocean </li></ul></ul>
  33. 33. Avionics och “out side view” <ul><li>Fair fight </li></ul><ul><li>Fidelity </li></ul><ul><li>Flexibility </li></ul><ul><li>Fatigue </li></ul><ul><li>Delivery time </li></ul><ul><li>Price </li></ul><ul><li>Resolution </li></ul><ul><li>Availability </li></ul><ul><li>Dynamic field of view </li></ul>
  34. 34. Terrain <ul><li>Resolution </li></ul><ul><li>Line of sight </li></ul><ul><li>Radar signature </li></ul><ul><li>IR signature </li></ul><ul><li>Cultural objects </li></ul><ul><li>Natural objects </li></ul><ul><li>Time to use </li></ul><ul><li>Cost to develop </li></ul><ul><li>License cost </li></ul><ul><li>Operating system </li></ul><ul><li>Available hardware </li></ul>
  35. 35. V-modellen Define Requirements for, 1  4: 1. SYSTEM OF SYSTEM 2. SYSTEM IN DUEL 3. SYSTEM 4. SUB-SYSTEM 4. SUB-SYSTEM 3. SYSTEM 1. SYSTEM OF SYSTEM 2. SYSTEM IN DUEL Verify Requirements 4  1 During verification, only continue to higher system level when requirements on lower system level are fulfilled.
  36. 36. System i duell CORRELATION GOOD ENOUGH? IF NOT: - INCREASE ENVELOPE OR - IMPLEMENT RULES OF ENGAGEMENT OUTSIDE ENVELOPE  RULES OF ENGAGEMENT Y X CORRELATION BETWEEN BLUE AND RED SYSTEM OF SYSTEM
  37. 37. Blue force versus Red Force Manned versus CGF Fair fight
  38. 38. Component based development and VV&A
  39. 39. Sammanfattning <ul><li>Utgå alltid från scenariobeskrivning och syfte med simuleringen </li></ul><ul><li>Välj rätt nivå på fidelitet. ”Good enough!” </li></ul><ul><li>Följ V-modellen och verifiera och validera på varje nivå. </li></ul><ul><li>Ändringar på högre systemnivå kräver ny analys på lägre nivå! </li></ul><ul><li>Hur är referenten validerad? Samma syfte? </li></ul><ul><li>Tänk på ”fair fight”! </li></ul><ul><li>Systemlösningar med löst kopplade komponenter är att föredra för att enkelt kunna byta ut modeller för att få rätt fidelitetsnivå. </li></ul><ul><li>Skapa team med olika kompetens. </li></ul>
  40. 40. Jan Tegnér Email: [email_address] 0730-929977 FRÅGOR ?

×