CUSTOMER: Modelado y desarrollo de sistemas críticos

LOGíSTICA
Fecha de inicio: 01/10/2019
Fecha de finalización: 30/06/2020

 En este tipo de sistemas el correcto comportamiento del sistema debe garantizarse antes de su puesta en marcha. Para llevar a cabo dicho proceso, el sistema debe caracterizarse con precisión y realizarse un exhaustivo estudio de su comportamiento en el peor de los escenarios. Los procesos de caracterización del sistema, describiendo los componentes del mismo, sus interacciones y su comportamiento interno, son de vital importancia, así como los sistemas de análisis y verificación que permiten comprobar que las interacciones entre los componentes cumplirán con los requisitos del sistema en las peores condiciones.

Los sistemas ciber-físicos son la evolución de los sistemas empotrados hacía una arquitectura con una mayor conectividad. Sin embargo, esa mayor conectividad que les otorga la flexibilidad, mediante la incorporación de nuevos componentes inteligentes, que es la que hace que estas tecnologías sean realmente disruptivas, es la que mayor complejidad añade a su desarrollo. Los componentes del sistema no sólo deben ser correctos desde el punto de vista funcional y de seguridad, sino también desde el punto de vista de su comportamiento temporal y de la integridad de los datos. La presencia de componentes no críticos en la misma plataforma, añaden un nivel de incertidumbre que debe ser abordado adecuadamente.

Los sistemas críticos son aquellos en los que un fallo del sistema puede causar daños económicos o humanos irreparables

Para ayudar en el modelado, caracterización, análisis y desarrollo de sistemas críticos ITI ha estado desarrollando un entorno denominado art2kitekt©. En el presente proyecto se pretende extender dicho entorno art2kitekt para dar soporte al proceso completo de desarrollo de los nuevos sistemas críticos en los que la adaptabilidad tanto para la incorporación de nuevos comportamientos, como en presencia de fallos transitorios o permanentes es de vital importancia. Aunque existen multitud de aproximaciones en esta línea, el hilo conductor principal de este proyecto será el acercar algunas de dichas aproximaciones al sector empresarial, así como ampliarlas para dar cobertura a las nuevas necesidades que surjan desde la industria que no estén cubiertas por las soluciones actuales.

Objetivos

El proyecto está enfocado en avanzar en la adopción de los métodos de desarrollo dirigidos por modelos (MDD) en la creación de sistemas críticos complejos por parte de la industria. Así pues, uno de los objetivos principales del proyecto es facilitar la adopción de estos métodos mediante el acercamiento entre los sistemas de modelado utilizados en el estado del conocimiento y las prácticas utilizadas en la industria, a la vez que los mecanismos de generación automática de código a las necesidades y plataformas utilizadas en la misma. Ambos resultados no sólo facilitarán la adopción de los mismos en la empresa, reduciendo los tiempos de acceso al mercado en el desarrollo de dichos sistemas, reduciendo la presencia de errores y los tiempos de verificación, sino que también permitirán mejorar los sistemas de modelado y análisis existentes en la actualidad habilitando su uso para sistemas más complejos, pero aun así realistas.

Dado que el elemento central en la metodología MDD es el modelado de los sistemas ciber-físicos, otro de los objetivos principales es reducir la complejidad en la introducción de los detalles de plataforma, la aplicación y sus relaciones, permitiendo al ingeniero una rápida integración del proceso MDD en su entorno de desarrollo. En la actualidad las herramientas de modelado requieren un aprendizaje específico y complejo, difícil de adaptar en algunos casos a los procesos de desarrollo existentes.

En el caso del análisis del sistema, etapa fundamental en el desarrollo de sistemas críticos, al presentarse de forma conjunta con la fase de modelado, el entorno art2kitekt permitirá llevar a cabo un proceso continuo y paralelo de modelado y análisis del sistema bajo desarrollo adaptado a las necesidades del dominio de aplicación. En la actualidad, la mayoría de las herramientas de análisis utilizan sus propios modelos para representar las plataformas y aplicaciones, requiriendo trasformaciones complejas que no siempre son posibles. En la actualidad, los resultados de los análisis normalmente no se representan de forma adecuada para su posterior tratamiento por otras herramientas. Este problema se abordará, no sólo con el uso de un entorno integrado para el desarrollo de sistemas ciber-físicos, sino también mediante la oportuna exportación de los resultados.

En el caso del proceso de transformación del modelo y generación de código que se propone en art2kitekt, la arquitectura de patrones propuesta permitirá adaptar y ampliar las plataformas y lenguajes soportados a las necesidades del entorno, ofreciendo una solución abierta y escalable.
Y adicional a esto, la incorporación de la simulación funcional de los componentes del sistema en el proceso de desarrollo, ayuda al ingeniero a probar diversos algoritmos y parámetros en etapas tempranas de diseño e implementación del sistema. Mediante el uso de entornos simulados, el ingeniero puede optimizar el comportamiento funcional de los diversos componentes del sistema, intercambiar diversos componentes con diferentes algoritmos de control, etc. y probar posibles escenarios catastróficos que permitirán evaluar la robustez y tolerancia a fallos del diseño crítico.

Entidades financiadoras

Entidad: IVACE
Nº Expediente: IMDEEA/2019/106
Financiación:144.720,20 €

Resultados obtenidos

Vídeo del proyecto aquí

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