Comparação entre método centrado em documentos e de engenharia de sistemas baseada em modelos

Abstract

Na busca de maior flexibilidade, agilidade, reuso e consequente redução de custos, esforços tem sido direcionados no sentido de desenvolver métodos e ferramentas de engenharia de sistemas baseados em modelos. Apesar dos avanços recentes, as tecnologias disponíveis ainda despertam dúvidas em relação à sua aplicação prática e seus benefícios. Os maiores obstáculos estão contidos na dificuldade da integração entre ferramentas e troca de informações entre artefatos de diferentes disciplinas. Com o objetivo de comparar a Engenharia Centrado em Documentação (ferramentas CAx) com a Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE), esse trabalho utilizou um domínio industrial real para extrair, analisar e comparar dados quantitativos e qualitativos do projeto de engenharia. Foi desenvolvido um método de engenharia baseada em modelos com o uso da ferramenta Eclipse para a comparação com o método de engenharia vigente. A linguagem ModelicaML foi utilizada para criar os modelos abstratos enquanto que a ferramenta COMOS® da Siemens® foi utilizada para a realização dos artefatos técnicos multidisciplinares do domínio em estudo. O software OpenModelica foi utilizado para simular o comportamento do sistema a partir da transformação do modelo abstrato para código Modelica com o uso de software escrito em Java. Os dados de engenharia e de gerenciamento do projeto do Sistema de Circulação de Água foram disponibilizados pela General Electric Inspection Technologies GmbH e foram utilizados para a comparação entre os dois métodos analisados. Os testes demonstraram que as ferramentas MBSE necessitam de refinamento, principalmente quando conectam os modelos abstratos às plataformas de execução de projetos. Em contrapartida, MBSE se mostrou uma excelente ferramenta na comunicação entre equipes multidisciplinares, pois proporciona uma linguagem de representação de sistemas abstrata e abrangente. A interligação dos modelos abstratos desenvolvidos em ModelicaML com a plataforma de simulação usando linguagem Modelica foi fundamental na análise e melhor compreensão dos fenômenos envolvidos no processo técnico propiciando um importante avanço na antecipação da detecção de erros em projetos de sistemas de automação.

Achieving more flexibility, agility, reuse and consequently cost reduction in scope of Systems Engineering is an industrial need. In that sense, efforts have been driven to develop Model-Based Systems Engineering tools and methods. Despite of recent progress, there are still doubts in terms of the practical use and benefits. The main issues are related to tool integration and exchange of information between multidisciplinary artifacts. This project is intended to compare Document-Based Engineering (CAx tools) and Model-Based Systems Engineering (MBSE) in scope of Industrial Automation using a real domain. Therefore, a MBSE methodology was developed centered on the Eclipse tool. The ModelicaML language was used to perform abstract modeling while COMOS® from Siemens® was used to develop the multidisciplinary artifacts necessary for the domain under investigation. Furthermore, the OpenModelica environment was used to simulate system and component behavior using object codes generated by a Java tool from the abstract models. The engineering and project management data of the Water Circulation System were made available by General Electric Inspection Technologies GmbH, which served as the case study for this comparison. Tests have shown that the tools involved on this investigation still need further development concerning maturity and exchange of information from abstract models down to domain models. On the other hand, MBSE has proven to be an important tool to match different team approaches and concerns helping on communication using conceptual-wide and abstract symbols. Connecting abstract models from ModelicaML to a simulation environment using Modelica language have been proven to be an important approach to better understand systems behavior and provided an analysis environment for early detection of errors and failures.