Un enfoque que integra la ingeniería de sistemas basada en modelos, IoT y gemelos digitales para el diseño de vehículos autónomos no tripulados eléctricos
Autores: Ramirez, Clara A.; Agrawal, Priyanshu; Thompson, Amy E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un enfoque que integra la ingeniería de sistemas basada en modelos, IoT y gemelos digitales para el diseño de vehículos autónomos no tripulados eléctricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Metodología
Ingeniería de sistemas basada en modelos
Gemelo digital
Comunicación en tiempo real
Adquisición de datos
Modelo SysML
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo propone una metodología novedosa destinada a optimizar el proceso de desarrollo del sistema. Al examinar enfoques existentes de vanguardia y las capacidades inherentes a las herramientas de Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos (MBSE), el artículo introduce una metodología centrada en transformar un modelo descriptivo del Lenguaje de Modelado de Sistemas (SysML) en un gemelo digital. Esta representación virtual del activo físico aprovecha datos en tiempo real y simulaciones para reflejar su comportamiento y características. Cuando se integra con MBSE, esta sinergia permite un enfoque integral y dinámico, mejorando la innovación al proporcionar un marco holístico y adaptable para diseñar, analizar y optimizar sistemas complejos a lo largo de su ciclo de vida. La aplicación práctica de esta metodología de Comunicación y Adquisición de Datos en Tiempo Real (RT-CDA) se implementa en un contexto y escenario operativo de un vehículo autónomo no tripulado eléctrico que emplea enfoques tanto de Software en el Bucle (SITL) como de Hardware en el Bucle (HITL). La metodología capacita a los ingenieros de sistemas para actualizar y refinar iterativamente la fidelidad de su modelo de sistema basado en los conocimientos obtenidos de pruebas en el mundo real. El artículo demuestra específicamente las capacidades de comunicación en tiempo real logradas entre un vehículo autónomo no tripulado eléctrico (un activo físico) y un modelo descriptivo (SysML), ilustrando el aspecto de datos en tiempo real integral al concepto de un gemelo digital. Este estudio sirve como base para futuros esfuerzos, imaginando la comunicación en tiempo real entre modelos virtuales y físicos para construir gemelos digitales completos de sistemas complejos que predigan el comportamiento y el rendimiento.
Descripción
Este artículo propone una metodología novedosa destinada a optimizar el proceso de desarrollo del sistema. Al examinar enfoques existentes de vanguardia y las capacidades inherentes a las herramientas de Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos (MBSE), el artículo introduce una metodología centrada en transformar un modelo descriptivo del Lenguaje de Modelado de Sistemas (SysML) en un gemelo digital. Esta representación virtual del activo físico aprovecha datos en tiempo real y simulaciones para reflejar su comportamiento y características. Cuando se integra con MBSE, esta sinergia permite un enfoque integral y dinámico, mejorando la innovación al proporcionar un marco holístico y adaptable para diseñar, analizar y optimizar sistemas complejos a lo largo de su ciclo de vida. La aplicación práctica de esta metodología de Comunicación y Adquisición de Datos en Tiempo Real (RT-CDA) se implementa en un contexto y escenario operativo de un vehículo autónomo no tripulado eléctrico que emplea enfoques tanto de Software en el Bucle (SITL) como de Hardware en el Bucle (HITL). La metodología capacita a los ingenieros de sistemas para actualizar y refinar iterativamente la fidelidad de su modelo de sistema basado en los conocimientos obtenidos de pruebas en el mundo real. El artículo demuestra específicamente las capacidades de comunicación en tiempo real logradas entre un vehículo autónomo no tripulado eléctrico (un activo físico) y un modelo descriptivo (SysML), ilustrando el aspecto de datos en tiempo real integral al concepto de un gemelo digital. Este estudio sirve como base para futuros esfuerzos, imaginando la comunicación en tiempo real entre modelos virtuales y físicos para construir gemelos digitales completos de sistemas complejos que predigan el comportamiento y el rendimiento.