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TOPICS
2
Agenda
Conclusions and Outlooks
Challenges
Enablers
Status
Context
30 mn
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CONTEXT : ANALYSIS OF AIRCRAFT VEHICLE SYSTEMS
Main systems of a «conventional» architecture
Vehicle Systems of an Aircraft:
• Engines, Air, Fuel, Braking, Electrical… systems
• Network of more than 1000 parts (power and information)
• Collaborative work with partners (PLM…)
• Analyzed in contexts (Mission, environments…)
Target : Real Product in operation
PLM/ DMU (Reference) / Digital Twin
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Architecture Layout in context
3
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TOPICS
4
Agenda
Conclusions and Outlooks
Challenges
Enablers
Status
Context
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TECHNICAL CHALLENGES
5
• Develop enhanced capabilities for System Analysis, collaborative design
and trade-off
• on parts of Systems up to alternates Architectures of Systems
• applicable from early design stages to detailed design, and during operation
• Including interactive tools to support decision making
Challenges
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AIRCRAFT AND SYSTEMS DEVELOPMENT PROCESS OVERVIEW,
INCLUDING VIRTUAL ANALYSIS
CPS (Multi-Physics + Control),
Multi-levels (1D-3D …),
Multi-Systems Assessments /
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Req. models
Req. models
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Multi-Systems Analysis
Mono-System Analysis ?
Project Definition and Design … Implementation
Tests and
Integration
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Objectives Figures
Platform with
consistent description
of Systems for
Collaborative Design
with all Stakeholders
… with capabilities for
Collaborative Reviews
and Decisions Making
PLM OBJECTIVES
Multiple Systems Analysis (Performance, Safety, Diagnosis …)
Multi domain systems design
7
Challenges
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TOPICS
8
Agenda
Conclusions and Outlooks
Challenges
Enablers
Status
Context
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STANDARDS FOR SYSTEM SIMULATIONS … PROCESS AND TOOLS
9
ITEA2 Eurosyslib : “European Leadership in System Modeling and Simulation through advanced Modelica Libraries”
Systematic CSDL : “Complex System Design Lab ”
ITEA2 MODRIO : “Model Driven Physical Systems Operation”
FP7 TOICA : “Thermal Overall Integrated Concept of Aircraft”
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Enablers to simulate complex
CPS models:
• Standards (Modelica-FMI-SysML…)
• Tools (Dymola, 3DExperience …)
• People (Designers-Architects…)…
www.modelica.org
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www.fmi-standard.org
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FX Project
Extended Collab. Process …
MMT, MICADO …
Digital Twin … / Diagnostic …
2019 2020
…
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Collaborative Process and tools / MIL-HIL …
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Operational use : Neuron, Falcon F8X, F6X, F46 …
Enablers
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COLLABORATIVE ENGINEERING WITH SYSTEM ANALYSIS WORKFLOW
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Enablers
Enablers :
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• Roles and IP
• Requirements
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• Analysis
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COLLABORATIVE ENGINEERING WITH PARTNERS WORKFLOW
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• 2: Provides sub-systems models (with the right level of details)
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ECS
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WAIS Engines
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TOPICS
12
Agenda
Conclusions and Outlooks
Challenges addressed
Enablers : integration within 3DExperience
Current status
Context
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Enablers
CURRENT 3DEXPERIENCE ENABLERS
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• DBM (Dymola)
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13
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DATA MODEL FOR INTEGRATION OF SYSTEMS ANALYSIS
Status
15
System (PP) to
analyze :
1 System
or
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Status
CURRENT STUDY :
CLEANSKY2 MISSION => USE OF STANDARDS FOR SE
Collaborative
Platform
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Dassault
Aviation
16
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CURRENT STUDY :
BRIDGING THE GAP BETWEEN SYSTEM DESCRIPTION AND ANALYSIS
• Compare
• Current 3DExp capabilities : RFLP, System Traceability, Tools and Models
Architecture description
Simulation Architecture description Allocation of
architectural
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model
interfaces
Target
Compare capabilities and
opportunities by prototyping
generation and management
of the transformation between
SysML and Modelica …
Status
• Explore link SysML  Modelica, brings by Cameo integration
17
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TOPICS
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Agenda
Conclusions and Outlooks
Challenges addressed
Enablers
Current status
Context
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Conclusions
and
Outlooks
CONCLUSIONS AND OUTLOOKS
• Current integration of Multi-Systems Analysis in System Engineering
• Drastic evolution of Simulation models and tools
• Increased capabilities of simulation language Modelica, and tools allows analysis
required for versatile small to large scale CPS models of Systems
• FMI standard, now widely integrated in Modelica and other legacy tools; allows easier
integrations or co-simulation of simulation models (to be used with caution)
• New collaborative process with design partners
• Capabilities to build Agile and flexible collaborative process for
Architectures. Evaluation have been demonstrated on realistic use-cases.
• On going integration in program developments, based on 3DExperience
• Outlooks
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• Standards : Modelica (3.x, 4.0 …), FMI (3.0, …), SysML (v2 …) …
• Process : more flexible and Agile … increasingly supported by tools and users
• Tools : 3DExperience, future integration of Cameo …
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  • 1. In partnership with AFNeT Standards Days Systems Engineering in a Prime Management Office : Integration of Multi-Systems Analysis by Eric Thomas (Dassault Aviation) by http://standardsdays.afnet.fr - AFNeT Standards Days 2020 : 6 & 7 October 2020 In partnership with
  • 2. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data TOPICS 2 Agenda Conclusions and Outlooks Challenges Enablers Status Context 30 mn
  • 3. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data CONTEXT : ANALYSIS OF AIRCRAFT VEHICLE SYSTEMS Main systems of a «conventional» architecture Vehicle Systems of an Aircraft: • Engines, Air, Fuel, Braking, Electrical… systems • Network of more than 1000 parts (power and information) • Collaborative work with partners (PLM…) • Analyzed in contexts (Mission, environments…) Target : Real Product in operation PLM/ DMU (Reference) / Digital Twin Context Architecture Layout in context 3
  • 4. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data TOPICS 4 Agenda Conclusions and Outlooks Challenges Enablers Status Context
  • 5. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data TECHNICAL CHALLENGES 5 • Develop enhanced capabilities for System Analysis, collaborative design and trade-off • on parts of Systems up to alternates Architectures of Systems • applicable from early design stages to detailed design, and during operation • Including interactive tools to support decision making Challenges
  • 6. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data AIRCRAFT AND SYSTEMS DEVELOPMENT PROCESS OVERVIEW, INCLUDING VIRTUAL ANALYSIS CPS (Multi-Physics + Control), Multi-levels (1D-3D …), Multi-Systems Assessments / Virtual Test cases Req. models Req. models Comparisons Analysis  Tests DA Systems models Partner’s System models Req. models Challenges 6 Multi-Systems Analysis Mono-System Analysis ? Project Definition and Design … Implementation Tests and Integration
  • 7. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data Objectives Figures Platform with consistent description of Systems for Collaborative Design with all Stakeholders … with capabilities for Collaborative Reviews and Decisions Making PLM OBJECTIVES Multiple Systems Analysis (Performance, Safety, Diagnosis …) Multi domain systems design 7 Challenges
  • 8. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data TOPICS 8 Agenda Conclusions and Outlooks Challenges Enablers Status Context
  • 9. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data STANDARDS FOR SYSTEM SIMULATIONS … PROCESS AND TOOLS 9 ITEA2 Eurosyslib : “European Leadership in System Modeling and Simulation through advanced Modelica Libraries” Systematic CSDL : “Complex System Design Lab ” ITEA2 MODRIO : “Model Driven Physical Systems Operation” FP7 TOICA : “Thermal Overall Integrated Concept of Aircraft” CS2 MISSION : “Eco-Design for Systems” / “Modeling and Simulation Tools for Systems Integration on Aircraft” FX project : “Extended Laboratory with Collaborative Process” Enablers to simulate complex CPS models: • Standards (Modelica-FMI-SysML…) • Tools (Dymola, 3DExperience …) • People (Designers-Architects…)… www.modelica.org (Modelica Association) www.fmi-standard.org (project of Modelica Association) FX Project Extended Collab. Process … MMT, MICADO … Digital Twin … / Diagnostic … 2019 2020 … Cleansky2 MISSION Collaborative Process and tools / MIL-HIL … 2021 Operational use : Neuron, Falcon F8X, F6X, F46 … Enablers
  • 10. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data COLLABORATIVE ENGINEERING WITH SYSTEM ANALYSIS WORKFLOW 10 Physical and Virtual Plateaus Enablers Enablers : Definition of Process and associated tools for management of • Roles and IP • Requirements • Architectures • Models • Analysis • Results • Decisions • … • And links between them
  • 11. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data COLLABORATIVE ENGINEERING WITH PARTNERS WORKFLOW Enablers • 2: Provides sub-systems models (with the right level of details) compatible with interfaces, tested within predefined environments and conditions, and execution assumptions, using standards (Modelica, FMI, SysML ...) (Format : set of Dymola encrypted models) (Format : FMUs generated from Dymola –IP-, Embedded in Modelica interfaces) Partners (LTS …) Dassault Aviation 2 TOICA/MODRIO • 1: Provides Models: Interfaces, Boundaries, Mission, Requirements within Test-Cases 1 Enablers : New Process for management of Collaborative Design … 11 BAS ECS Distribution Cabin WAIS Engines APU
  • 12. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data TOPICS 12 Agenda Conclusions and Outlooks Challenges addressed Enablers : integration within 3DExperience Current status Context
  • 13. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data Enablers CURRENT 3DEXPERIENCE ENABLERS Base Tools Figures For System Analysis 3DExperience • Dashboards • Process Composer / Result Analytics • DBM (Dymola) • Requirements, Logical • Behavior Experiment • FMK/SMU (Fluid & Mechanical -Abaqus- Analysts) … Dashboards Logical Process Composer FMK SMU DBM BExp Behaviors & I/F 13
  • 14. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data DATA MODEL FOR INTEGRATION OF SYSTEMS ANALYSIS Status 15 System (PP) to analyze : 1 System or 1 set of Systems
  • 15. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data Status CURRENT STUDY : CLEANSKY2 MISSION => USE OF STANDARDS FOR SE Collaborative Platform at Dassault Aviation 16
  • 16. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data CURRENT STUDY : BRIDGING THE GAP BETWEEN SYSTEM DESCRIPTION AND ANALYSIS • Compare • Current 3DExp capabilities : RFLP, System Traceability, Tools and Models Architecture description Simulation Architecture description Allocation of architectural ports to model interfaces Target Compare capabilities and opportunities by prototyping generation and management of the transformation between SysML and Modelica … Status • Explore link SysML  Modelica, brings by Cameo integration 17
  • 17. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data TOPICS 18 Agenda Conclusions and Outlooks Challenges addressed Enablers Current status Context
  • 18. Ce document est la propriété intellectuelle de Dassault Aviation. Il ne peut être utilisé, reproduit, modifié ou communiqué sans son autorisation. Dassault Aviation Proprietary Data Conclusions and Outlooks CONCLUSIONS AND OUTLOOKS • Current integration of Multi-Systems Analysis in System Engineering • Drastic evolution of Simulation models and tools • Increased capabilities of simulation language Modelica, and tools allows analysis required for versatile small to large scale CPS models of Systems • FMI standard, now widely integrated in Modelica and other legacy tools; allows easier integrations or co-simulation of simulation models (to be used with caution) • New collaborative process with design partners • Capabilities to build Agile and flexible collaborative process for Architectures. Evaluation have been demonstrated on realistic use-cases. • On going integration in program developments, based on 3DExperience • Outlooks Future opportunities bring by some major evolutions of • Standards : Modelica (3.x, 4.0 …), FMI (3.0, …), SysML (v2 …) … • Process : more flexible and Agile … increasingly supported by tools and users • Tools : 3DExperience, future integration of Cameo … 19