2018-04-23

因果モデルと非因果モデル

MBD

因果モデルとは

　原因と結果の関係、いわゆる「因果関係」がはっきりしているモデル。

　代入操作によって、計算する順番が決まっているモデル。

　BasicやCなどのプログラミング言語はこの方式。実際に手計算で問題を解くのもこっちの考え方。

非因果モデルとは

　計算する順番が決まっていないモデル。

　等号で表現された方程式で作られたモデル。

　因果モデルと異なり、入出力の関係を明示する必要がないため、接続がしやすく、作成した部品を再利用しやすいのが特徴。

　Modelicaの処理系はこちらの「非因果モデル」。

　※因果モデルが作れないわけではない。

非因果モデルはどうやって計算される？

　コンピュータで計算する場合、因果モデルと同様に入出力を明確にする必要がある。

具体的には、既知変数(入力)と未知変数(出力)の判定をしている

時間関数で定義された変数、積分演算の状態変数は既知変数
既知変数を使って唯一の変数が解ける式がある場合、その変数は未知変数。
2.の未知変数が他の式で使われる場合、その式では既知変数とする
ある変数がただ一つの式のみに表れる場合、未知変数。

当たり前だけど、方程式の数に対して、未知変数の数が多い場合は数学的に解けない

こうやって整理すると、非因果モデルはモデリングをしやすくするためのテクニックのように感じる。

2018-04-22

モデルベース開発とは

MBD

事前認識（＆イメージ）

制御開発で行われてきた手法で、それが開発全般にも使われるようになってきた
仕様をモデルであらわすため、誰が見てもわかりやすい
モデルは動かせるため、動く仕様書とも言われる
開発上流での完成度が上がり、開発期間短縮が見込める
国内ではマツダのSKYACTIVEの開発が有名

モデルとは

　ここでいうモデルはいわゆる「数理モデル」で、数式で現象を表現したもの。

　イメージ図のような概念図や模型ではない。

　要するに、製品の機能を数式で表現したモデルを作成し、それを仕様として、それを基に製品開発を進めていくのがモデルベース開発。

モデルベース開発（ソフトウェア開発における）

開発プロセス改善手法解説：いまさら聞けないモデルベース開発入門 (1/2) - MONOist（モノイスト）

モデルベース開発において言及される代表的な特徴

モデルによる仕様の表現・定義「実行可能な仕様書」

モデルのシミュレーションによる設計の詳細化、妥当性検証

モデルから自動コード生成による実装

テスト・検証におけるモデルの再利用

従来手法の問題点として指摘されていた、紙の仕様書で不足する情報を補完するために「モデル」を用いることで、「仕様を明確化する」「開発プロセス全体のコミュニケーションを改善する」「開発の上流工程を重視する」というコンセプトはどれも共通

これは組み込みソフトウェア設計におけるモデルベース開発の考え方。モデルからのコード生成など、プログラミングを意識させる部分はあるものの、製品開発全般に拡張しても違和感は無い。というか、違う意味で使うなら用語変えるか。