Las organizaciones utilizan ingeniería de sistemas basada en modelos (MBSE) y diseño basado en modelos para cumplir con estándares de certificación aeroespaciales de protección y seguridad en:
- Gestión de requisitos: Para importar, crear, formalizar, validar y enlazar requisitos
- Arquitecturas de sistema y modelos de comportamiento: Para modelar, analizar y simular
- Generación de código: Para generar código C, C++, VHDL® y Verilog® a partir de modelos
- Verificación estática y dinámica: Para crear, enlazar y ejecutar casos de prueba, y utilizar métodos formales en modelos y código
- Calificación: Para calificar herramientas según DO-330 y generar informes
Integrar estas prácticas permite a las organizaciones gestionar los procesos de certificación de manera eficiente y generar la evidencia necesaria.
Proceso de certificación
El equipo de consultoría de MathWorks colabora con clientes para diseñar un plan de implementación personalizado conforme a estándares de certificación aeroespaciales. Comuníquese con nuestros consultores hoy mismo.
Puede utilizar productos de MATLAB y Simulink para cumplir con estándares aeroespaciales fundamentales, como ARP4754B para desarrollo de aeronaves y sistemas civiles, ARP4761A para evaluación de protección, y DO-326A para evaluación de seguridad.
Con MBSE y diseño basado en modelos, puede utilizar productos de MATLAB y Simulink, como System Composer, Simulink Fault Analyzer y Requirements Toolbox, para:
- Capturar requisitos de sistema en formatos de texto y modelo
- Realizar validación de requisitos
- Diseñar y probar arquitecturas de sistema sólidas
- Efectuar actividades de verificación exhaustivas en diferentes niveles
El proceso conecta diseños de sistema de nivel superior con implementaciones en software y hardware de nivel inferior, lo que crea un hilo digital y una trazabilidad esenciales para la certificación.
Más información
- Ingeniería de sistemas con MATLAB y Simulink - Póster
- Seguridad de sistemas integrados - Soluciones
- System Architecture Modeling for Electronic Systems Using MathWorks System Composer and Simulink - Documento en inglés
- Cómo conectar requisitos con arquitectura e implementación - Documento
Vídeos
- Uso de ingeniería de sistemas basada en modelos para cumplir con la norma ARP4754A (1:01:22)
- Diseño basado en modelos para conformidad con estándares de seguridad en aeronavegabilidad (1:00:41)
- Ingeniería de sistemas: Gestión de la complejidad de sistemas - Serie de vídeos
- Certificación de un sistema de control de vuelo implementado en un SoC (13:33)
Ejemplos de la industria
- Método de modelado de arquitecturas de sistemas electrónicos (eSAM) de Gulfstream
- Embraer acelera la ingeniería de requisitos y el prototipado del sistema de control de vuelo del Legacy 500
- Alenia Aermacchi desarrolla un piloto automático
- Airbus desarrolla un sistema de gestión de combustible para el A380 con diseño basado en modelos
- Airbus Helicopters impulsa el desarrollo de software
El estándar DO-178C define un conjunto de objetivos y actividades para aprobar software de sistemas de aviación. Puede reducir riesgos y esfuerzo utilizando diseño basado en modelos mediante:
- Iteración y optimización de requisitos de software creando especificaciones ejecutables
- Definición de la arquitectura y confirmación de opciones de diseño para garantizar solidez y mantenibilidad aprovechando el modelado y la simulación
- Comprobación de la cobertura de código y ejecutables a través de pruebas consecutivas y trazabilidad desde requisitos hasta pruebas
- Automatización de actividades de revisión de modelos y código
- Reducción de actividades de pruebas con métodos formales
Más información
- Flujo de trabajo de DO-178C - Póster
- Diseño basado en modelos para obtener conformidad con DO-178C/DO-331 - Formación
- Control de vuelo de helicóptero: Ejemplo de diseño basado en modelos para DO-178C y DO-331 - Documentación
- Estándares de modelado II: Comprobación de Model Advisor para DO-178C/DO-331 - Documentación
- Descripción del ciclo del software de DO-178C - Documentación
Vídeos
- Uso de herramientas calificadas en procesos de desarrollo de DO-178C - Serie de vídeos
- Uso de diseño basado en modelos para obtener conformidad con DO-178C y DO-331 (38:51)
- Conformidad con estándares de modelado (2:56)
- Comprobación del cumplimiento de las reglas del código MISRA con los productos de Polyspace (5:09)
Ejemplos de la industria
- Desarrollo de código de producción certificable de Rolls-Royce: Presentación | Nuestra experiencia con el desarrollo de productos basados en modelos (31:49)
- Airbus Defence and Space desarrolla aviónica crítica para la seguridad con diseño basado en modelos
- Pautas del grupo de trabajo de la industria de aeroespacio y defensa con Airbus, BAE, MBDA y Leonardo
- Airbus Helicopters impulsa el desarrollo de software certificado conforme a DO-178B con diseño basado en modelos
El estándar DO-254 define un conjunto de objetivos para la certificación de hardware electrónico de aviación (AEH). Con MATLAB y Simulink, puede alcanzar estos objetivos y procesos de DO-254:
- Administración y seguimiento de requisitos
- Conformidad con estándares de diseño
- Generación de código HDL
- Verificación y validación
El diseño basado en modelos también ayuda a cumplir con objetivos de DO-254, al tiempo que obtiene ventajas en coste y plazo de comercialización asociadas con la verificación de requisitos en fases iniciales, el enlace automatizado a requisitos, la comprobación de estándares de modelos y código, la generación de código, la generación de artefactos para informes y la reutilización de casos de prueba en diferentes niveles.
Más información
- Pautas de garantía de calidad de diseño con DO-254 y diseño basado en modelos - Póster
- Flujo de trabajo de diseño basado en modelos para DO-254 - Póster
- MBD para la conformidad con la certificación DO-254 - White Paper
- Conformidad con STARC y DO-254 mediante código generado por HDL Coder - Artículo técnico
- Introducción a la verificación de UVM - Exploración
- Descripción del ciclo de hardware de DO-254 - Documentación
Con MATLAB y Simulink, el grupo AEH de Airbus Defence and Space desarrolló una unidad HLCU de flaps para aviones Airbus C295.
Ejemplos de la industria
El uso de inteligencia artificial (IA) en producción está creciendo y exige explicación, verificación y validación de modelos, especialmente en el desarrollo de sistemas integrados de alta integridad. Garantizar la credibilidad y fiabilidad de la IA en estos ámbitos implica desafíos como garantizar la trazabilidad, calidad y cobertura de datos, así como desarrollar modelos repetibles, sólidos, interpretables y escalables para integrarlos en sistemas de gran tamaño. Estos esfuerzos se complican aún más por la falta de estándares específicos de la industria para IA. MathWorks forma parte de SAE WG-114, que está trabajando en la definición del estándar de certificación.
Más información
- Verificación de un sistema de Deep Learning para aviación - Ejemplo
- Clasificador de señalización de pista de aterrizaje: Certificación de un sistema de Deep Learning para aviación - Documentación
- Toward Certification of Machine-Learning Systems for Low Criticality Airborne Applications - Documento en inglés
- Clasificador de señalización de pista de aterrizaje: A DAL C Certifiable Machine Learning System - Documento en inglés
Ejemplos de la industria
Los procesos necesarios para desarrollar software y hardware electrónico para sistemas espaciales están definidos por múltiples estándares regionales, como requisitos de ingeniería de software de la NASA (NPR 7150.2), software de ingeniería espacial (ECSS-E-ST-40) y garantía de calidad de productos de software (ECSS-Q-ST-80) de European Cooperation for Space Standardization, así como ingeniería espacial (ECSS-E-ST-20-40C) y garantía de calidad (ECSS-Q-ST-60-03C) para FPGA y ASIC de European Cooperation for Space Standardization.
Puede desarrollar código certificable que respete estos estándares utilizando diseño basado en modelos para:
- Mantener, asignar, validar y enlazar requisitos a través de simulación de comportamiento
- Definir y mantener arquitecturas y enlazarlas a simulación de manera nativa
- Desarrollar, probar e implementar algoritmos en código de software
- Utilizar métodos formales para garantizar la solidez del diseño y cumplir con requisitos de análisis estático de código
- Automatizar flujos de diseño y generación de informes
Más información
MathWorks Consulting Services colabora con clientes para migrar procesos de desarrollo existentes o establecer uno nuevo con MBSE o MBD. El servicio de asesoramiento para certificación se adapta al entorno, herramientas y aplicaciones específicas, e identifica deficiencias en procesos actuales, desarrolla un plan para un flujo de trabajo optimizado y ayuda a desplegarlo.
MathWorks Consulting Services ofrece la capacitación necesaria para modelar, generar código y calificar herramientas fundamentales para cumplir con los objetivos de ARP4754B, ARP4761A, DO-254 y DO-178C y sus documentos suplementarios.
Principales ventajas:
- Menor riesgo de retrasos y presupuesto
- Reducción de tiempo y coste de desarrollo
- Conformidad y reducción de tiempo de certificación
- Mayor productividad y rentabilidad sobre la inversión
- Mejora de relaciones con partes interesadas
Servicio de asesoramiento para certificación - Elementos típicos:
- Revisión de documentos de planificación
- Trazabilidad de requisitos
- Pruebas basadas en requisitos y cobertura de modelos
- Comprobación de estándares de modelos
- Generación de código y revisión de trazabilidad automática
- Pruebas en host y objetivo con cobertura estructural (SW)
- Automatización de artefactos generados durante las diferentes fases del ciclo
- Calificación de herramientas
Comuníquese con MathWorks Consulting Services para analizar sus requisitos específicos.
Rutas de aprendizaje personalizadas
Además de servicios de consultoría, MathWorks ofrece rutas de aprendizaje personalizadas que brindan experiencia práctica y un panorama completo sobre el uso de nuestros productos. Las rutas de aprendizaje complementan el servicio de consultoría y constituyen un medio para alcanzar la certificación. Las siguientes imágenes muestran los cursos disponibles en diferentes rutas de aprendizaje.
DO-178C: Ruta de aprendizaje de diseño basado en modelos
DO-254: Ruta de aprendizaje de diseño basado en modelos
Preguntas frecuentes sobre conformidad con estándares de certificación aeroespacial
La mejor forma de iniciarse en el uso de MATLAB y Simulink para cumplir con estándares como DO-178C y DO-254 es probar los ejemplos de nuestra documentación. También puede realizar el curso Diseño basado en modelos para obtener conformidad con DO-178C/DO-331, de tres días de duración. Para obtener más información sobre calificación de herramientas, consulte la página de DO Qualification Kit.
Sí. MathWorks ofrece orientación y soluciones personalizadas para cumplir con estándares de ingeniería de sistemas SAE ARP4754B, SAE ARP4761A y el conjunto DO-326A. Con Requirements Toolbox™, System Composer™ y Simulink Fault Analyzer™, puede capturar requisitos de sistema en formato de texto y modelo. También puede realizar análisis de protección y seguridad, como análisis funcional de riesgos (FHA), análisis modal de fallos y efectos (FMEA) y análisis de procesos basado en teoría de sistemas (STPA). Además, puede validar requisitos, diseñar y probar arquitecturas de sistema sólidas, y efectuar actividades de verificación a fondo con distintos niveles de abstracción.
Para DO-254, MathWorks dispone de un flujo de trabajo recomendado de captura de requisitos, empleando modelos de Simulink para representar el diseño conceptual, generación de código HDL con HDL Coder™ para obtener el diseño detallado, y con distintos tipos de verificación, como cosimulación, generación de bancos de pruebas, UVM y más, centrándose en la reutilización de casos de prueba.
MathWorks forma parte del grupo de trabajo que desarrolla SAE ARP6983 para la verificación y validación de sistemas de inteligencia artificial desplegados. Para obtener más información, consulte los siguientes ejemplos de referencia sobre un clasificador de señalización de pista de aterrizaje y un sistema de evasión de colisiones.
Sí. MathWorks ofrece soporte para múltiples estándares para sistemas espaciales. Entre ellos, se incluyen requisitos de ingeniería de software de la NASA (NPR 7150.2), software de ingeniería espacial (ECSS-E-ST-40) y garantía de calidad de productos de software (ECSS-Q-ST-80) de European Cooperation for Space Standardization, e ingeniería espacial (ECSS-E-ST-20-40C) y garantía de calidad (ECSS-Q-ST-60-03C) para FPGA y ASIC de European Cooperation for Space Standardization.
MathWorks ofrece servicios de consultoría y formación durante todo el proceso de certificación. El equipo de MathWorks Consulting Services ofrece la capacitación necesaria para modelar, generar código y calificar herramientas fundamentales para cumplir con ARP4754B, ARP4761A, DO-254 y DO-178C y sus documentos suplementarios. Este equipo también ofrece soporte personalizado para calificación de herramientas. Comuníquese con MathWorks Consulting Services para analizar sus requisitos específicos. MathWorks Training Services ofrece cursos de formación personalizados y el curso de dominio público Diseño basado en modelos para obtener conformidad con DO-178C/DO-331.
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