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MBSE e Espaço 4.0

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Motivações para Engenharia de Sistemas
Fusão Eng.Sic com Model Driven Engineering
Abertura para Novas Interfaces de Software - Realidade Virtual, Aumentada e Cruzada.
Integração Com Big-Data, IA, IoT, Sistemas Biológicos.
Industria 4.0
Espaço 4.0

Published in: Education
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MBSE e Espaço 4.0

  1. 1. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Missio HICEE Ficha: Nome: Engenharia de Sistemas (MBSE) e tendências para o Espaço 4.0 Local: INPE Data: 2017-07-11 – 08h00  10h00 Público Alvo: Alunos de Graduação - Multidisciplinares 10:52 1
  2. 2. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE 10:52 2
  3. 3. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE 3
  4. 4. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Engenharia de Sistemas (MBSE) e tendências para o Espaço 4.0 Christopher Shneider Cerqueira 10:52 AM4 Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos
  5. 5. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE 10:52 5 SE (MBSE)  Space 4.0 Motivação Contexto para MBSE Contexto para Space 4.0
  6. 6. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Motivação Produto 10:52 6 (SpaceX) Grasshoper Test (Google) Self-drive Car (Google) Boston Dynamics Será que é possível fazer todos esses produtos na mão?!?
  7. 7. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Typical Life-Cycle 7 Standard Approach Model Philosophy Domains
  8. 8. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Motivação Processo/Organização 10:52 8
  9. 9. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Produtos Complexos Interdisciplinares e Acoplados 10:52 9 Produtos Complexos Acoplados “Engenharia de Produtos Complexos” AGILE *pouca documentação *muitos modelos
  10. 10. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Engenharia de Sistemas  Sistematizar 10:52 10
  11. 11. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Sistematizando o Problema: 10:52 11
  12. 12. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Sistematização do Processo/Organização 10:52 12
  13. 13. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE O que é um sistema? 10:52 13 “A system is a set of elements in interaction” (von Bertalanffy)(1) http://sebokwiki.org/wiki/Guide_to_the_Systems_Engineering_Body_of_Knowledge_(SEBoK)
  14. 14. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Quem trabalha com sistemas? 10:52 14 http://sebokwiki.org/wiki/Introduction_to_Systems_Engineering
  15. 15. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Definição Engenharia de Sistemas 10:52 15 “Systems Engineering is an engineering discipline whose responsibility is creating and executing an interdisciplinary process to ensure that the customer and stakeholder's needs are satisfied in a high quality, trustworthy, cost efficient and schedule compliant manner throughout a system's entire life cycle.” http://www.incose.org/AboutSE/WhatIsSE
  16. 16. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Origens da Engenharia de Sistema 10:52 16 Engenharia de Sistemas Engenharia de Controle Engenharia das Especialidades Abstrato +informaçãoacumulada “Gerenciamento” http://www.incose.org/AboutSE/history-of-systems-engineering http://collegebuddi.com/system_engineering/systems_domains.php
  17. 17. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Exemplo do que ocorre 10:52 17 Conversar com Interessados
  18. 18. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE [ Sistema de Engenharia ou Engenharia de Sistemas??? ] 10:52 18 An engineered system is an open system of technical or sociotechnical elements that exhibits emergent properties not exhibited by its individual elements. It is created by and for people; has a purpose, with multiple views; satisfies key stakeholders’ value propositions; has a life cycle and evolution dynamics; has a boundary and an external environment; and is part of a system- of-interest hierarchy. Systems engineering is “an interdisciplinary approach and means to enable the realization of successful (engineered) systems”. It focuses on holistically and concurrently understanding stakeholder needs; exploring opportunities; documenting requirements; and synthesizing, verifying, validating, and evolving solutions while considering the complete problem, from system concept exploration through system disposal. http://sebokwiki.org/wiki/Use_Case_0:_Systems_Engineering_Novices
  19. 19. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Quem segura o bastão?! Evolução de quem domina as boas práticas, e melhores técnicas de Engenharia de Sistemas 10:52 19 Espacial Aeronáutica Automobilística Biomédica 60s 80s 00s futuro cubesats drones
  20. 20. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Tudo OK? 10:52 20 cscerqueira.com.br
  21. 21. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Até entrar a Computação: Modelos ....... Simulações 10:52 21 Engineering? Modelling and auto-build?
  22. 22. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Model Driven Development ... 10:52 22 ▪ MDD – Model Driven Development ▪ MDSD – Model Driven Software Development ▪ MDA – Model Driven Architect ▪ MDSE – Model Driven Software Engineering ▪ MDRE – Model Driven Reverse Engineering ▪ MM – Model Management ▪ ADM – Architecture Driven Modernization ▪ DDD – Domain Driven Design ▪ MBD – Model Based Development ▪ … → infinito http://www.devmedia.com.br/model-driven-architecture-com-enterprise- architect/33898
  23. 23. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Core do esforço: Modelos Em palavras simples... 10:52 AM 23 ▪ Um modelo é uma imagem simplificada de um sistema. ▪ Modelo vem da palavra em latim “modullus”, diminutivo de “modus” (medida) ▪O que? (mapeamento) ▪Como? (redução) ▪pra quem, quando e para o que? (pragmatismo) ▪ As terminologias são recentes mas a ideia é antiga
  24. 24. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Modelos 10:52 24
  25. 25. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Metamodelos 10:52 25 “Metamodelo é uma especificação explicita de uma abstração. Para definir uma abstração, um metamodelo identifica uma lista de conceitos relevantes e uma lista de relações relevantes entre os conceitos, sendo usado como um filtro de possibilidades de uma dada atividade de modelagem.” (Bézivin e Gerbé, 2001)
  26. 26. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Transformações de Modelos 10:52 26 Transformador de Universos Arqueiro Piadista e Problemático
  27. 27. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Benefícios 10:52 27http://www.eclipse.org/proposals/eclipse-mddi/
  28. 28. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE MBSE 10:52 29 “Model-based systems engineering (MBSE) is a systems engineering methodology that focuses on creating and exploiting domain models as the primary means of information exchange between engineers, rather than on document-based information exchange.” http://www.omgwiki.org/MBSE/doku.php “the formalized application of modelling to support system requirements, design, analysis, verification and validation activities beginning in the conceptual design phase and continuing throughout development and later life cycle phases. MBSE is part of a long-term trend toward model-centric approaches adopted by other engineering disciplines, including mechanical, electrical and software. In particular, MBSE is expected to replace the document-centric approach that has been practiced by systems engineers in the past and to influence the future practice of systems engineering by being fully integrated into the definition of systems engineering processes.”
  29. 29. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Modelos modelos modelos..... Modelos Sistêmicos... ▪Já temos bons modelos diagramáticos nas especialidades. ▪Elétrica ▪Mecânica ▪Térmica ▪Etc. ▪E para descrição de sistemas? 10:52 cscerqueira.com.br 30
  30. 30. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE SysML 10:52 31 ▪ SysML é uma linguagem de modelagem gráfica, em resposta ao UML, para Sistemas ▪ SysML suporta especificação, análise, projeto, verificação e validação de sistemas incluindo hardware, software, dados, pessoal, procedimento e infraestruturas. ▪ http://www.omgsysml.org/ ▪ SysML V1.4 Beta Specification ▪ – Março 2014
  31. 31. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Arcadia / Capella ▪ Polarsys Group ▪ Thales Alenia ▪ Phases 0 - C ▪ Capella is a layer above the Eclipse IDE ▪ Eclipse Modelling Framework (EMF) ▪ diagrams: ▪ operational architecture, use cases, dataflow, architecture, logical, physical, tree, sequence, state, and classes 10:52 32 https://www.polarsys.org/capella/
  32. 32. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Exemplo 10:52 33 op arc log tree
  33. 33. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE OPM – Object-Process Methodology 10:52 34 ➢OPM aspectos estruturais e de comportamento coexistem ➢Três blocos básicos de entidades: objetos, processos e estados ➢Apenas um diagrama – possibilita melhor compreensão do sistema como um todo ➢Ontologicamente completo. ideia Modelagem Conceitual Sistema Real Sistema Simplificado modelagem http://sdm.mit.edu/the-maturation-of-model-based-systems-engineering-opm-as-the-iso-conceptual-modeling-language-standard/ http://esml.iem.technion.ac.il/?page_id=1849
  34. 34. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Dois Canais e Simplicidade 10:52 35 Objeto: Uma coisa que existe ou pode existir Processo: Uma coisa que transforma um ou mais objetos Product testing not tested tested 1. Objetos com estados 2. Processos Christopher is physical. Christopher knows OPM Theory. Christopher handles presenting. OPM consists of OPM Theory. presenting is physical. presenting consumes OPM Theory. presenting yields Presentation.
  35. 35. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Exemplo 10:52 AM 36
  36. 36. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Influência numa etapa 10:52 37
  37. 37. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE 10:52 cscerqueira.com.br 38 tempo “quantidadedetrabalho+profundidadededetalhes” V – Waterfall Ys – Prototype CascadeEquip SubS Sis 0 A B C D E F Figura do autor
  38. 38. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Influência no Ciclo de Vida (Transferência de Artefatos) 10:52 39
  39. 39. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Tudo OK? 10:52 40 cscerqueira.com.br
  40. 40. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Abertura a novas interfaces de Software 10:52 41
  41. 41. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Realidade Virtual 10:52 42 interfaceque permite ao usuário interagir, em tempo real, com um mundo tridimensional gerado por computador, usando seus sentidos através de equipamentos especiais.
  42. 42. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Realidade Aumentada 10:52 43 uma interface baseada na sobreposição de informações virtuais geradas por computador (envolvendo imagens estáticas e dinâmicas, sons espaciais e sensações hápticas) com o ambiente físico do usuário, percebida através de dispositivos tecnológicos e usando as interações naturais do usuário, no mundo físico. LEGO Unreal Demoapple
  43. 43. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Realidade Cruzada (IoT)  Hiper Realidade 10:52 44 CR AI HI AR IoT HR HIMYM HR MIT - Material Augmented Future é um ambiente de realidade misturada ubíqua, que vem da fusão de uma rede de sensores e atuadores (que coletam e enviam dados relacionados ao mundo real) com mundos virtuais compartilhados, usando a interface da realidade aumentada. Claudio Kirner https://www.facebook.com/RVA.BR/
  44. 44. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE 10:52 AM 45
  45. 45. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Big Data / IA / MDO / 10:52 46https://ocw.mit.edu/courses/engineering-systems-division/esd-77-multidisciplinary-system-design-optimization-spring-2010/
  46. 46. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE BioSystems / Nano / Additive / IoT 10:52 47
  47. 47. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE 10:52 48 Feudalismo “Dark Ages” 1ª Rev. Industrial17xx 3ª Rev. Industrial 1950 Hoje? 4ª Rev. Industrial 1850 1945 2ª Rev. Industrial ?
  48. 48. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Industry 4.0 10:52 49 http://www.aethon.com/industry-4-0-means-manufacturers/
  49. 49. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Espaço 4.0 10:52 50http://www.esa.int/About_Us/Ministerial_Council_2016/What_is_space_4.0
  50. 50. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE O que aprendemos hoje Wrap-up
  51. 51. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE O que eu faço da vida... Estudo colaboração de equipes interdisciplinares que usam modelos para desenvolverem arquiteturas de sistemas complexos altamente acoplados (sistemas espaciais) 10:52 Ambiente colaborativo híbrido baseado em Realidade Cruzada (IoT + RA). cscerqueira.com.br Quem ainda não tiver tema de TCC/TFG/TF, e quiser se aventurar: (i) transformação de modelo (EMF e Capella), (ii) criação de ferramenta (OPM) – Java/Web, (iii) Bancos em Grafos (Neo4J), (iv) Realidade Cruzada (IoT + RA), (v) Engenharia Simultânea, e (vi) Otimização Multi-Disciplinar com modelos em OPM
  52. 52. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Mini-Estágio SysML OPM ▪2-4 pessoas (com PC) ▪Modelar o subsistema de coleta de dados do CBERS em OPM e Arcadia (colaborando)
  53. 53. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE
  54. 54. Mission Simulation Lab HICEE Mission Simulation Lab HICEE Dúvidas: christophercerqueira@gmail.com Site: http://cscerqueira.com.br Facebook: http://fb.com/RVA.BR Para maiores dúvidas filosóficas: INPE – SJC Prédio Satélite Sala 95 10:52 cscerqueira.com.br

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