A SysML-based language for evaluating the integrity of simulation and physical embodiments of Cyber-Physical systems

要約

初期の設計コンセプトを評価することは、品質とコストに影響を与えるため非常に重要です。
このプロセスは、曖昧で不確実な設計情報によって妨げられることがよくあります。
この記事では、SysML ベースの Simulated-Physical Systems Modeling Language (SPSysML) について紹介します。
これは、デジタル ツインやその他のシミュレートされたパーツを組み込んだサイバーフィジカル システムにおけるコンポーネントの再利用性を評価するためのドメイン仕様言語です。
提案された要因は、設計を定量的に評価します。
SPSysML は、要件ベースのシステム構造化手法を使用して、シミュレートされた部品と物理部品を要件に結合します。
SPSysML ベースのシステムには、シミュレートされた世界で外生的なアクションを認識する DT が組み込まれています。
SPSysML の検証は調査とアプリケーションに基づいて行われます。
まず、生活支援プロジェクト用のロボット システムを開発します。
我々は、提案された定量的要素を用いてシステム設計を評価することによって検討中のシステム開発を管理する、SPSysAPと呼ばれるSPSysMLアプリケーション手順を提案します。
SPSysML アプリケーションの結果として、システムのシミュレートされた部分と物理的な部分の間の整合性の向上が観察されました。
したがって、より多くのシステム コンポーネントがシミュレートされたセットアップと物理的なセットアップの間で共有されます。
このシステムは、物理ロボットと、ROS および ROS2 に基づく 2 つのシミュレーターに導入されました。
さらに、SPSysML 評価のためのアンケートも共有します。
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要約(オリジナル)

Evaluating early design concepts is crucial as it impacts quality and cost. This process is often hindered by vague and uncertain design information. This article introduces the SysML-based Simulated-Physical Systems Modelling Language (SPSysML). It is a Domain-Specification Language for evaluating component reusability in Cyber-Physical Systems incorporating Digital Twins and other simulated parts. The proposed factors assess the design quantitatively. SPSysML uses a requirement-based system structuring method to couple simulated and physical parts with requirements. SPSysML-based systems incorporate DTs that perceive exogenous actions in the simulated world. SPSysML validation is survey- and application-based. First, we develop a robotic system for an assisted living project. We propose an SPSysML application procedure called SPSysAP that manages the considered system development by evaluating the system designs with the proposed quantitative factors. As a result of the SPSysML application, we observed an integrity improvement between the simulated and physical parts of the system. Thus, more system components are shared between the simulated and physical setups. The system was deployed on the physical robot and two simulators based on ROS and ROS2. Additionally, we share a questionnaire for SPSysML assessment. The feedback that we already received is published in this article.

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