لاختبار الأنظمة المدمجة والتحقق من صلاحيتها في بيئة افتراضية.
- المنهجيات: العملاء والتسويق, حل المشكلات, الجودة
محاكاة الأجهزة في الحلقة

محاكاة الأجهزة في الحلقة
- السيارات, مخطط التحكم, الأنظمة السيبرانية الفيزيائية (CPS), الأجهزة, إدارة المخاطر, المحاكاة, طرق الاختبار, التحقق من الصحة, التحقق
الهدف:
كيفية استخدامه:
- تقنية يتم من خلالها توصيل المكونات الحقيقية بمحاكاة افتراضية للنظام الذي تهدف إلى التحكم فيه. وهذا يسمح باختبار النظام الكامل في بيئة مضبوطة وقابلة للتكرار قبل بنائه.
الايجابيات
- يسمح بإجراء اختبار شامل وآلي؛ يقلل من خطر تلف الأجهزة باهظة الثمن.
سلبيات
- يمكن أن يكون إعداده معقدًا ومكلفًا؛ قد لا يحاكي ظروف العالم الحقيقي تمامًا.
الفئات:
- الهندسة, الجودة
الأفضل لـ
- اختبار نظام التحكم في سيارة جديدة أو طائرة جديدة قبل تصنيعها.
تجد محاكاة الأجهزة داخل الحلقة (HIL) استخدامًا واسعًا في صناعات مثل السيارات والفضاء والروبوتات والأتمتة، حيث يجب التحقق من صحة التفاعل بين الأجهزة وخوارزميات التحكم المعقدة قبل وجود نماذج أولية مادية. على سبيل المثال، في قطاع السيارات، يمكن للمهندسين استخدام HIL لمحاكاة تفاعل نظام الكبح في السيارة مع أجهزة الاستشعار والمشغلات الحقيقية، مما يتيح إجراء اختبار صارم لبرامج التحكم في ظل ظروف قيادة مختلفة. في مجال الطيران، تسمح هذه المنهجية بتقييم أنظمة التحكم في الطيران من خلال التفاعل مع المشغلات وأجهزة الاستشعار الفعلية المستخدمة في الطائرات الحديثة لضمان إمكانية الالتزام ببروتوكولات السلامة قبل الاختبار في العالم الحقيقي. وغالباً ما يتم البدء في محاكاة HIL خلال مرحلة التطوير عندما يتم تصميم خوارزميات التحكم، مما يسمح للفرق المكونة من مطوري البرمجيات ومهندسي الأنظمة ومهندسي الأجهزة بالتعاون الوثيق، وبالتالي تعزيز جهود التواصل والتكامل. تخفف بيئة الاختبار الصارمة هذه من المخاطر المرتبطة بأساليب الاختبار التقليدية، بما في ذلك الأضرار المحتملة للأجهزة عالية القيمة والتكاليف الكبيرة المرتبطة بالنماذج الأولية، حيث تسمح بإجراء التعديلات والتكرارات في البرمجيات دون المخاطرة بأي أجهزة فعلية. علاوة على ذلك، مع التعقيد المتزايد للأنظمة التي تتطلب استجابة في الوقت الفعلي، يعتمد عدد لا يحصى من الصناعات الآن على محاكاة HIL ليس فقط كإجراء اختباري ولكن أيضًا كجزء من دورة التطوير المستمر، حيث يمكن دمج حلقات التغذية الراجعة ومقاييس الأداء في مرحلة التصميم، مما يضمن الحفاظ على الموثوقية والكفاءة طوال العملية الهندسية.
الخطوات الرئيسية لهذه المنهجية
- تحديد متطلبات النظام ومواصفاته.
- تحديد مكونات الأجهزة وتكوينها للنظام.
- تطوير النموذج الافتراضي للنظام باستخدام برنامج محاكاة.
- دمج مكونات الأجهزة الحقيقية مع بيئة المحاكاة الافتراضية.
- تنفيذ خوارزميات واستراتيجيات التحكم في إطار المحاكاة.
- قم بإجراء عمليات محاكاة بسيناريوهات مختلفة لتقييم أداء النظام.
- تحليل النتائج، مع التركيز على سلوك نظام التحكم والتغذية الراجعة.
- كرر التصميم من خلال تعديل الخوارزميات وتكوينات الأجهزة حسب الحاجة.
- التحقق من التكامل عن طريق اختبار الاتصال بين الأجهزة والبرمجيات.
- الانتهاء من التحقق من صحة النظام من خلال حالات اختبار شاملة.
نصائح للمحترفين
- دمج خوارزميات متقدمة للكشف عن الأعطال في المحاكاة، مما يتيح تحديد المشكلات المحتملة في ظل سيناريوهات مختلفة وتحسين تحليل الموثوقية.
- استفد من تكامل الأجهزة المعيارية في إعداد المحاكاة الخاص بك، مما يسمح باستبدال المكونات واختبارها بسهولة، وبالتالي تسريع دورات إعداد النماذج الأولية.
- إنشاء حلقة تغذية مرتجعة بين نتائج المحاكاة وتعديلات الأجهزة، مما يضمن أن تؤثر الدروس المستفادة من اختبارات المحاكاة بشكل مباشر على التحسينات التكرارية للتصميم.
لقراءة عدة منهجيات ومقارنتها, نوصي باستخدام
> مستودع المنهجيات الشامل <
مع أكثر من 400 منهجية أخرى.
نرحب بتعليقاتكم على هذه المنهجية أو المعلومات الإضافية على قسم التعليقات أدناه ↓، وكذلك أي أفكار أو روابط متعلقة بالهندسة.
منشورات ذات صلة
استبيانات الانزعاج العضلي الهيكلي
الاختبار متعدد المتغيرات (MVT)
تحليل الانحدار المتعدد
أنظمة التقاط الحركة
طريقة MoSCoW
اختبار متوسط المزاج