ЖУРНАЛ СТА 2/2012

программному обеспечению и т.д. С це- лью поддержки высокого уровня трас- сируемости изменения требований вы- полняются в IBM Doors. Teamcenter способствует междисциплинарной за- мкнутой обратной связи, распознавая требования, которые находятся под угрозой нарушения или уже нарушены при выполнении изменений требова- ний и элементов проектирования [2]. Надёжность и безопасность современ- ных технических систем являются важ- ными составляющими качества и не- обходимым условием их эффективной эксплуатации. Главная цель анализа на- дёжности и безопасности – своевремен- ное получение достоверной информации о надёжности и безопасности систем, не- обходимой для выработки, обоснования и реализации эффективных проектных и эксплуатационных решений. С помощью программного комплекса АРБИТР [3] на начальных этапах про- ектирования можно построить модель и получить оценку надёжности, без- опасности и технического риска выпол- нения заданных функций МР (рис. 2). Для этого используется методика авто- матизированного структурно-логиче- ского моделирования систем. Программный комплекс АРБИТР позволяет на основе схем функцио- нальной целостности (описание «пра- вильного» функционирования объекта) автоматически строить деревья отказов, которые являются основой для разра- ботки систем технической диагностики сложных объектов управления. При соз- дании встраиваемых систем с самых ранних этапов жизненного цикла не- обходимо учитывать требования специ- альных стандартов, таких как ГОСТ Р 51904-2002, IEC 61508 и IEC 61511. Управление жизненным циклом аппаратных средств Повышение эффективности функ- ционирования и конкурентоспособно- сти машиностроительных предприятий в современных условиях невозможно без автоматизации управления жизнен- ным циклом продукции (PLM– Product Lifecycle Management). Концепция PLM предполагает интеграцию в единой базе данных предприятия необходимой ин- формации об изделиях и производ- ственных процессах на всех этапах жиз- ненного цикла. Она объединяет системы проектиро- вания, подготовки производства и мо- делирования изделий (CAD/CAM/CAE), управления данными об изделиях (PDM) и технологии производства в единое целое с новыми качественными возможностями и обеспечивает пред- приятиям лидирующие позиции по- средством инновационного совершен- ствования изделий. Одной из наиболее эффективных яв- ляется PLM-система компании Siemens PLM Software. Она состоит из трёх под- систем: проектирования изделий – NX [4]; моделирования подготовки про- изводства – Tecnomatix; управления и хранения информации об изделиях – Teamcenter [5]. Её структура и этапы жизненного цикла изделия показаны на рис. 3. На рис. 1 показано взаимодей- ствие подсистемы NX с системой ко- нечно-элементного анализа ANSYS и с программным комплексом E3.Series, который позволяет решить полный цикл задач разработки в области про- ектирования систем электротехники. Управление жизненным циклом программного обеспечения Основой сложных мехатронных систем являются операционные системы жё- сткого реального времени, такие как LynxOS-178, VxWorks AE 653, Microware OS-9, OC2000 и QNX Neutrino. В России широкое применение получила QNX Neutrino [6]. Интегрированная среда раз- работки QNX Momentics IDE обеспечи- вает, помимо разработки и компиляции приложений встраиваемых систем для работы в операционной системе QNX Neutrino для нескольких аппаратных платформ (MIPS, PowerPC, StrongARM/ xScale, SH-4, x86), их отладку, анализ производительности и системное про- филирование. Она позволяет выполнить анализ взаимодействия процессов и по- токов, анализ эффективности обработки прерываний, то есть оценить поведение системы в целом в условиях ограниче- ний по времени. На основе микроядер- ной операционной системы QNX Neu- trino и сети QNet с несколькими вычис- лительными узлами реализуются вычис- лительные кластеры для распараллели- вания вычислений и повышения надёж- ности вычислительной системы. Для разработки системы управления МР применена методика управления жизненным циклом программного обеспечения Harmony, которая реали- зована в среде визуального моделиро- вания IBMRhapsody на основе нотаций UML 2.1. и SysML [7]. Требования к системе управления МР из системы IBM Doors передаются в среду визуального моделирования IBM Rhapsody, которая обеспечивает мо- дельно-управляемую разработку про- граммного обеспечения для встраивае- мых систем. При моделировании одно- временно выполняется автоматическая кодогенерация на языках программи- рования С, С++, Java в интегрирован- ной среде разработки QNX Momentics IDE для операционной системы QNX Neutrino (рис. 1). IBM Rhapsody позво- ляет тестировать текущие результаты на любом этапе процесса разработки – от анализа требований до готовой встраи- ваемой системы – и сократить времен- ны ' е затраты. IBM Rhapsody поддержи- вает инструменты конфигурационного управления (Subversion, CVS и др.). Примеры разработанных для МР струк- турной диаграммы и вариантов исполь- зования приведены на рис. 4. Целевой системой (ЦС) для разра- ботки системы управления мобильным роботом является MK905 с интерфей- сом PC/104+ (компания FASTWEL) с модулями ввода/вывода системы FAST- WEL I/O, для которой созданы инстру- ментальные средства разработки ПО (SDK) для операционной системы QNX Neutrino. На основе этих технологий разрабо- тана система управления МР с подси- стемами технического зрения, навига- ции, диагностики, планирования тра- ектории движения отдельного робота и управления группой с учётом состава и остаточного заряда аккумуляторных ба- тарей. 70 СТА 2/2012 Р АЗ Р А БОТ КИ / РОБОТ Ы www.cta.ru Как разработать? Как спланировать? Как изготовить? Как обслужить? NX Tecnomatix Teamcenter Управление требованиями спецификации стандарты Конструирование Структура продукта Структура процесса изделие процесс операция Анализ производства группа/партия дата/время позиция событие Послепродажное обслуживание документация рекламации требования Рис. 3. Управление жизненным циклом в Siemens PLM Software © СТА-ПРЕСС