Conectar el diseño y los flujos de trabajo a través de ingeniería basada en modelos

​Una interacción efectiva puede verse obstruida por los siguientes obstáculos: 

• Adaptar el algoritmo para la ejecución en tiempo real: por lo general, un modelo debe compilarse desde el software de diseño que se ejecuta en una máquina de desarrollo antes de importarlo y usarlo en un controlador en tiempo real que ejecuta el software de pruebas 
• Determinar la mejor manera de interactuar con los modelos de diseño 
• Instrumentar el código para obtener resultados significativos 
• Acceder al hardware o al laboratorio 

Considere el trabajo de Dan, el ingeniero de diseño y Tessa, la ingeniera de pruebas. Dan escribe algoritmos para el control del sistema de vehículos eléctricos híbridos (HEV). Pasa su día en el software MathWorks MATLAB® y Simulink® y no sabe mucho sobre la implementación en tiempo real. Actualmente está trabajando para actualizar el código del controlador para incorporar una nueva entrada de sensor.

Dan le da su diseño a Tessa sin mucha colaboración. Tessa prueba el software de control de la ECU y E/S utilizando herramientas y metodología de pruebas de hardware-in-the-loop (HIL). Ella pasa su día con los sistemas de pruebas de hardware y software de NI. Ella no sabe mucho sobre implementación de algoritmos de control. Actualmente tiene la tarea de probar el nuevo sistema de control de HEV en el que ha estado trabajando Dan. Al carecer de herramientas integradas, Tessa no puede ejecutar fácilmente la nueva actualización de Dan en el sistema de pruebas.

¿Le suena familiar la interacción de Dan y Tessa? Es un ejemplo de las barreras demasiado comunes en una colaboración efectiva entre los equipos de diseño y pruebas. 

Muchos de nuestros clientes enfrentan problemas similares que surgen de estos puntos de fricción entre los equipos de diseño y pruebas: 

• Intercambios entre equipos de trabajo sin tener una colaboración 
• Compatibilidad de versiones 
• Flujos de trabajo mal documentados o no documentados 
• Problemas de plataforma entre herramientas de diseño y herramientas de pruebas (Windows/Linux, de escritorio/tiempo real, 32 bits/64 bits, diferencias de compilador) 

Estos desafíos impiden que las organizaciones logren el objetivo de realizar pruebas de cobertura total con los mejores métodos en su clase.

La mayoría de los ingenieros quieren probar tanto como sea posible debido a los costos ocultos y los riesgos asociados con realizar menos pruebas: el costo del rediseño, los problemas encontrados en campo que conducen a problemas de responsabilidad, retiros del mercado e impactos en la imagen de marca y participación de mercado. Pero recursos como el tiempo (cronograma), los costos (presupuesto) y las personas (experiencia) son limitados, por lo que generalmente no es posible realizar más pruebas más allá de cierto punto agregando recursos al problema. En cambio, ese movimiento se logra cambiando principalmente las metodologías y procesos de las pruebas para volverse más eficientes dentro de las limitaciones existentes. La capacidad de hacer este cambio es una ventaja competitiva importante porque implica hacer más con menos, minimizar el riesgo y maximizar la calidad y el rendimiento durante un programa.

Conectar el diseño y las pruebas a través de la ingeniería basada en modelos es una forma fundamental de mejorar la eficiencia del diseño y las pruebas que conduce a efectos de segundo orden. Brinda la capacidad de mover la prueba al inicio del proceso de desarrollo (de la pista al laboratorio y del laboratorio al escritorio), para que los ingenieros puedan encontrar errores con anticipación, depurar algoritmos e iterar más rápido durante el ciclo de diseño/prueba.

Establecer este hilo digital, este lenguaje común que usan los equipos para comunicarse, comienza con hacer que las herramientas sean interoperables.

^{Figura 1: El diseño y las pruebas conectados a través de un hilo digital de datos, códigos y componentes de software.}

Los equipos de trabajo necesitan una capa de traducción para permitir la comunicación bidireccional de la información, lo que reduce el rediseño, la solución de problemas y la re-implementación. MathWorks y NI están trabajando en esto porque reconocemos que los modelos son el principal método de comunicación entre los mundos del diseño y las pruebas.

Los modelos son ricos en información. Describen el comportamiento del sistema y proporcionan las bases para construir casos de prueba y cuantificar los requisitos de las pruebas. Integrar los mismos modelos utilizados para el diseño en la prueba permite que una plataforma común evalúe el rendimiento y simule/emule el mundo que rodea a los dispositivos y componentes bajo prueba. Esto libera a los equipos de pruebas de los requisitos impuestos por las herramientas y les permite hablar el mismo idioma que los diseñadores.

Establecer un hilo digital entre los equipos de trabajo que utilizan modelos como medio principal de comunicación mejora la eficiencia del desarrollo. Conecta los flujos de trabajo del diseño y las pruebas con herramientas interoperables desarrolladas para trabajar en conjunto. Esta solución ayuda a Dan y Tessa a trabajar más de cerca, realizar pruebas con más frecuencia y dar a su organización una ventaja competitiva.

MathWorks y NI han mejorado la compatibilidad entre Simulink y VeriStand. Ahora tenemos lanzamientos de lock-step (por ejemplo, compatibilidad de versiones de MATLAB R2020a con VeriStand R2020). Y estamos colaborando para lograr más mejoras, como automatizar más el flujo de trabajo conjunto que hoy en día es manual y proporcionar un acceso más profundo a las señales y parámetros en la jerarquía del modelo.

^{Figura 2: Integración del modelo de Mathworks Simulink en software de pruebas en tiempo real.}

^{Figura 3: Integración de herramientas de software y hardware desde el diseño hasta la prueba de validación para pruebas de model-in-the-loop y hardware-in-the-loop.}

• Interfaces de Productos de MathWorks y NI
• Aprenda a usar los modelos del software Simulink en VeriStand
• Aprenda a crear aplicaciones de pruebas en tiempo real con VeriStand
• Aprenda más sobre cómo optimizar los flujos de trabajo de las pruebas de V&V

Parte del contenido es de Paul Barnard de MathWorks.

MATLAB^® Y SIMULINK® SON MARCAS COMERCIALES REGISTRADAS DE THE MATHWORKS, INC. La marca registrada de LINUX® se utiliza bajo una sublicencia de LMI. LMI es el licenciatario exclusivo de LINUS TORVALDS, el propietario de la marca a nivel mundial.