巴西航空工業公司的 Legacy 500 是第一款使用了智能控制和電傳技術的中型商務噴氣飛機。這種技術取代了飛控系統（FCS）中的機械控制，使得更多的操控面可以同時執行，從而使飛行更順暢，降低了飛行員的工作量，提高了安全性。

巴西航空工業公司使用 MATLAB和 Simulink加速 Legacy 500 飛控系統定義良好的低層級需求的開發和驗證，并提高了需求質量。

“有了 Simulink，我們可以快速建立幾個解決方案的原型，測試它們，然后選出最好的一個，”巴西航空工業公司的產品開發工程師 Rodrigo Fontes Souto 說，“這樣的結果是，開發 FCS 的供應商報告的問題顯著減少。需要解決的問題更少，我們有更多的時間來開發新功能，能按時交付更成熟的產品，成本更低。”

巴西航空工業公司的Legacy 500

挑戰

巴西航空工業公司和客戶一起開發 Legacy 500 的高層級需求。他們使用客戶的輸入來生成飛機的無失誤的設計。工程團隊面臨的一個主要挑戰是把高層級的需求轉換成書寫良好的低層級需求，提供給開發 FCS 軟件的供應商。

Legacy 450 和 Legacy 500 都是無失誤的設計，在技術和飛行特性上都有廣泛的創新，包括在中輕型和中型噴氣式飛機中從未使用過的最先進的全數字控制系統。將成熟的產品按時投入到服務中的設計目標和最后期限意味著設計團隊必須創建一個非常詳細的產品開發計劃，并尋找能夠縮短開發周期、降低開發風險的工具和合作伙伴。

在早期的設計中，沒有大量使用建模和仿真，很難確保低層級需求中的一致性。因此，在交付給供應商后，有時需要重寫需求，這會浪費時間，推高成本。

解決方案

巴西航空工業公司使用Simulink建模和仿真為 Legacy 500 飛控系統 (FCS) 定義低層級需求。

建模小組使用Simulink建立 FCS 的詳細模型，以及飛行動力學、飛行員輸入的模型。完整的模型包含了超過一百萬個模塊和數十個組件，其中許多組件包含了超過 700 個輸入和 500 個輸出。

建模小組建立了功能測試用例，以確認高層級需求得到滿足，并驗證了低層級需求。

測試自動化是開發成功的另一個關鍵。該小組設立工作站，連續運行超過 1500 個測試用例，編寫MATLAB腳本，以便在測試過程中自動運行任務。使用Simulink Coverage，工程師分析模型覆蓋率，并確定模型的未測試元素，改進和擴展他們的測試用例，直至達到 100% 的覆蓋率。

模型重用顯著節省了時間、提高質量。Simulink Coder被用于從Simulink模型生成代碼，該模型在他們的飛行模擬器和系統級硬件在環測試環境中使用。

在內部完成低層級需求的驗證后，巴西航空工業公司向供應商提交了書面需求。供應商在執行自己的驗證后，使用Simulink和Embedded Coder按照 DO-178 級別 A 和其他航空標準進行系統實現。

使用Simulink建模有助于我們團隊的ARP 4754工作，特別是系統級需求的驗證、開發基于需求的測試、定義低層級的軟件需求。我們的供應商使用Simulink和Embedded Coder生成DO-178級別A的飛行代碼。

——Rodrigo Fontes Souto, Embraer

Legacy 500 如期獲得了聯邦航空管理局（FAA）和巴西民用航空管理局的認證，飛機目前正在生產中。

開發時間縮短至少六個月。“我們估計，與傳統方法相比，使用 Simulink 建模及仿真讓我們可以提前三個月向供應商提交需求。”S outo 說，“由于我們提交的需求是成熟的，供應商的問題和錯誤更少，又節省了三個月的開發時間。”

最小化需求問題導致的延誤。“與傳統的方式進行開發和驗證需求的典型相比，我們組產生了兩倍的需求，每項需求的問題少了 50 倍。”產品開發工程師 Julio Graves 說，“使用基于模型設計，與需求相關的最長延遲是一天，而基于文檔的設計最短延遲是兩周。”

實時測試中重用模型。“我們使用 Simulink Coder 從用于需求驗證的模型中生成代碼，用于實時測試。”產品開發工程師 Miguel Teruel 說，“我們計劃再次重用模型，通過使用 Embedded Coder 為不同的系統生成產品代碼的方式加速開發過程。”