Emniyet Kritik Olan Aviyonik Yazılım Geliştirme ve Modernizasyon

Emniyet Kritik Olan Aviyonik Yazılım Geliştirme ve Modernizasyon

Emniyet Kritik Olan Aviyonik Yaz m Geli tirme ve
Modernizasyon Projelerinde Simülasyon Yaz mlar n Rolü
Role of Simulation Software in Safety Critical Avionics Software
Development and Modernization Projects
Özkan KARAGÖZ
TUSA , ANKARA
Aylin KÖSTEKL
TUSA , ANKARA
ur Melih SÜRME
TUSA , ANKARA
okaragoz@tai.com.tr
akostekli@tai.com.tr
msurme@tai.com.tr
Özet
Günümüzde, emniyet kritik olarak kabul edilen
aviyonik geli tirme ve modernizasyon projelerinde
aviyonik simülasyon yaz mlar n kullan
neredeyse
bir zorunluluk haline gelmi tir. Sertifikasyona tabi
aviyonik yaz m üreten
irketler, geli tirme,
entegrasyon ve test faaliyetlerinde kullanmak üzere
simülasyon yaz mlar
geli tirerek proje riskini ve
maliyetleri azaltmay , geli tirme süresini k saltmay ve
geli tirdikleri
yaz mlar n
kalitesini
artt rmay
hedeflemektedirler. Bu bildiride aviyonik geli tirme ve
modernizasyon projelerinde aviyonik simülasyon
yaz mlar n geli tirilmesi ve kullan
ile ilgili
bilgiler verilecek, simülasyon yaz mlar n projelerin
risk, takvim, maliyet ve kalite gibi en kritik unsurlar
nas l etkiledi inden bahsedilecek ve TUSA ’taki
mevcut projelerdeki kullan
örneklenecektir.
Abstract
Today, in avionics development and modernization
projects, which are accepted as safety critical, the use of
avionic simulation software has become almost a
necessity. Companies that develop avionics software,
which is subject to certification, also develop avionic
simulation software and utilize it in development,
integration and testing activities to reduce project risk
and cost, shorten development time and improve the
quality of avionic software. In this paper, information
about the implementation and usage of avionic
simulation software in avionics development and
modernization projects will be given, the effects of
simulation software on project’s most critical issues
such as risk, schedule, cost and quality will be
described and examples of its use in existing TUSA
projects will be given.
1. Giri
Aviyonik geli tirme ve modernizasyon projelerinde,
efektif olarak kullan lan bir simülasyon yaz m
ortam nda, testlerin bir ço u yer ve uçu testleri öncesi
yap labilir. Erken a amada simülasyon ortam ndaki
testlerde aviyonik sistemle ilgili tespit edilen bir hatay
düzeltmenin maliyeti ve hatan n etkisi, uçu testinde
bulunan bir hatay düzeltmenin maliyeti ve etkisinin
yan nda çok daha dü üktür. Bu bildiri kapsam nda önce
aviyonik geli tirme ve modernizasyon projelerinde
simülasyon yaz mlar na neden ihtiyaç duyuldu u
anlat lacak, daha sonra ise simülasyon yaz mlar n
projelerde ne kapsamda ve hangi safhalarda
kullan ld ndan bahsedilecektir.
Simülasyon yaz mlar n nas l tasarland
ve
geli tirildi i,
hangi
teknolojilerin
kullan ld
anlat lacakt r.
Aviyonik simülasyon yaz mlar n aviyonik yaz m
projelerinin risk, takvim, maliyet ve kalite gibi en kritik
unsurlar
nas l etkiledi i konular nda bilgiler
verilecek, TUSA ’ta uygulanmakta olan simülasyon
yaz m çözümlerinden örnekler verilecek ve aviyonik
simülasyon
yaz mlar n
gelece e
yönelik
hedeflerinden bahsedilecektir.
2. Aviyonik Simülasyon Yaz mlar
Amaçlar
n
Havac k sektöründe, her geçen gün çe itlenen ve artan
ihtiyaçlar kar layabilmek amac yla, aviyonik sistemler
giderek daha büyük ve karma k hale gelmektedir.
Sistemlerin karma kl ndaki bu art , sistem
fonksiyonlar
kar lamak için kullan lan aviyonik
yaz mlar da do rudan etkilemekte ve bu amaçla
geli tirilen aviyonik yaz mlar n kullan m oranlar F35’te oldu u gibi %80’lere ula maktad r. Sistemlerdeki
bu geli im, ürünlerin tasar
ve geli tirilmesini
desteklemede kullan lacak yeni ürünlerin ve
yöntemlerin uygulanmas gerekli k lar.
Bunun yan s ra, takvimsel ve bütçesel k tlamalar,
aviyonik ürünlerin geli tirme süreçlerini daha zorlu
lmaktad r. Beklenen teslim tarihinde gereksinimleri
tam olarak sa layan, do ru ve kaliteli bir aviyonik
sistem geli tirmek ciddi ve geni kapsaml bir i yükü
getirmektedir.
Emniyet kritik yaz mlar n geli tirilmesinde bir dünya
standard olan DO-178B sertifikasyon isterlerini
kar layabilmek amac yla, geli tirilen sistemlerin
gerçek platforma götürülmesinden önce, gerçek ortamla
benzer fonksiyonlara sahip bir ortamda olas tüm hata
durumlar olu turulmal ve test edilip do rulanmal r.
Aviyonik simülasyon yaz mlar bu noktada devreye
girer ve geli tirilen sistemin do rulu undan ve
güvenilirli inden emin olabilmek için gerçe e yak n
ortamlar n olu turulmas sa lar.
Hava arac ndaki aviyonik ortam n benzeri, hava
arac ndaki gerçek aviyonik ekipmanlarla ayn davran a
sahip simülasyon modelleri geli tirilerek olu turulur.
Böylece, aviyonik yaz m, simülasyon ortam nda
entegre ve test edilebilir.
3. Aviyonik Simülasyon Yaz mlar
Kapsam ve Kullan ld Safhalar
n
Aviyonik simülasyon yaz mlar , ideal bir senaryoda
aviyonik yaz
n geli tirilmesine ba lanmadan
geli tirilmeli ve do rulanmal r. Ancak, bu senaryonun
gerçekle mesinin mümkün olmad durumlarda da en
az ndan aviyonik yaz
n resmi do rulama faaliyetleri
ba lamadan önce sonland lmal r. Bu kapsamda,
proje geli tirme sürecinde aviyonik simülasyon
yaz mlar geli tirme faaliyetleri ayr ca planlanmal r.
Bu takvim, geli tirilecek, entegre ve test edilecek
yaz
n takvimini de göz önünde bulundurarak,
geli tirme, entegrasyon ve do rulama faaliyetlerini
aksatmayacak ekilde haz rlanmal r.
Aviyonik yaz
n geli tirme sürecinin hemen her
amas nda kullan lan simülasyon yaz mlar na,
rl kl olarak geli tirme, entegrasyon ve test
amalar nda a
da V modeli üzerinde gösterildi i
gibi birkaç a amada ihtiyaç duyulur.
Aviyonik simülasyon yaz mlar , gerçek ekipmanlar n
zaman nda tedarik edilemedi i, tedarik edilen
ekipman n ar zaland ya da gerçek ekipman n (Radar
gibi) boyutlar nedeniyle laboratuara yerle tirilemedi i
gibi durumlarda sistemin ve yaz m do rulama
ortam n devaml
sa lar. Böylece, aviyonik
yaz
n geli tirilmesinde ya anmas olas gecikmeler
engellenmi olur.
Ayr ca, hava arac nda gerçek aviyonik ekipmanlarla
test edilemeyen cihaz ve ileti im hata durumlar
aviyonik ekipmanlar n simülasyon modelleriyle
olu turulup, aviyonik yaz
n bu hatalar kar ndaki
davran gözlemlenebilir.
Aviyonik yaz
n geli tirilme sürecinde ço u zaman
birden fazla ekip ayn anda aviyonik sistem üzerinde
çal mak, ayn cihazlar kullanmak durumunda
kalabilir. Gerçek ekipmanlarla olu turulan tek bir ortam
bu yo un talebi kar lamaya yetmeyecektir. Aviyonik
simülasyon yaz mlar her ekip için ayr geli tirme ve
do rulama ortamlar yaratarak, ekiplerin kendi
ortamlar nda, kesintiye u ramadan, verimli bir ekilde
çal malar
sa larken süreci de büyük ölçüde
zland r.
Aviyonik simülasyon yaz mlar n bir di er amac da
do rulanan sistem platforma ta nd ktan sonra ortaya
kacak hata durumlar incelemek, sistemin bak m ve
devaml
sa lamakt r. Bu ba lamda aviyonik
simülasyon yaz mlar n görevi, do rulad sistemler
ya ad kça ve kullan ld kça devam eder. Böylece hem
yaz m hem sistem do rulama faaliyetlerine ve
ekiplerine yard mc olur.
ekil 1: Simülasyon Yaz mlar n Aviyonik Yaz m
Geli tirme Sürecinde Kullan ld Yerler
Aviyonik yaz
n geli tirme sürecinde, cihazlar n
fonksiyonlar , davran lar gözlemlemek ve yaz
bunlar göz önünde bulundurarak do ru bir ekilde
tasarlamak gerekmektedir. Bu amaçla önce, aviyonik
cihazlar n simülasyon modelleri kullan labilir. Gerçek
cihazlarla ayn davran lar gösteren modellerin
yard yla aviyonik yaz
n geli tirme süreci
tamamlan r.
Entegrasyon a amas nda, geli tirilen aviyonik yaz m,
hava arac nda bulunan cihazlar n simülasyon
modelleriyle
konu turularak
gönderilip
al nan
mesajlar n do rulu u, aviyonik yaz
n ve cihazlar n
kar kl davran lar ve sistemin toplam davran
gözlemlenir.
Do rulama a amas nda, aviyonik yaz m, simülasyon
ortam kullan larak, fonksiyonel, sa laml k, performans
testlerine tabi tutularak do rulanmaya çal r.
deniz seviyesinden yükseklik de eri aviyonik yaz ma
-2500 feet olarak gelirse ve limit de eri -1800 feet
olmas na ra men, aviyonik yaz m -2500 feet de erini
uçu yönetim sistemi hesaplamalar nda kullan rsa, bu
emniyet aç ndan istenmeyen durumlara yol açabilir.
Böyle bir durumda, aviyonik yaz
n limit d gelen
bu veriye güvenmeyerek ba ka kaynaklardan bilgiyi
almas ya da do rulamas sa lanabilir.
4.1.2.
ekil 2: Simülasyon Ortam Blok emas
Aviyonik yaz
n geli tirme ve do rulama a amalar
sona erdikten ve platforma yüklendikten sonra da
aviyonik simülasyon yaz mlar n kullan na ihtiyaç
duyulmakta, bu çerçevede bak m ve idame
amalar nda da aviyonik simülasyon yaz mlar ndan
yararlan lmaktad r.
4. Aviyonik Simülasyon Yaz mlar n
Projelerdeki Kalite Artt
, Risk Azalt ,
Maliyet Azalt ve Süre Azalt Etkileri
Emniyet kritik olarak de erlendirilen aviyonik
yaz mlar n uçak platformuna gitmeden önce Sistem
Entegrasyon Laboratuar (SEL) ortam nda entegre
edilmeleri ve do rulanmalar gerekmektedir. irketler
bu entegrasyon ve do rulama faaliyetlerini yerine
getirirken, yaz m kalitesi, proje riski, proje maliyeti,
proje takvimi gibi kriterleri de göz önünde
bulundururlar.
[1,
2]
Aviyonik
simülasyon
yaz mlar n bu kriterlerin sa lamas na olan etkileri
da aç klanm r.
4.1. Yaz m Kalitesine Olan Etkileri
4.1.1.
Veri Limit Kontrolleri
Aviyonik yaz mlar, kendilerine gerçek ekipmanlardan
gelen veriler için limit kontrolü yapmak zorundad rlar
[3]. Aviyonik yaz m, kendisine gelen limit d bir
de eri hesaplamalar nda kontrol etmeden kullan rsa, bu
emniyet aç ndan istenmeyen durumlara yol açabilir.
Gerçek dünyada kablolarda meydana gelebilecek
elektronik gürültü nedeniyle limit d
bir de erle
kar la lmas olas r. Böyle durumlarda simülasyon
yaz mlar yard yla gerçek ekipmanlar n yerine
geçilerek, aviyonik yaz mlar n limit d
de erler
kar nda nas l davrand ve bunun bütün bir sistemi
nas l etkiledi i anla labilir. Örne in, tasarlanan
sistemde -1800 ile +55000 feet aras nda tan ml bir
Hata Senaryolar
Ço u aviyonik ekipman, belli aral klarla kendisini
sorgular ve i leyi iyle ilgili bir hatayla kar la
nda
kar nda konu tu u aviyonik yaz
bu hatadan
haberdar eder. Aviyonik yaz
n bu tarz bir hata
durumunda emniyet kriterleri aç ndan uygulamas
gereken prosedürler olabilir. Örne in, güç kayna a
nan bir ekipman bu bilgiyi aviyonik yaz ma veri
haberle me ara yüzü üzerinden bir mesaj n içinde
gönderir. Bu tarz bir hatay gerçek ekipmanla
olu turman n
zorlu u,
ekipman n
simülasyon
modelinde güç kayna a
nd bilgisini kolayca
olu turarak
a labilir
ve
aviyonik
yaz ma
gönderilebilir. Bu tarz bir durumda, aviyonik yaz
n
yapmas gereken i lemleri yap p yapmad
da
rahatl kla test edilebilir.
4.1.3.
Sa laml a Yönelik Senaryolar
Aviyonik yaz mlar, kendilerine gelen ola an d
veriler kar nda bir savunma mekanizmas na sahip
olmal rlar [3]. Kendilerine gelen verilerin
bütünlü ünde bir sorun olmas ya da gelen verinin
boyutunun beklenenden farkl olmas gibi durumlarda,
kendi i leyi lerini bozmadan gerekli önlemleri
almal rlar. Örne in, aviyonik ekipman kendisine seri
ileti im hatt ndan gelen birden çok farkl mesaj , mesaj
alanlar içindeki Mesaj ID alan na bakarak ay rt ediyor
olabilir. Simülasyon modeli yard yla, mesajlardan
birinin ya da daha fazlas n Mesaj ID alan
de tirilerek, aviyonik yaz
n bu tür bir durumla
nas l ba a ç kt , i leyi inde s nt olup olmad ,
mesaj senkronizasyonunu sa lay p sa layamad ,
Mesaj ID alanlar na tekrar do ru de erler girildi inde,
sa kl bir ekilde çal maya devam edip etmedi i gibi
senaryolar test edilebilir.
4.1.4.
Performans ve Zamanlamaya Yönelik Senaryolar
Aviyonik yaz mlar, kendilerine gelen verilerin miktar
ve zamanlamas yla ilgili baz savunma mekanizmalar
olu turmal rlar. Olmas gerekenden daha yüksek
zda ve miktarda veri alan ya da verileri istedi i
zamanlamalarda alamayan bir aviyonik yaz m, kendi
leyi ini bozmadan gerekli önlemleri almal r.
Örne in, simülasyon yaz mlar nda olu turulabilecek
senaryolarla, aviyonik yaz ma tam veri yüklemesi
(full load) yap labilir ya da olmas gerekenin d nda
zamanlamalarla veri sa lanabilir ve bu durumda
aviyonik yaz
n tepkileri test edilebilir.
4.1.5.
Yedeklili e Yönelik Senaryolar
Aviyonik dünyas nda en önemli unsurlardan birisi
yedekliliktir. Emniyet kritiklik seviyesi yüksek oldu u
dü ünen sistemler genelde çoklan r ve yede inin
olmas sa lan r. Sistemlerden birisinde ar za olmas
durumunda yedek sistem kullan labilir.
Örne in, 2 adet Air Data Computer (ADC)
ekipman n yer ald bir aviyonik sistemde, aviyonik
yaz m bir çoklu sensör algoritmas çal rarak, hangi
ADC ekipman ndan gelen veriyi kullanaca na karar
verir. Bu algoritman n do ru çal p çal mad
test
edebilmek için ADC için geli tirilmi 2 simülasyon
modelinden de ik içeriklerde veriler bas labilir ve
sonuçlar gözlemlenebilir.
4.2. Proje Riskini ndirgemeye Yönelik Etkileri
Aviyonik yaz m projeleri, gerek emniyet kritik
olmalar ndan dolay , gerekse karma k yaz mlar ve
sistemler içermelerinden dolay yüksek riske sahip
projelerdir. Bu nedenle bu projelerin ba ar z olmas
engellemek için sistematik bir yakla m izleme
zorunlulu u vard r. Bu amaçla irketler SEL ortamlar
olu turmakta, bu laboratuarlarda uçan platformdaki
ortam olabildi ince simüle etmekte, içine tüm veri
ileti imini, sensörleri, ekipmanlar simüle edebilen
yaz mlar yerle tirmekte ve “4.1 Yaz m Kalitesine
Olan Etkileri” ba
alt nda verilen senaryolar
olu turarak
do rulama
faaliyetlerini
gerçekle tirmektedirler. Aviyonik yaz mlar n sisteme
entegrasyonu, sistem seviyesi testleri SEL ortam nda
yap lmaktad r. Proje süresi boyunca entegrasyon
amas nda ya anan s nt lar, testlerde kar la lan
hatalar SEL ortam nda düzeltilmektedir. Böylece proje
için sonradan risk olu turmas muhtemel birçok konu
erken a amalarda SEL ortamlar nda fark edilerek
çözümlenmektedir. SEL ortam nda hata bulmaya
yönelik senaryolar defalarca ko turularak, uça a
yüklenmeden önce aviyonik yaz mlar n ve sistemlerin
olabildi ince az hatayla uçan platforma ta nmalar
sa lan r.
Aviyonik yaz m projeleri için bir ba ka risk de
sistemde kullan lacak olan aviyonik ekipmanlar n çok
maliyetli olmalar ya da sat n al nan irketlerle ya anan
problemler nedeniyle projenin geç a amalar nda teslim
al nabilmeleridir. Bu riski engelleyebilmek ve aviyonik
yaz mlar gerçek ekipmanlar olmadan geli tirmeye
devam edebilmek için onlar n yerine geçip, onlar n
özelliklerini simüle edebilen simülasyon yaz mlar
kullan lmaktad r [4]. Bu sayede aviyonik yaz mlar
gerçek ekipmanlar temin edilinceye kadar belirli bir
olgunlu a getirilir.
4.3. Proje Süresini Azaltmaya Yönelik Etkileri
Teknolojinin çok h zl geli ti i günümüzde, sistem
teslimatlar n takvimleri içerisinde gerçekle tirilmesi
mü teriler için önemlidir. Projelerde meydana
gelebilecek gecikmeler, mü terinin istedi i teknolojiye
geç sahip olmas ve teknolojiyi geriden takip etmesi
anlam na gelecektir. Günümüzde, geni kapsaml
aviyonik geli tirme ve modernizasyon projelerine 3-4
ll k süreler biçildi ini gözlemlemekteyiz. K tl proje
takvimleri kar nda irketler geli tirme ve test
sürelerini azaltacak, ayn zamanda da do rulama
faaliyetlerini maliyet etkin bir ekilde yapabilecekleri
yöntemlere gitmek zorundad rlar. Bunun bir yolu da
projenin hemen ba nda aviyonik yaz mlar n ve
sistemlerin
entegrasyonunda
ve
testlerinde
faydalanmak üzere simülasyon yaz m ortam n
kurulmaya ba lanmas r.
Simülasyon yaz mlar kolayl kla yeni bilgisayarlar
üzerine yüklenerek yeni geli tirme ve do rulama
ortamlar olu turulabilir. Böylece istenildi i say da
yaz m geli tirme ve do rulama ortam olu turularak,
aviyonik yaz m geli tiricilerin hedef ortam ihtiyaçlar
kar lanm olur. Bu da geli tirme süresini oldukça
saltacak bir yöntemdir. Örne in TUSA ’ta
ERC YES projesi kapsam nda 1 adet SEL laboratuar
ve içinde simülasyon yaz mlar n ko tu u 3 adet
yaz m geli tirme ve do rulama laboratuar
olu turulmu tur. Olu turulan bu ortamlar n hemen hiç
bo kalmad
göz önüne al nd nda geli tirme
süresinin tek ortam olmas halindeki durumdan en az
üçte iki oran nda azalt ld
söyleyebiliriz. TIHA
projesinde de benzer bir durum söz konusudur,
toplamda 2 adet SEL laboratuar , 2 adet yaz m
geli tirme laboratuar ve 3 adet do rulama laboratuar
kurulmu tur. Ortamlar ERC YES projesinde oldu u
gibi tam kapasite kullan lmaktad r.
4.4. Proje Maliyetini Azaltmaya Yönelik Etkileri
Aviyonik yaz m projeleri, hem emniyet kritik, hem de
ileri teknoloji içeren projeler oldu u için maliyetli
projelerdir [4]. SEL ortam
ve simülasyon
yaz mlar n bir faydas da projede ortaya ç kacak
geli tirme ve do rulama maliyetlerini olabildi ince
azaltmakt r. Efektif bir simülasyon yaz m ortam nda,
testlerin bir ço u yer ve uçu testleri öncesi yap labilir.
Ayr ca, erken a amada SEL testlerinde bulunan bir
hatay düzeltmenin maliyeti, uçu testinde bulunan bir
hatay düzeltmenin maliyetinin yan nda çok daha
dü üktür.
Simülasyon yaz mlar gerçek ekipmanlara olan
ihtiyac
da azaltmaktad r.
Aviyonik yaz m
geli tiriciler, simülasyon yaz mlar
kullanarak,
geli tirdikleri yaz mlar
belirli bir olgunlu a
getirdikten sonra gerçek ekipmanla test etmeyi
seçmektedirler. Bu da proje maliyetini azalt
olarak de erlendirilir.
5. Aviyonik Simülasyon Yaz mlar
Gerçekle tirimi
bir etki
dayanarak bilinen modlar
yap laca na karar verilir.
ve
durumlar n
nas l
n
Aviyonik simülasyon yaz mlar n gereksinimlerinin
belirlenmesinde ve geli tirilmesinde yukar dan a
ya
(top-down) bir süreç izlenmektedir. Belli ba a amalar
da verilmi tir.
5.1. Ara Yüz Mesaj Yap lar
n Belirlenmesi
SEL ortam n temel unsurlar olan aviyonik
simülasyon modellerinin fonksiyonlar n tam olarak
belirlenebilmesi için önce aviyonik cihazlara ait
ICD’lerin (Interface Control Document) analiz edilmesi
gereklidir. Bu kapsamda, aviyonik cihazlara ait veriler
mesaj yap lar na göre paketlenir, veri taban na kay t
çal mas yap r ve aviyonik cihazlar için gerekli ham
ve mühendislik veri yap lar olu turulur.
5.2. Gereksinimlerin Belirlenmesi
Simülasyonu gerçekle tirilecek olan aviyonik cihaz n
aviyonik sistem mühendisleri ile birlikte fonksiyonel
gereksinimleri
tan mlan r.
Bu
fonksiyonel
gereksinimlerden yola ç larak, yaz m gereksinimleri
belirlenir. Veri ara yüzü, modlar, modlar aras geçi ler,
ekran panellerin ablonlar , operasyonel çal ma mant
olu turulur. Yaz m gereksinimlerinin geli tirilmesinin
ard ndan yaz m gereksinimlerinden fonksiyonel
gereksinimlere izlenebilirlik kurulur. zlenebilirlik
matrisinin (Traceability Matrix [5]) kurulmas ,
fonksiyonel
gereksinimleri
etkileyen
tüm
de ikliklerin süreç boyunca takip edilmesini ve
aviyonik simülasyon yaz
taraf ndan kar lanmas
garanti alt na al r.
ekil 4: Aviyonik Simülasyon Yaz m Tasar m ve
Gerçekle tirim Faaliyetleri
Her biri belli bir grup yaz m i levini içeren paketler
olu turulur ve bu paketlerde olacak s flar belirlenir.
Paketlerin belirlenmesi için nesneye yönelik tasar n
temel al nd
çal malar yap r. Paketleri olu turan
flar aras ndaki etkile imlerden yola ç karak
ili kilendirme durumlar tan mlan r. S flar aras
ili kiler, uygun ba ml klar n kurulmas na yönelik
olmal r. Bu nedenle, olas bütün ba ml k ihtimallerini
en aza indirecek yap lar belirlenmelidir.
da maddeler halinde TUSA ’ta Aviyonik
Simülasyon Yaz
tasar m ad mlar listelemi tir:
•
•
•
•
•
•
ekil 3: ERC YES Projesi Hava Radar Simülasyon
Modeline Ait Örnek Yaz m Gereksinim Kümesi
5.3. Aviyonik Simülasyon Yaz m Tasar
Yaz m gereksinimlerinden yola ç larak simülasyon
modelinin kapsam belirlenir. Model veri kümesine
Yaz m gereksinimlerinde tan mlanan “ne” lerin
“nas l” yap laca tan mlan r.
Yaz m gereksinimleri analiz edilerek yaz m alt
bile enleri olu turulur.
Yaz m mimarisi tan mlan r.
Yaz m alt bile enleri aras ndaki ara yüzler
tan mlan r.
Her bir yaz m alt bile eni detayl olarak tasarlan r.
Yaz m tasar na ait metin ve emalar içeren
yaz m tasar m doküman olu turulur.
5.5. Aviyonik
Teknolojiler
Simülasyon
Yaz mlar nda
Kullan lan
TUSA bünyesinde aviyonik simülasyon yaz mlar nda
nesneye yönelik programlama tekni i kullan lmaktad r.
Nesneye yönelik programlama, yeniden kullan labilirli i
artt rmak ve kaynak kodunun bak
kolayla rmak
amac yla tercih edilmi tir [6]. Artan paralel donan m
imkanlar sayesinde çoklu i parçac kl programlama
(Multithreading)
tekniklerinden
yararlan lma
gereksinimi de nesneye yönelik programlamay önemli
hale getirmi tir.
C++ programlama dili, nesneye yönelik programlama
dili olmas ve yaz m performans (do rudan haf za
eri imi) aç ndan sundu u özellikler nedeniyle aviyonik
simülasyon yaz mlar n geli tirilmesinde tercih
edilmektedir. Aviyonik simülasyon yaz mlar n
boyutu büyüdükçe ve karma kl
artt kça nesneye
yönelik programlaman n gücünden daha fazla
yararlanmak için tasar m desenleri de kullan lmaktad r.
Genellikle “State Machine”[7] tasar m deseni
uygulanmaktad r. Bu desen, çal ma zaman nda bir
nesnenin tipini de tirmenin en iyi yöntemidir [7].
ekil 5: ERC YES Projesi DTS (Data Transfer System)
Simülasyon Modeli Paket Tasar
5.4. Aviyonik Simülasyon Yaz
n Gerçekle tirimi
Aviyonik cihaz simülasyonlar , belirlenen tasar ma
uygun olarak gerçekle tirilir. Aviyonik simülasyon
yaz mlar nda veri giri i ve gözlemlenmesi, payla lm
haf za üzerinde çal an ekran panelleri üzerinden yap r.
Veri ç
ise aviyonik veri yollar üzerinden
gerçekle tirilir.
Simülasyon ortam ve içindeki araçlar performans
artt rabilmek ad na, birden çok i lemci üzerine
da lm r.
Bu
i lemciler
üzerinde
çal an
uygulamalar, aralar nda payla lm haf za (Shared
Memory) alanlar kullanarak ileti im kurmaktad rlar.
Windows i letim sistemi ortam nda geli tirilen aviyonik
simülasyon yaz mlar n geli tirilmesinde MFC ve
DirectX teknolojilerinden de faydalan lmaktad r.
6. TUSA ’ta Uygulanan Aviyonik
Simülasyon Çözümleri
TUSA ’ta halen devam etmekte olan 3 projede
aviyonik simülasyon yaz mlar aktif bir ekilde
kullan lmaktad r. Bu projelerden ERC YES (C-130) ve
ARI (T-38) projeleri aviyonik modernizasyon projeleri,
HA (Türk nsans z Hava Arac ) projesi ise bir
aviyonik geli tirme projesidir.
ekil 6: TUSA Aviyonik Simülasyon Yaz m Mimarisi
ERC YES (C-130) projesi, Türk Hava Kuvvetleri
envanterinde bulunan 13 adet C-130 nakliye uça
n
aviyonik modernizasyonu projesidir [8]. DO-178B
sertifikasyonuna tabi bir projedir. ERC YES
projesinde, 20 civar nda aviyonik simülasyon modeli,
MIL-STD-1553B, ARINC-429, ARINC-708, RS422,
Ethernet, Analog, Discrete, Synchro haberle me
simülasyonlar kullan lmaktad r. ERC YES projesi
simülasyon yaz mlar n kullan lar
aras nda
aviyonik yaz m mühendislerini, aviyonik do rulama
mühendislerini, aviyonik sistem mühendislerini, sistem
mühendislerini ve uçu test mühendislerini sayabiliriz.
ARI (T-38) projesi, Türk Hava Kuvvetleri envanterinde
bulunan 55 adet T-38 e itim uça
n aviyonik
modernizasyonu projesidir. [9] ARI projesinde, 10
civar nda aviyonik simülasyon modeli, MIL-STD1553B, ARINC-429, RS422/RS485, Ethernet ve
Discrete haberle me simülasyonlar kullan lmaktad r.
ARI projesi simülasyon yaz mlar n kullan lar
aras nda aviyonik sistem mühendislerini, sistem
mühendislerini ve uçu test mühendislerini sayabiliriz.
HA projesi, orta irtifa uzun havada kal
(MALE)
bir insans z hava arac ( HA) geli tirme projesidir.
Oldukça kapsaml bir sistem geli tirme/bütünle tirme
projesidir [10]. T HA projesinde, 25 civar nda aviyonik
simülasyon
modeli,
MIL-STD-1553B,
RS232/RS422/RS485, Ethernet, Analog, Discrete ve
CanBus haberle me simülasyonlar kullan lmaktad r.
HA projesi simülasyon yaz mlar n kullan lar
aras nda aviyonik yaz m mühendislerini, aviyonik
do rulama
mühendislerini,
aviyonik
sistem
mühendislerini, sistem mühendislerini, elektrik sistem
mühendislerini ve uçu test mühendislerini sayabiliriz.
Projelerde yeniden kullan labilirlik kapsam nda ortak
olarak kullan lan simülasyon modelleri ve haberle me
simülasyonlar vard r.
7. Sonuç
Bu çal mada, aviyonik geli tirme ve modernizasyon
projelerinde simülasyon yaz mlar n kullan , hangi
safhalarda yarar sa land , nas l geli tirildi i, projenin
risk, maliyet, kalite, takvim gibi en kritik unsurlar
nas l etkiledi i konular üzerinde durulmu ve
TUSA ’taki mevcut projelerden örnekler verilmi tir.
Verilen bilgilerden ve örneklerden de anla labilece i
üzere günümüzde irketler için, aviyonik yaz m
projelerinde simülasyon yaz mlar üretmek, bunlar
efektif bir ekilde entegrasyon ve test faaliyetlerinde
kullanmak bir seçenek olmaktan ç km , bir zorunluluk
haline gelmi tir. irketler simülasyon yaz mlar
geli tirmek üzere ayr
ekipler kurmaktad rlar.
Önümüzdeki y llarda, aviyonik dünyas nda simülasyon
yaz mlar kavram n daha da önem kazanaca
ve
kullan m alanlar n artaca
imdiden kestirmek zor
olmayacakt r.
Önümüzdeki
dönemde,
aviyonik
simülasyon
yaz mlar aç ndan beklenen geli meler, ihtiyaçlar ve
olas hedefler a
da listelenmi tir:
Aviyonik simülasyon yaz mlar n geli tirme
sürecinin k salt labilmesi için sürükle-b rak (drag
and drop) ve t kla- çal r (point and click)
teknolojilerini destekleyen çal ma çerçevelerinin
kullan
ön plana ç kacakt r.
XML [11] tabanl teknolojiler ile olu turulan
komponent modellerin çal ma zaman nda ihtiyaç
duyulan de ikliklere cevap vermesi sa lanabilir.
Simülasyon yaz mlar n aviyonik yaz
n
testlerinin otomasyonuna destek verecek ekilde
daha efektif bir altyap sunmas önemli bir ihtiyaç
olarak görülmektedir.
Geli tirilen aviyonik simülasyon yaz mlar n
platform ba ms z olmas , yani her i letim
sisteminde
ko abilecek
yetenekte
olmas
istenecektir.
ekil 7: TUSA Aviyonik Projelerinde Geli tirilen Simülasyon
Yaz mlar
Aviyonik
simülasyon
yaz mlar n
kod
büyüklü ü, veri ara yüzü miktar ve karma kl
art kça, performansa yönelik dar bo azlar
olu abilmektedir. Bu tip dar bo azlardan kurtulmak
için simülasyon mimarisin haf za payla ml
yap lardan çok, HLA (High Level Architecture)
[12] gibi i lemin yap ld platform ne olursa olsun
aradaki ileti imi sa lamaya imkan veren
teknolojiler kullan larak tasarlanmas ön plana
kacakt r. Genel amaçl da k mimarinin
kullan lmas , aviyonik simülasyon yaz mlar n
uçu simülasyonlar , taktik çevre simülasyonlar
gibi sistemler ile daha h zl
sa layabilir.
entegre olmas
Simülasyon yaz mlar gerçek zamanl i letim
sistemleri üzerinde geli tirilerek, zamanlama-kritik
testlerin çok daha efektif bir ekilde yap lmalar
sa lanabilir.
8. Kaynaklar
[1] http://www.accenture.com/Global/Services/Accentu
re_Technology_Labs/R_and_I/SystemsIntegrationL
ab.htm
[2] Nancy G. Leveson, A New Approach To System
SafetyEngineering, Aeronautics and Astronautics
Massachusetts Institute of Technology, June 2002.
[3] Cary R. Spitzer, Digital Avionics Handbook,
Second Edition - 2 Volume Set (Electrical
Engineering Handbook),
[4] McMahon, R., Modeling and Simulation Return on
Investment (ROI) “Real Savings” Vs. Indirect
Savings and Cost Avoidance, US Army Research
Laboratory, Human Research and Engineering
Directorate.
[5] Carlos,
Tom
(2008-10-21).
Requirements
Traceability Matrix - RTM. PM Hut, 21 October
2008.
Retrieved
on
2009-10-17
from
http://www.pmhut.com/requirements-traceabilitymatrix-rtm.
[6] Ambler, Scott (1998-01-01). "A Realistic Look at
Object-Oriented
Reuse".
www.drdobbs.com.
http://www.drdobbs.com/184415594.
Retrieved
2010-07-04.
[7] Gamma, Erich; Richard Helm, Ralph Johnson, John
M. Vlissides (1995). Design Patterns: Elements of
Reusable Object-Oriented Software. AddisonWesley. pp. 395. ISBN 0201633612.
[8] http://www.tai.com.tr/prog.aspx?contentDefID=11
&page=___Programlar__NONE_____Entegre%20
Uçak%20Sistemleri__PROGRAM__1___Moderniz
asyon%20Programlar __NONE_____ERC YES%2
0(C-130)__PROGRAM__11S
[9] http://www.tai.com.tr/prog.aspx?contentDefID=16
&page=___Programlar__NONE_____Entegre%20
Uçak%20Sistemleri__PROGRAM__1___Moderniz
asyon%20Programlar __NONE_____T38%20(ARI)__PROGRAM__16
[10] http://www.tai.com.tr/prog.aspx?contentDefID=8&
page=___Programlar__NONE_____Entegre%20Uç
ak%20Sistemleri__PROGRAM__1___Tasar m%20
Programlar __NONE_____ HA%20Programlar __
NONE_____Stratejik%20 HA__NONE_____Türk
%20Özgün%20 nsans z%20Hava%20Arac %20(T
HA)%20Sistemi__PROGRAM__8
[11] Kim, H-D. 2001. “An XML-based modeling
language for the open interchange of decision
models,” Decision Support Systems 31, Issue: 4
(Oct), 429-441.
[12] SISO-STD-004.1-2004 - Dynamic Link Compatible
HLA API Standard for the HLA Interface
Specification (IEEE 1516.1 Version)