دليل GEP Quickstart
كيف تستخدم نمط Geeglee لتوقعاتك؟
-
مقدمة لدراسة الحالة الرئيسية: التصميم الهندسي للطائرة المريخية بدون طيار
-
ضبط عرض الصندوق الأسود
-
ضبط عرض المربع الأبيض
يهدف هذا الجزء إلى مشاركة أفضل الممارسات في النمذجة من أجل تعظيم القيمة التي تم الحصول عليها باستخدام الذكاء البشري المعزز. للوصول إلى هذا الهدف ، ستركز الفقرة التالية على دراسة حالة رئيسية واحدة (تصميم طائرة بدون طيار من المريخ) ولكن سيتم الوصول إلى دراسات أخرى ، على طول هذا الجزء ، لأغراض مخصصة.
1. مقدمة لدراسة الحالة الرئيسية: tانه التصميم الهندسي لطائرة بدون طيار المريخ
في الوقت الحاضر ، يقع كوكب المريخ في قلب برامج الفضاء. لإعداد الاستكشاف البشري ، تم إرسال العديد من المركبات الجوالة ، وسيُعاد المزيد مرة أخرى ، إلى سطحها لرسم الخرائط والحصول على البيانات الجيولوجية .
لتسريع هذه الخطوة نحو هدف "وضع رجل على المريخ وإعادته" ، تبحث وكالات الفضاء عن طرق أسرع لاستكشاف الكوكب (المركبات الجوالة بطيئة). قد يكون التحليق في الغلاف الجوي للمريخ هو الحل. في الواقع ، منذ أن ارتفعت تكنولوجيا الطائرات بدون طيار على الأرض في العقد الماضي ، يمكن استخدامها على المريخ.
وهكذا ، تم تخيل نوعين من "ملامح المهمة":
-
T لرسم خريطة لسطح المريخ: "مهمة المراقبة"
-
T للحصول على عينات جيولوجية من المناطق النائية: "مهمة الشحن"
ومع ذلك ، من السهل جدًا بدء نهج Geeglee والانتقال إلى الخطوة الأولى: "عرض الصندوق الأسود".
نصائح
لتعظيم العائد على الاستثمار ، يجب أن تستفيد الذكاء البشري المعزز من "طريقة تحديد الحاجة" (مرحلة تحديد المشكلة ، وتسمى أيضًا ، في هندسة الأنظمة ،عرض الصندوق الأسود) و "طريقة التفكير في الحل" (تسمى أيضًا مرحلة حل المشكلات في هندسة الأنظمة ،عرض المربع الأبيض). على الرغم من أنه في الخطوة الأولى ، يمكن أن يكون وصف عرض الصندوق الأسود اختياريًا ، إلا أنه يوصى به بشدة (ستفهم أدناه سبب سرعة العمل باستخدام نهج من أعلى إلى أسفل).
2. إعداد عرض الصندوق الأسود
خلال هذه الخطوة ، يجب اعتبار نظام الاهتمام (SOI) بمثابة صندوق أسود. بمعنى آخر ، سيتم اعتبار SOI للقيمة التي توفرها لبيئتها (مركز عمليات الفضاء والمركبة وكوكب المريخ في مثالنا).
هل تتساءل عن كيفية إنشاء SOI؟ الق نظرة علىصفحة ويب فيديو تعليمي (في قسم GEP)!
ستوجهك صفحات "المتطلبات عالية المستوى" و "أنظمة البيئة" خلال إعداد عرض الصندوق الأسود.
مدخلات HLR (مدخلات متطلبات عالية المستوى):
في علامة التبويب هذه ، حدد التوقعات: ما هو مفيد لحجم SOI .
في مثالنا على كوكب المريخ ، من المتوقع أن تكون قادرًا على القيام بمهام المراقبة أو الشحن. لاتباع طريقة جيجلي ، من الضروري أن تسأل الخبراء عما يصف ملف تعريف المهمة؟ جوابهم:
-
لبعثات المراقبة:
-
القدرة على حمل كاميرا (حوالي 300 جرام) أو ليدار (حوالي 500 جرام)
-
وقت التشغيل (دقيقة)
-
عدد من الرحلات يوميا
-
وقت الشحن بين رحلتين
-
-
لبعثات الشحن:
-
القدرة على حمل الصخرة
-
وقت التشغيل بوزن فارغ (عندما ينتقل SOI إلى مكان بعيد)
-
وقت التشغيل بأقصى حمولة (عندما يعود SOI حاملاً صخرة)
-
عدد الرحلات في اليوم
-
وقت الشحن بين رحلتين
-
بصفتنا مهندس أنظمة ، نقوم بإبلاغ Geeglee (ستكون الكاميرا أو الليدار جزءًا من SOI الخاص بنا ، لذا لم يتم تعيينها كمدخلات HLR): _ cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_
-
وقت التشغيل المطلوب بأقصى حمولة (دقيقة)
-
وقت التشغيل المطلوب بدون حمولة (دقيقة)
-
الحد الأدنى لعدد الرحلات في اليوم (#)
-
وزن الحمولة (كجم)
-
وقت الشحن المستهدف بين الرحلة (ح)
نصائح
يوصى بشدة بإضافة وحدات في كل مكان.
تأتي القيم من تحليل تنوع ملامح المهمة. على سبيل المثال: سينتقل SOI إلى موقع بعيد حوالي 5 دقائق من زمن الرحلة من العربة الجوالة ويعيد 1 كجم من الحمولة طوال رحلة العودة التي تبلغ 12 دقيقة. تتكرر العملية ثلاث مرات في اليوم بفاصل ثلاث ساعات بين كل مرة.
نصائح
-
ضمن صياغة مدخلات HLR ، لاحظ أن Geeglee ستختبر جميع التكوينات الممكنة لـ HLR: سيتم ربط جميع القيم الممكنة لوزن الحمولة الصافية بجميع القيم الممكنة لوقت الشحن بين الرحلات الجوية ، وما إلى ذلك. إذا كنت تريد تجنب هذا المزيج ، يجب عليك تحديد مجموعة محددة من القيم باستخدام أنظمة البيئة
-
بفضل مبدأ الاستكشاف ، يمكنك اختبار تأثيرات العتبة عن طريق إضافة عدم اليقين إلى إعدادات الاحتياجات. على سبيل المثال ، إذا كنت تتوقع كتلة حمولة 1 كجم ، فيمكنك الاختبار مع Geeglee لإيجاد حلول لـ 0،9 كجم و 1،1 كجم لمعرفة ما إذا كان من الأسهل أو الأسوأ الوصول إلى هذه القيم (تحليل تأثيرات العتبة هو أحد السيناريوهات للتحليل المقدم في قسم تعليم البنات في هذا التدريب).
متغيرات البيئة:
في علامة التبويب هذه ، قم بتعيين القيود القادمة من البيئات: قم بتعيين القيود التي يجب أن تكون SOI متوافقة معها.
نصائح
بالنسبة لمدخلات HLR ، سيتم استكشاف القائمة وقيمها المقدمة كخريطة اندماجية بواسطة Geeglee. إذا كنت ترغب في تجنب ذلك ، يجب عليك استخدام أنظمة البيئة.
في مثالنا الخاص بالمريخ ، تم وضع قيود على البيئة مع قيود المريخ:
اخترنا القيام بذلك لأن SOI الذي نصممه يهدف فقط إلى الطيران على المريخ. يمكننا تخيل العثور على منصة قادرة على الطيران على المريخ والزهرة على سبيل المثال. في هذه الحالة الأخيرة ، سنقرر إضافة خصائص الكوكب إلى أنظمة البيئة لتجنب الاستكشاف التوافقي للمتغيرات (ليس من المنطقي مزج خصائص من المريخ مع خصائص قليلة من كوكب الزهرة!)
المخرجات (مخرجات المتطلبات عالية المستوى):
في علامة التبويب هذه ، حدد ما يتم استخدامه لقياس وصول SOI إلى التوقعات. بشكل مختلف ، يتعين على المرء تحديد مؤشرات الأداء الرئيسية (KPI) التي تساعد في تحديد الحل الأنسب للمهمة.
في مثالنا على كوكب المريخ ، من المتوقع أن تكون قادرًا على القيام بمهام المراقبة أو الشحن. لاتباع طريقة Geeglee ، من الضروري أن تسأل الخبراء عما هو مطلوب لضمان نجاح ملف تعريف المهمة؟ إجابتهم (أعيدت صياغتها بواسطة مهندس النظم):
نصائح
يُمكّن تحديد هدف لكل إخراج Geeglee من استكشاف Pareto Front (يتم شرح Pareto front لاحقًا في قسم التحليل).
قيود المتطلبات:
يمكن أن تظل علامة التبويب هذه فارغة لمعظم المشروع! يتم استخدامه لقتل الحلول تلقائيًا ولكن يجب توخي الحذر عند استخدامه:
-
نوصيك باستخدامه فقط على مستوى النظام ، حيث يوفر Geeglee إمكانات الاستكشاف ، ويمكنه استكشاف ما يشبه الحلول الضعيفة على مستوى النظام الفرعي ولكن يمكن أن يكون ذلك حلولًا ممتازة على مستوى النظام. لا تستخدمه لهدف آخر غير قتل الحلول غير المرضية حقًا
-
يمكن ملء علامة التبويب هذه أثناء المشروع ، بناءً على المعرفة الفنية غير الملموسة
في مثالنا الخاص بالمريخ ، تم وضع قيود المتطلبات أثناء المشروع. الأمر الأكثر إثارة للاهتمام يتعلق بالقدرة على الطيران: "هل تستطيع الطيران؟" أو بالأحرى "هل تستطيع رفع ثقلها؟"
يسلط التصميم الهندسي الضوء على حلقة التصميم: الوظيفة "تحويل حركة الدوران إلى إزاحة الهواء" ، والتي سيتم تخصيصها للنظام الفرعي "الدوار" ، تحتاج إلى طاقة مستحثة للدوران (يتم حساب القدرة المستحثة على أساس كثافة الهواء على سطح المريخ و كتلة SOI). يتم توفير هذه الطاقة المستحثة من خلال الوظيفة "تحويل الطاقة الكهربائية إلى عزم دوران" ، المخصصة للنظام الفرعي "المحرك". يتم توفير الطاقة الكهربائية من خلال حزمة البطارية التي سيتم تحديد حجمها (من حيث عدد خلايا البطارية) بعد الطاقة المستحثة المطلوبة (وبالتالي كتلة SOI). ومع ذلك ، يمكن للمرء أن يلاحظ أن تغيير حجم حزمة البطارية سيؤثر على كتلة SOI ، مما يؤدي إلى حدوث حلقة. بفضل الاستكشاف الذي قدمه Geeglee ، يمكن حل هذه الحلقة بسهولة (سنرى كيف ، في جزء القواعد). ولكن لتجنب إنشاء مكنسة كهربائية على كوكب المريخ ، أدخلنا قيدًا على مستوى النظام لقتل الحلول التي توفر طاقة مستحثة كافية لتشغيل الدوار ولكن ليس لتمكين SOI من الطيران: "الطاقة المستحثة عند الوزن الفارغ (W)" <"الطاقة المستحثة ( W) ". ألق نظرة على القيود الثانية في الشكل أدناه.
3. إعداد عرض المربع الأبيض
خلال هذه الخطوة ، يُنظر إلى نظام الاهتمام على أنه مربع أبيض. بمعنى آخر ، تعتبر SOI بمثابة تجميع للنظام الفرعي لتحقيق التوقعات.
البنيات والتكوينات:
Geeglee قادر على إدارة العديد من البنى في نفس الوقت (ليس فقط التكوينات).
تعريف:
في نهجنا ، تعتبر الهندسة المعمارية بمعنى كرولي: يشكل تخصيص الوظائف في الأنظمة الفرعية بنية. يتم تحديد التكوينات داخل بنية من خلال مزيج من البدائل لكل نظام فرعي من SOI .
كما ستكتشف أثناء التدرب مع Geeglee ، فإن طريقة التفكير مرتبطة تمامًا بالهندسة المعمارية.
حتى الآن ، تستفيد Geeglee فقط من وظائف المصراع والمستوى الأخير من PBS (هيكل انهيار المنتج). _ cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_
ستوجهك صفحات "هيكل تفصيل المنتج" و "الأنماط الهندسية" خلال إعداد عرض المربع الأبيض.
تتكون صفحة "هيكل تفصيل المنتج" من خمس علامات تبويب:
-
تستخدم "الوحدات النمطية" لتفصيل كل من الأنظمة الفرعية التي تتكون منها SOI والبديل التقني المتاح لكل نظام فرعي ،
-
"الخصائص" التي تحتوي على الخصائص التقنية اللازمة لوصف المقايضة بين بدائل الوحدات ،
-
"القيم" المستخدمة لتحديد قيم كل خاصية فنية لكل بدائل ،
-
"عدم التوافق الداخلي" المستخدم لوصف واجهات SOI (في Geeglee ، يعد عدم التوافق أحد أنواع الواجهات) ،
-
تعيين واجهات "كل عدم التوافق" بين انهيار SOI ونظام البيئة.
الوحدات:
في علامة التبويب هذه ، هل يمكن للمرء أن يعين:
-
جميع الوحدات المكونة لـ SOI (يجب أن يتم ذلك من خلال الإدارة: ارجع إلى صفحة الويب التعليمية للفيديو لاكتشاف كيفية القيام بذلك) ._ cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d_
نصائح: كن حذرًا أثناء التقسيم الوظيفي ، يجب أن تغطي قائمة الوحدات النمطية SOI الشاملة دون تداخل بينها. أيضًا ، قم بتسمية الوحدات بدون غموض. يجب أن تكون الأسماء منطقية لكل شخص مشارك في المشروع ، حيث سيتم استخدامها في صفحة الأنماط الهندسية ..
-
إذا قمت بتعيين العديد من البنى ، فلا تنس تحديد الوحدة التي تساهم في الهندسة المعمارية. في المثال التالي ، تم تخصيص وحدة "خلية البطارية" لكل من معماري "Rover" و "Solar".
نصائح
يمكن إجراء التخصيص للهياكل على مستويين. أولاً على مستوى الوحدة النمطية ، مما يعني أنه تم تعيين نظام فرعي لكل بنية أم لا. يمكن للمرء أيضًا ، بالنسبة إلى وحدة نمطية معينة ، تعيين بدائل للهندسة المعمارية . (انظر الفقرة التالية). سوف تدار من قبل Geeglee.
لكل وحدة ، حدد البدائل التي يمكن أن تلبي توقعات الوحدة.
نصائح
-
في علامة التبويب هذه ، يمكنك تخصيص بديل (بدائل) للهندسة (الهياكل) المخصصة.
-
ما هي أفضل ممارسة بين إنشاء وحدة مخصصة لمعمارية أو بديل مخصص؟ توصيتنا هي:
-
إذا كانت الوظيفة هي نفسها بين وحدتي العمارة ، احتفظ بوحدة واحدة ويفضل تخصيص بدائل للهندسة المعمارية (سيؤدي ذلك إلى تبسيط العمل في أنماط هندسية). إنه الحل الذي احتفظنا به لـ "نظام شحن الطاقة" للطائرة المريخية بدون طيار: الوظيفة هي نفسها (لتوفير الطاقة) لذلك قمنا بتعيين بدائل للبنى ذات الصلة (قابس العربة الجوالة واللوحة الشمسية إلى الطاقة الشمسية بنيان.
-
إذا لم تكن الوظيفة هي نفسها بين الوحدات النمطية للهندسة المعمارية ، ففضل إنشاء وحدتين منفصلتين ، واحدة لكل بنية.
-
نصائح
يمكنك تنشيط أو تعطيل البدائل. يؤدي إلغاء تنشيط البدائل إلى تجاهل Geeglee لها أثناء الاستكشاف (هذا مفيد لتسريع العمليات الحسابية عند التقارب نحو مجموعة فرعية من الحلول ، ولكن أيضًا لتذكر البدائل التي تم استكشافها قبل التقارب).
العرض النهائي لعلامة التبويب "الوحدات النمطية". تعني بدائل "7/14" لـ "خلية البطارية" أنه قد تم بالفعل استبعاد (إلغاء تنشيط) 7 بدائل في مرحلة التطوير.
صفات:
في علامة التبويب هذه ، يمكن تحديد قائمة الخصائص التقنية المستخدمة لوصف بدائل كل وحدة (مرة أخرى ، تأكد من إعطائها أسماء لا لبس فيها). لاحظ أنه يمكن استخدام خاصية فنية لعدة بدائل من عدة وحدات (على سبيل المثال ، تكلفة الوحدة).
نصائح
-
كيف تختار بين وضع خاصية فنية واحدة لعدة بدائل أو خاصية لكل منها؟ عندما يكون ذلك ممكنًا ، فإن وجود خصائص تقنية مشتركة بين الوحدات سيتيح لك إنشاء النموذج بشكل أسرع ويتيح لك إنشاء أنماط هندسية أكثر عمومية.
-
ما هو مستوى التفاصيل التي يجب إدخالها؟ يجب مراعاة عنصرين:
-
أي خصائص تقنية يعتبرها الخبراء مهمة لتقييم HLR (المتطلبات عالية المستوى المحددة في عرض الصندوق الأسود) ،
-
أي خاصية تقنية تمكننا من فهم المقايضة بين بديلين (من الممارسات الجيدة تجنب وجود بديلين لهما نفس القيم - لن يكون هناك خيار ممكن بعد ذلك).
-
قيم:
في علامة التبويب هذه ، أدخل القيم لكل خاصية فنية لكل بديل لكل وحدة (املأ كتالوج البدائل التقنية).
نصائح
املأ البيانات وحدة واحدة في كل مرة. يجب أن يكون الاتساق بين البدائل كافياً للحصول على التحليلات ذات الصلة لـ SOI.
سوف تحصل على عرض واضح:
الانتقال إلى صفحة "الأنماط الهندسية".
بشكل افتراضي ، تفتح الصفحة في علامة التبويب "الأنماط" ولكن هناك صفحة أخرى متاحة: "متغيرات التصميم".
أنماط:
في علامة التبويب هذه ، قم بإدراج جميع القواعد التي تضعها في اعتبارك (أو ستتمكن من وضعها على الطاولة من خلال التشكيك في نظامك رقم 1).
نصائح
-
يقوم Geeglee تلقائيًا باسترداد مخرجات HLR. لذا ابدأ بالقواعد اللازمة للحصول عليها أولاً نظرًا لأنها الحد الأدنى من النطاق المطلوب لتقييم مساحة التصميم (مساحة التجارة) الخاصة بـ SOI الخاص بك.
-
قسّم خطوات التحليل قدر الإمكان.
على سبيل المثال:
التكلفة الإجمالية للملكية (k €) = CAPEX (k €) + OPEX (k €) ، إذن
CAPEX (k €) = الاستثمار (k €) / Nbre من سنوات العمر الإنتاجي (#)
OPEX (k €) = عدد الموظفين (#) * متوسط الراتب (k €)
-
إذا كنت بحاجة إلى تحويل k € إلى M € على سبيل المثال ، فقم بإنشاء قاعدة لإجراء التحويل:
قم بتحويل k € بـ M € = 1/1000 ، ثم استخدمها:
التكلفة (مليون يورو) = التكلفة (ك €) * تحويل k € بالمليون يورو
-
تحديد القواعد هو عملية تكرارية ، مما يعني أنه يمكن الوصول إلى النموذج الأول بسهولة باستخدام قواعد "بسيطة" أو "تقريبية". يمكن تنقيح هذه القواعد لاحقًا إذا لزم الأمر. على سبيل المثال ، في المثال أعلاه: OPEX (k €) = nber للموظفين (#) * متوسط الراتب (k €) يمكن أن يكون محبطًا لأنه يعتبر أن كل موظف لديه نفس الراتب. وبالتالي ، يمكن تنقيح القواعد على النحو التالي لاحقًا في المشروع:
OPEX (k €) = nbre من المهندسين (#) * متوسط راتب المهندس (k €) + nbre للمشغلين (#) * متوسط راتب المشغل (k €)
يمكن متابعة النهج بقدر ما تريد.
-
عامل بقدر الإمكان! للحصول على نموذج يمكن صيانته بسهولة ، ضع في الاعتبار قدر الإمكان ، مما يعني أنه يجب عليك تجنب وجود أجزاء مشتركة في قاعدتين.
-
لاحظ كيفية وضع القواعد لجميع البنى أو لواحد معين. يمكن أن تكون القواعد لهندسة معمارية واحدة فقط.
للحصول على مزيد من التفاصيل حول الطريقة الجيدة لنماذج الأنماط ، ألق نظرة على: "أفضل ممارسات GEP في إصدار النمط".