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Transportador Espacial
JIRAD
Alexandre Balistrieri
Daniel Alessander Nono
Jaime Enrique Orduy Rodriguez
Italo Pinto Rodrigues
Roy Stevenson Soler Chisabas
Objetivos e estrutura da apresentação:
Objetivos e estrutura da apresentação:
Objetivo:
Utilizar as ferramentas de Engenharia de Sistema para
desenvolver o ciclo de vida de um produto espacial.
Conteúdo:
- Missão
- Ciclo de Vida
-Stakeholder
- Requisitos
- Funções
- Arquitetura
Análise de Missão
Necessidade dos Stakeholders
As agências espaciais NASA / ESA /
ROSKOSMOS / JAXA / CSA-ASC necessitam de
transporte para três cosmonautas e equipamentos
em segurança entre a ISS e a Terra.
Stakeholders Iniciais
Transporte
para três
cosmonautas
e equipamentos em
segurança
entre a ISS e a Terra
Financiadores
Utilizadores
Arquivos
Atas de
Reunião
Sala de Reunião Computadores
Diretor de
Engenharia
de estrutura
Diretor de
Engenharia
de Carga útil
Diretor de
Engenharia
de Software
Stakeholders de Missão (Utilizadores)
Utilizadores
Agências Espaciais
(Enviadores)
Estação Espacial
Internacional – ISS
(Controladores)
JAXA
Roskosmos
ESA
NASA
CSA
JAXA
ESA
NASA
CSA
Roskosmos
AEB
CONAE
Stakeholders Financiadores
Gerentes financeiros
Das Agências Espaciais
JAXA
Roskosmos
ESA
NASA
CSA
Financiadores
Metas e objetivos da declaração sobre
as necessidades
Metas Objetivos
1. Prover transporte espacial
seguro.(ida)
2. Prover transporte espacial
seguro.(volta)
1.1. Transportar até 3 cosmonautas .
1.2. Transportar até 1000kg de carga
que não ultrapasse 2 m³.
2.1. Transportar até 3 cosmonautas.
2.2 Transportar até 500kg de carga que
não ultrapasse 1 m³.
MoEs de Missão Utilizadores
(Visão Geral)
Agências Espaciais
Capacidade
Segurança
Desempenho
Medidas de Compatibilidade
Acoplamento/desacoplamento;
(lançador; veículo de transporte
terrestre)
Medidas de
transladação
de Carga
MoEs de Missão - Utilizadores
(Capacidade)
Capacidade
Massa transportada (kg)Volume dos materiais
transportados (m³)
Num de cosmonautas
transportados
(num pessoas)
Agências Espaciais
MoEs mensuráveis
MoEs de Missão - Utilizadores
(Medidas de transladação de Carga)
Medidas de transladação de Carga
Massa transportada (Kg)
Agências Espaciais
MoEs mensuráveis
Quantidade de Pacotes
(danificados / transportados; %)
MoEs de Missão - Utilizadores
(Segurança)
Segurança
Integridade da missão
(eqtos ok/total de eqtos; %)
Agências Espaciais
MoEs mensuráveis
Temperatura interna
Do módulo de Carga (ºC)
Estequiometria dos gases
da atmosfera (Mol)
Pressão interna
da capsula.(atm)
Integridade da Carga
MoEs de Missão - Utilizadores
(Desempenho)
Desempenho
Velocidade (m/s)
Gasto de combustivel
(km/m³)
Agências Espaciais
MoEs mensuráveis
Mudanças volumétricas
da carga (cm³)
Número de unidades
danificadas(un)
MoEs de Missão - Utilizadores
(Medidas de Confiabilidade)
Medidas de Compatibilidade
Acoplamento/desacoplamento;
(lançador; veículo de transporte
terrestre)
Força (N)
Mecânica
Agências Espaciais
MoEs mensuráveis
Comunicação
Acoplamentos
(bem sucessidos / executados; %)
Precisão (mm)
Gases perdidos no acoplamento (m³)
Taxa de transmissão
(bites/segundos)
MoEs de Missão Controladores ISS
(Visão Geral)
Estação Espacial
Internacional – ISS
(Controladores)
Quantidade de Tripulantes
transladados em segurança
Segurança
Medidas de Compatibilidade
Acoplamento/desacoplamento;
(lançador; veículo de transporte
terrestre)
Medidas de
transladação
de Carga
MoEs de Missão - Utilizadores
(Quantidade de Tripulantes transladados)
Quantidade de Tripulantes
transladados em segurança
Integridade da missão
(porcentagem de tripulantes
saudáveis / transportados; %)
MoEs mensuráveis
Pressão Arterial (mmHg)
Frequência Cardíaca
(batidas por minuto)
Frequência respiratória
(respirações/min)
Integridade dos tripulantes
Estação Espacial
Internacional – ISS
(Controladores)
MoEs de Missão Controladores ISS
(Medidas de transladação de Carga)
Medidas de transladação de Carga
Quantidade de Carga Transladada (kg)
Estação Espacial
Internacional – ISS
(Controladores)
MoEs mensuráveis
Volume de Carga Transladada (m³)
MoEs de Missão Controladores ISS
(Medidas de Compatibilidade)
Medidas de Compatibilidade
Acoplamento/desacoplamento;
(lançador; veículo de transporte
terrestre)
Força (N)
Mecânica
MoEs mensuráveis
Comunicação
Acoplamentos
(bem sucessidos / executados; %)
Precisão (mm)
Gases perdidos no acoplamento (m³)
Taxa de transmissão
(bites/segundos)
Estação Espacial
Internacional – ISS
(Controladores)
MoEs de Missão - Utilizadores
(Segurança)
Segurança
MoEs mensuráveis
Temperatura interna
da capsula (ºC)
Estequiometria dos gases
da atmosfera (Mol)
Pressão interna
da capsula.(atm)
Acoplamento/Desacoplamento
Estação Espacial
Internacional – ISS
(Controladores)
Precisão (mm)
Critério de Aceitação
Requisito Critério de aceitação Análise racional
Comunicação
O veículo espacial deve se
comunicar com o segmento solo e o
a ISS a cada 30 segundos.
Deve se comunicar a
cada 30 segundos para
garantir a integridade da
missão.
Acoplamento
O acoplamento à ISS deve ser feito
em 2 minutos.
Deve ser realizado em 2
minutos para não perder
a pressão interna da
JIRAD e ISS.
Estratégia de Qualificação
- Pesquisas de parâmetros;
- Check-lists;
- Matriz de Satisfação de testes laboratoriais;
- Manuais de qualidade;
- Rastreamento de operações.
Cenários Operacionais – As is.
SOYUS
Controle de solo
Lançador
(SOYUS)
Estação Espacial
(1) Telemetria e
controle remoto
(1) Telemetria e
Telecomando
(1) AcoplamentoÓrbita
Tarefa
Descarga/carregamento de
cosmounautas/carga
Cenários Operacionais – To be
JIRAD
Controle de solo
Lançador
(ARIANE)
Estação Espacial
(2) Telemetria e
controle remoto
(2) Telemetria
e Telecomando
(2) Acoplamento
Órbita
Tarefa
Descarga/carregamento
de cosmounautas/carga
Satélite Localizador
Altitude e
posição
Altitude e
Posição
Altitude e
posição
Cenários Operacionais – To be
(2) Telemetria e
controle remoto
(2) Telemetria
e Telecomando
(2) Acoplamento
Órbita
Tarefa
Descarga/carregamento
de cosmounautas/carga
Altitude e
posição
Altitude e
Posição
Altitude e
posição
Prover
transporte
seguro
Desenvolvimento do Cenário As Is
Preparação para
operação
Operação na orbita
Confirmação
Acoplamento/
Desacoplamento
Reentrada
Operação de
Lançamento
Preparação para a volta.
Comunicação com o centro de controle
Desacoplamento e confirmação
Determinação da massa máxima dos
tripulantes/materiais transportados
Preparação para acoplamento com a ISS
Comunicação com o centro de controle
Verificação de estado dos equipamentos
Inserção na orbita
Separação dos estágios do lançador
Ignição dos motores
Entrada dos Astronautas à nave, fechamento das
portas
Abastecimento de combustível / Suprimentos
Definição de órbita
Conexão com a ISS e acoplamento.
Apontamento da nave
Prover
transporte
seguro
Desenvolvimento do CenárioTo Be
Preparação para
operação
Operação na orbita
Confirmação
Acoplamento/
Desacoplamento
Reentrada
Operação de
Lançamento
Preparação para a volta.
Comunicação com o centro de controle
Desacoplamento e confirmação
Preparação para acoplamento com a ISS
Comunicação com o centro de controle e
posicionamento por meio de um satélite GEO
Verificação de estado dos equipamentos
Inserção na orbita
Separação dos estágios do lançador
Ignição dos motores
Entrada dos Astronautas à nave, fechamento das
portas
Abastecimento de combustível / Suprimentos
Definição de órbita
Conexão com a ISS e acoplamento.
Apontamento da nave
Determinação da massa máxima dos
tripulantes/materiais transportados
Lista de capacidades
Transportar Cosmonautas.
Transportar carga.
Garantir sobrevivência para 3 cosmonautas
durante a missão.
Entrar na atmosfera em segurança.
Capacidades
Comunicar com controle de solo da JIRAD e
da ISS
Lista de restrições
O volumem total de todos os equipamentos
deve ser no máximo 2 m³.
A massa total dos 3 astronautas deve ser no
máximo 300 kg.
A massa total de todos os equipamentos deve
ser no máximo 1000 kg.
Ser lançado de um foguete classe Ariane 5.
Restrições
Ser produzido com orçamento de USD $
200.000.000
O produto deve estar pronto em 2 anos, para
então cumprir a missão.
Conceito Operacional da Jirad
Transportar 3
Cosmonautas e
Carga
Transportador
Órbita
Segmento de
Missão
Altitude
Posicionamento
Segmento Solo JIRAD
Segmento Solo ISS
Ida
ISS
Satélite GEO
Lançamento Ariane
Validação e Baseline da Arquitetura
Operacional do Sistema
Lançador Ariane
Informação de
separação com a
JIRAD
Telemetria
JIRAD
Informações
sobre
acoplamento
Informação
sobre órbita e
posição
Telemetria
Informações de
Posição ISS
Informação
sobre órbita e
posição
Telemetria
Informações
sobre
posicionamento
Informações
sobre
posicionamento
Satélite
Localizador
Posição do
JIRAD
Telecomando Telecomando
Controle
de solo
Elemento operacional Atividade realizada
Lançador Ariane 5
- Envia informações de separação com a JIRAD.
- Envia Telemetria para o comando de solo.
JIRAD
- Envia informações de acoplamento para a ISS.
- Envia informações de órbita e posição para o satélite localizador.
- Envia telemetria para o controle de solo.
- Recebe telecomando do controle de solo.
- Recebe informações sobre o posicionamento do satélite localizador.
- Recebe informações sobre localização da ISS.
ISS
- Envia informações sobre órbita e posição ao satélite localizador
- Envia telemetria ao controle de solo.
- Recebe informações sobre órbita e posição ao satélite localizador
- Recebe telecomandos ao controle de solo.
Satélite localizador
- Envia informações de posição da JIRAD ao controle de solo.
- Envia informações sobre posição e órbita para a ISS.
- Envia informações sobre posição e órbita para a JIRAD.
- Recebe informações sobre posição e órbita para a ISS.
- Recebe informações sobre posição e órbita para a JIRAD.
Controle de Solo
- Envia telecomandos para a ISS.
- Envia telecomandos para a JIRAD.
- Recebe telemetrias do Lançador Ariane 5.
- Recebe telemetrias da JIRAD.
- Recebe telemetrias da ISS.
- Recebe informações de posição da JIRAD através do satélite
localizador.
Validação e Baseline da Arquitetura
Operacional do Sistema
Validação e Baseline da Arquitetura
Operacional do Sistema
(Sistema de Interesse)
Ciclo de Vida da JIRAD
Processos do Ciclo de vida
Fase Pré-A Fase A Fase B Fase C Fase D Fase E Fase F
Conceito Desenvolvimento
AIT
Campanha de
lançamento
Operação Descarte
Análise de
Missão
Análise dos
Stakeholders
Estudos de
viabilidade
Montagem
Integração
Teste
Logística
Análise de
Requisitos
Projeto
Preliminar
Projeto
Detalhado
Validação do
desenvolvimento
Fechamento
Da Missão
e revisão
Análise de
Requisitos
Projeto
Preliminar
Projeto
Detalhado
Validação do
desenvolvimento
Cenário:
Organização
Cenários do Ciclo de Vida
Fase Pré-A
Definição da Missão
Fase A
Viabilidade da Missão
Fase B
Definição Preliminar
Salas de
Reunião da
Administração
Salas de
Reunião da
Engenharia
Salas de
Reunião da
Administração
Pesquisa
Simulação
Testes
(equipes)
Desenvolvimento
Cenários do Ciclo de Vida
Fase C
Projeto Preliminar
Fase D
Qualificação e Aceitação
Fase E
Operação
Transporte
Centro
de
reciclagem
Fase F
Descarte
Lança-
mento
Integra-
ção ao
lançador
Órbita
Acopla-
mento
ISS
Desaco-
plamento
Separa
-ção
Resgate
e Testes
Trans-
porteMonta-
gem
Contru-
ção
Eletrôni-
ca
AOCS
Integra-
ção
Testes e
Verificação
Qualifica-
ção
Modelo de
Engenharia
Modelo de
Engenharia
Cenário:
Produto
Cenário:
Organização
Desenvolvimento
Cenários de Produto
PRODUTO EM
NÃO
OPERAÇÃO
AIT
Transporte No
Solo
Descarte
Fase De
Separação Do
Lançador
Fase De
Orbitação
Fase De
Acoplamento
Fase De Reentrad
a Na Atmosfera
Fase De
Lançamento
PRODUTO EM
OPERAÇÃO
PRODUTO
Cenários de Organização
ORGANIZAÇÃO
ORGANIZAÇÃO
DE NÃO
DESENVOLVIMENTO
Organização
Logística De
Transporte
Terrestre
Organização De
Serviços De
Lançamento
Organização de
Descarte do
Produto
ORGANIZAÇÃO
DE
DESENVOLVIMENTO
AIT (ASSEMBLY
INTEGRATION
AND TEST)
Departamento De
Engenharia E
Construção
Departamento De
Engenharia da
Qualidade
Análise dos Stakeholders e seus
Requisitos
Stakeholders de Cenário Não Operacional
Transporte em solo
AGÊNCIA ESPACIAL
EUROPEIA (ESA)
ADMINISTRAÇÃO NA
CIONAL DE AERONÁ
UTICA E ESPAÇO
(NASA)
AGÊNCIA ESPACIAL
FEDERAL RUSSA
AGÊNCIA JAPONESA
DE EXPLORAÇÃO
AEROESPACIAL
JAXA
AGÊNCIA ESPACIAL
CANADENSE (CSA)
EMPRESA DE
TRANSPORTE DO
PRODUTO
CENTRO DE
CONTROLE DE
MISSÃO
EMPRESA DO
LANÇADOR
Stakeholders do Cenário Operacional
Veículo em órbita
AGÊNCIA ESPACIAL
EUROPEIA (ESA)
ADMINISTRAÇÃO NACIONAL
DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
(NASA)
AGÊNCIA ESPACIAL
FEDERAL RUSSA
AGÊNCIA JAPONESA DE
EXPLORAÇÃO
AEROESPACIAL JAXA
AGÊNCIA ESPACIAL
CANADENSE - CSA
COSMONAUTAS
ESTAÇÃO ESPACIAL
INTERNACIONAL
EMPRESA DO LANÇADOR
CENTRO DE CONTROLE DE
MISSÃO
Stakeholders: Organizações de
Desenvolvimento
AGÊNCIA ESPACIAL EUROPEIA (ESA)
ADMINISTRAÇÃO NACIONAL DE AERONÁUTICA E
ESPAÇO (NASA)
AGÊNCIA ESPACIAL FEDERAL RUSSA
AGÊNCIA JAPONESA DE EXPLORAÇÃO
AEROESPACIAL JAXA
LABORATÓRIO DE INTEGRAÇÃO E TESTES (LIT) -
INPE
COSMONAUTAS
Boeing Space
Estação Espacial Internacional
Stakeholders: Organizações de Não
Desenvolvimento Geral
Empresa do Lançador
Empresa de Transporte do Produto
Empresa de Descarte do Produto
INTERESSES DOS STAKEHOLDERS NO
CENARIO DE OPERÇAO (ORBITAÇÃO)
Posição,
Comunicação
INTERESSES DOS STAKEHOLDERS NO
CENARIO TRANSPORTE EM SOLO
INTERESSES DOS STAKEHOLDERS
ORGANIZAÇÃO DE DESENVOLVIMENTO
INTERESSES DOS STAKEHOLDERS DE NÃO
DESENVOLVIMENTO
Medidas de Efetividade dos Stakeholders
Medidas de Efetividade dos Stakeholders
Suposições, Metas e Requisitos dos
Stakeholders
Número Texto Preocupação
Tipo
Importancia
Status
PPO
Restrições
Verificabilidade
T/I/D
Proced.
0001
0002
0003
T/I/D Procedure
S003 Provides for personal comfort/convenience Comfort F M TBD Prod Y D R202
S003.001 Comfortable front seats Comfort P M TBD Prod Y D R202
S003.002 Driving position is fully adjustable Comfort F D TBD Prod N D R202
S003.002.001 Can personalise seat, head rest and arm rest position Comfort F D TBD Prod N D R202
S009.007.001 Starts quickly every time whether hot, cold or wet Driveability P M TBD Prod Y T R202
Number Text Concern
Type
Verifiability
Compliance
PPO
Status
Constraint
Documentos dos Requisitos dos
Stakeholders
Perspectiva do produto
Capacidades Gerais
Restrições Gerias
Características dos Stakeholders
Ambiente Operacional
Assumptions and
dependencies
Capacidades
Restrições
Descrição Geral
Especificação dos Requisitos
Introduz o Sistema e o contexto
Descreve qual capacidades são requeridas quando elas são
necessárias
Descreve qual restições são aplicaveis e o porque elas existem
Descreve os stakeholders e seus interesses
Descreve quais as cooperações e as competências do
Sistema e suas interfaces com o produto
Descreve os pressupostos em que os requisitos dependem
Os Cenários
Qualidade exigida pelos usuários
Requisitos do Sistema Derivado dos
Requisitos dos Stakeholders
For product, e.g., a car:
Event 1:
Stimulus 1: Rider as operator turns the key clockwise.
Response1: Vehicle turns on.
For process, e.g., a manufacturing process:
Event 2:
Stimulus 2: Manufacturing equipment supplier offers limited set of m
equipment.
Response 2: Manufacturing process adapts to manufacturing equipm
For organisation, e.g, a development organisation:
Event 3:
Stimulus 3: Shareholders limit investment.
Response 3: Development organisation reuses previous designs.
Desempenho dos Requisitos de Análise
dos Requisitos do Sistema
ID TEXTO F / D / C P / O M / D Verificação
Conteúdo do documento de
especificação dos requisitos
1. Escopo
2. Aplicabilidade e outros documentos
de referência
2.1 Documentos de Aplicabilidade
2.2 Outros documentos de referência
3. Definições, acrônimos e abreviações
3.1 Definições
3.2 Acrônimos
3.3 Abreviações
4. Requisitos (e objetivos)
4.1 Identificação das interfaces externas
4.2 Identificação dos estados e modos
4.3 Requisitos funcionais e de
desempenho
4.4 Relações entre estados e modos
4.5 Requisitos das interfaces externas
4.6 Requisitos dos Ambientes
4.6.1 Classes de ambientes
4.6.X Classe
Por parâmetros
4.6.y Envelope do ambiente para a classe
X
4.7 Recursos necessários
4.7.1 Recurso 1
4.7.W Recurso W
4.8 Requisitos Físicos
4.9 Outras Qualidades
5. Notas
Análise dos Cenários de Produto
e Organização
Contexto – Cenário Operacional do produto
Veículo em
órbita
ISS
Sol
Satélite
GEO
Estação de
solo
Enviar dados de
deslocamento
Informação de
posição
Informação de
posição
Informação de
velocidade,
distância
Envia
telecomandos
Envia
telemetrias
Terra
Albedo,
Irradiação Térmica, Campo
gravitacional, campo
eletromagnético
Radiação, vento
solar
Ambiente Lixo Espacial
Contexto – Cenário Não Operacional do
produto
Transporte
terrestre
da JIRAD à
Base de
lançamento
Controle de
missão
Temperatura
Umidade
Pressão
Vibração
Temperatura
Umidade
Pressão
Vibração
Container
Contexto – Cenário da Organização de
Desenvolvimento
AIT
Teste de
Vibração
Teste de
Termo-Vácuo
Teste EMI
Teste EMC
Parâmetros
do Teste
Resultados
Parâmetros
do Teste
Resultados
Parâmetros
do Teste
Resultados
Resultados
Parâmetros
do Teste
Teste de
Blindagem
RadioativaResultados
Parâmetros do
Teste
Contexto – Cenário da Organização de Não
Desenvolvimento
Centro de
Lançamento
ARIANE
Space
Departamento
de projeto JIRAD
Agências
Espaciais
Parâmetros
de projeto
Necessidades
Parâmetros de
órbita
Análise dos contextos de arquitetura
Contexto de Arquitetura no Cenário
Operacional
Cenário
Operacional:
Veículo em
órbita
ISS
Satélite
Posicionador
Estação de
solo
Antena
Antena
Antena Antena
Antena
Antena
Contexto de Arquitetura no Cenário Não
Operacional
Transporte
terrestre
da JIRAD à
Base de
lançamento
Controle de
missão
Satélite de
comunicação/
localização
Cabos
Container
AIT
Teste de
Vibração
Teste de
Termo-Vácuo
Teste EMI
Teste EMC
Documentos com
Parâmetros do Teste
Teste de
Blindagem
Radioativa
Contexto de Arquitetura da Organização de
Desenvolvimento
Documentos com
Procedimento
Documentos com
Resultados
Documentos com
Resultados
Documentos com
Procedimento
Documentos com
Resultados
Documentos com
Resultados
Documentos com
Parâmetros do Teste
Documentos com
Parâmetros do Teste
Documentos com
Resultados
Contexto de Arquitetura da Organização Não
Desenvolvimento
ARIANE
Space
Departamento
de projeto JIRAD
Agências
Espaciais
Documentos
Documentos
Documentos
Análise das Circunstâncias dos cenários
Circunstância - Cenário Operacional do
Produto
Veículo em
órbita
Ambiente
(Eclipse)
Ambiente
(Não Eclipse)Perda de calor
Ganho de Calor
Terra (exposta ao sol)
Albedo,
Irradiação Térmica, Campo
gravitacional, campo
eletromagnético
Radiação, vento
solar
Circunstâncias: estados dos elementos do ambiente.
Terra (não exposta ao sol)
Irradiação Térmica, Campo
gravitacional, campo
eletromagnético
Circunstância – Cenário Não Operacional do
Produto
Transporte
terrestre
da JIRAD à
Base de
lançamento
Rodovia
(trecho esburacado)
Rodovia
(trecho plano)
Vibração
mínima
Vibração
maior
Circunstância – Cenário da Organização de
Desenvolvimento
AIT
Teste de
Vibração
Teste de
Termo-Vácuo
Teste EMI
Teste EMC
Parâmetros
do Teste
Resultados
Parâmetros
do Teste
Resultados
Parâmetros
do Teste
Resultados
Resultados
Parâmetros
do Teste
Teste de
Blindagem
Radioativa
Resultados
Parâmetros do
Teste
Circunstância – Organização de não
Desenvolvimento
ARIANE
Space
Condições
Atmosféricas Boas
Temperatura
Pressão
Densidade do ar
Tráfego
Aéreo Tumultuado
Tráfego
Aéreo Vazio
Condições
Atmosféricas Ruins
Densidade de Tráfego
Densidade de Tráfego
Lançador na
plataforma de
lançamento
Temperatura JIRAD
Pressão JIRAD
Densidade do ar JIRAD
Informações
(centro de controle)
Temperatura
Pressão
Densidade do ar
Chegada do
Transporte terrestre
JIRAD
Análise dos Modos
Modo do Produto em Operação:
Economia de Energia em Eclipse
JIRAD operando em
modo de
economia de energia
ISS
Localização
Terra
Albedo, Irradiação Térmica,
Campo gravitacional, campo
eletromagnético
Controle de
Solo
Telecomandos
Localização
Telemetria
Modo do Produto em Não Operação:
Container deslocando
JIRAD sendo
transportada
no solo modo
Stand-by
Rodovias
Centro de
Lançamento
Ariane Space
Vibração
Localização
Controle de
Solo
Localização
Localização
Localização
Modo de testes da Organização de
Desenvolvimento
AIT
Teste de
Vibração
Teste de
Termo-Vácuo
Teste EMI
Teste EMC
Resultados Resultados
Resultados
Resultados
Teste de
Blindagem
Radioativa
Resultados
Modo de Integração da Organização de
Não-Desenvolvimento
Centro de
Lançamento
ARIANE
Space
Sala de integração
Informações
de carga útil
ativa Temperatura
Pressão
JIRAD
Lançadores
Telemetria
Telecomando
Análise perigos a partir das
circunstâncias e das falhas nos fluxos
Perigos no Cenário Operacional de
Produto - Eclipse
JIRAD Operando
com Falta
de Energia
Falha
de Telecomando
Telecomandos
Telemetria
Perigos no Cenário Não-Operacional de
Produto – Container em Movimento
JIRAD dentro do
Container em
Movimento e
sem alimentação
de Energia
Controle de
missão
Temperatura
Umidade
Pressão
Vibração
Temperatura
Umidade
Pressão
Vibração
Container
Perigos da Organização de
Desenvolvimento – Teste de EMI
AIT – Falha na
Especificação do
parâmetro de um
teste de EMI
Teste EMI
Resultados
duvidosos
Documentação
Errada
Perigos da Organização de Não
Desenvolvimento – Falha de Separação
da JIRAD com o Lançador
Centro de
Lançamento
ARIANE
Space
JIRAD
Comando de
Separação
Tabela de Falhas
Produto ou
Organização
Circunstância
ou passaporte
Perigo Conseqüência Gravi
dade
Causa Detecção P
r
o
b
Risco Função de
mitigação do
risco (protetiva
ou corretiva ou
preventiva ou
de detecção)
Verificação
JIRAD - Orbita Circunstância Falta de
Energia
Falha de
comunicação
ALTA Eclipse Comunicação
demora mais
que 30
segundos
5
%
30 Ativar modo de
economia de
Energia
Teste
JIRAD –
Transporte de
Solo
Circunstância Falta de
Energia
Falha de
comunicação
MÈDIA Desacolpl
amento
do cabo
Falta da
recepção de
dados
3
%
20 Parar o caminhão
e reconectar o
cabo
Teste
AIT Circunstância Falha
na
Especifi
cação
do parâ
metro
Erro de design ALTA Erro de
especifica
ção
Análise de
documentação
1
%
13 Refazer o
desenvolvimento
do produto
Análise
Ariane Space Circunstância Falha no
desacopl
amento
da JIRAD
com o
Lançador
Abortagem da
Missão
ALTA Falha nos
dispositivo
s
pirotecnic
os
Telemetria 3
%
20 Separar o modo
de comando do
restante e
reentrar na
atmosfera
Similaridade
Diagrama Funcional do Sistema
no Cenário de Produto em Operação
Modo de economia
de Energia
Manuais de
funcionamento
da JIRAD
Chaves / Reles Computadores
Desenergiza sistema
de iluminação
Desenergiza
Condicionamento
do ar
Desliga telemetrias
Fora da visada das
antenas em solo
Tensão do
barramento
Corrente da Bateria
Condição Ambiental
Diagrama Comportamental do Sistema
no Cenário de Produto em Operação
Modo de economia
de Energia
Liga luz de
emergência
Iluminado pelo Sol
Modo Normal
Eclipse
ou
Desliga iluminação
interna
Ligar todos os
subsistemas
Desliga envio de
telemetrias
Aguarda exposição
ao sol
Diagrama Funcional da Organização de
Desenvolvimento
Teste de Vibração
Manual do Lançador
Shaker Computadores
Resultado do
Teste
Parâmetros de
Vibração
Diagrama Comportamental da
Organização de Desenvolvimento
Colocar o JIRAD no
shaker
Inserir as faixas frequên-
cias de vibração Iniciar os testes
Fazer aquisição
dos dados
Aguardar o final do
Teste
Retirar JIRAD do
shaker
Fazer a análise
da estrutura
Finalizar
Funções de Interface
JIRAD
AIT
- Controle para acoplamento
- Liga/desliga equipamentos
- Entrar no modo de
economia de energia
- Acoplar com a ISS
- Enviar dado dos
estados dos
equipamentos
- Enviar dados sobre as
condições dos
cosmonautas
- Transportar carga
- Transportar
cosmonautas
- Receber comandos
do segmento solo
- Testar vibração
especificado pelo
lançador
- Testar EMI
- Tentar EMC
- Enviar relatório de
resultados
- Parar teste em
caso de falha
- Reportar falhas
ocorridas
- Inserir os parâmetros
dos testes nos
equipamentos
Analise os perigos e seus riscos a partir
das não funções
Produto ou
Organização
Não função Perigo Consequência Gravi
dade
Causa Detecção P
r
o
b
Risco Função de
mitigação do
risco (protetiva
ou corretiva ou
preventiva ou
de detecção)
Verificação
JIRAD Controle de
velocidade no
lançamento
Perda de
consciên
cia do
piloto
Não poder
acoplar
ALTA Excesso
de força
de G.
Equipamentos
de suporte à
vida
1
%
30 Treinamento dos
cosmonautas sob
diversos forças G.
Simulação
ARIANE Análise do
ambiente
Chuva Abortar
lançamento;
Atraso do
cronograma
Alta Ambiental Visual 2
%
15 Escolher o dia de
lançamento
acordo com a
previsão do
tempo
Avaliação dos
resultados
dos modelos
Arquitetura Genérica do produto
CÁPSULA
JIRAD
MÓDULO DE
CARGA
CÁPSULA DE
TRANSPORTE
MÓDULO DE
SERVIÇO
Arquitetura Genérica do produto
CÁPSULA JIRAD
MÓDULO DE
CARGA
SISTEMA DE
ACOPLAMENTO
SISTEMA
HABITAVEL
CARGA ÚTIL
SISTEMA DE
SUPORTE DE
VIDA
Arquitetura Genérica do produto
Capsula
de
transporte
Arquitetura Genérica do produto
CÁPSULA JIRAD
MODULO DE
SERVICIO
SISTEMA DE
PROPULSÃO
SISTEMAS DE
COMBUSTIVEL
SISTEMAS DE
CONTROLE
TÉRMICO
SISTEMA DE
SUPRIMENTO
DE ENERGIA
SISTEMA DE
ACOPLAMENTO
AO FOGUETE
Arquitetura Genérica da organização
Matriz de alocação para produto
Computador
de Bordo
Subsistema
de energia
Subsistema
térmico
Suporte de
vida
Módulo de
Reentrada
Módulo
Orbital
Levar
cosmonauta X X
Levar carga
X
Enviar
telemetria X X X X
Receber
Telecomando X X X X
Acoplar à ISS
X X X X X
Alternar
modos de
operação
X
Matriz de alocação para organização
Computador
de Bordo
Subsistema
de energia
Subsistema
térmico
Suporte de
vida
Módulo de
Transporte
Módulo
Orbital
Teste
X X X X X X
Integração
X X X X X X
Montagem
X X X X X X
Folha de Alocação de Requisitos
ID da Função FJIRAD001
Descrição da Função
O veículo espacial deve se comunicar com o
segmento solo e o a ISS a cada 30 segundos.
Condição de Entrada Após separação com o veículo lançador.
Condição de Saída Na órbita antes da reentrada.
Alocação
Item da Arquitetura Antenas, transceptor, módulo de comunicação
Identificação dos Requisitos de desempenho
Atributo Confirmação de Telecomando
Valor TBD bps
Análise Racional
Deve se comunicar a cada 30 segundos para
garantir a integridade da missão.
Atributo Confirmação de Telemetria
Valor TBD bps
Análise Racional
Deve se comunicar a cada 30 segundos para
garantir a integridade da missão.
Elementos da Arquitetura Genérica
Comunicação
Computador
de Bordo
Subsistema de
energia
Subsistema
térmico
Suporte de
vida
Controle Módulo Orbital Navegação
Banda X
Sistema
Operacional
Comprado
Bateria
Primária
Radiador
Sistema de
vida
individual
Remoto
assistido
Propulsão
Satélite
GEO
Banda S
Sistema
Operacional
Desenvolvido
Ni-Cd
Líquido de
refrigeração
Sistema de
vida múltiplo
Remoto
automático
GPS
Banda K Li-ion
Sistema de
vida misto
Local
Método de Escolha da Bateria
Critério
Peso de
cada critério
Bateria
Primária
Bateria
Secundária
Ni-Cd
Bateria
Secundária
Li-Ion
Massa 50% 70 70 90
Tempo de
Recarga
30% 0 85 95
DoD 20% 80 80 85
Total 100% 51% 76,5% 90,5%
Análise Crítica
 Os conceitos de Engenharia de Sistemas estão
sujeitos a interpretações de caráter subjetivo.
Como os integrantes do grupo são de áreas
distintas ocorreu a dificuldade de alinhar os
conhecimentos de modo que todos
compreendessem estes conceitos.
 A Engenharia de sistemas deve estar próxima
aos especialistas de cada área para
desenvolver o projeto.
Conclusão
 O trabalho permitiu adquirir conhecimentos em
torno da Engenharia de Sistemas Espaciais, sua
estrutura, padronização e interação
multidisciplinar.
 A Engenharia de Sistemas Espaciais
compreende um campo importante para o
correto desenvolvimento de produtos complexos
e organizações.
 A Engenharia de Sistemas permite conhecer
uma abordagem geral do desenvolvimento da
indústria para apoiar o crescimento tecnológico
nacional.
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Transportador Espacial JIRAD (JIRAD Spacecraft)

  • 1. Transportador Espacial JIRAD Alexandre Balistrieri Daniel Alessander Nono Jaime Enrique Orduy Rodriguez Italo Pinto Rodrigues Roy Stevenson Soler Chisabas
  • 2. Objetivos e estrutura da apresentação: Objetivos e estrutura da apresentação: Objetivo: Utilizar as ferramentas de Engenharia de Sistema para desenvolver o ciclo de vida de um produto espacial. Conteúdo: - Missão - Ciclo de Vida -Stakeholder - Requisitos - Funções - Arquitetura
  • 4. Necessidade dos Stakeholders As agências espaciais NASA / ESA / ROSKOSMOS / JAXA / CSA-ASC necessitam de transporte para três cosmonautas e equipamentos em segurança entre a ISS e a Terra.
  • 5. Stakeholders Iniciais Transporte para três cosmonautas e equipamentos em segurança entre a ISS e a Terra Financiadores Utilizadores Arquivos Atas de Reunião Sala de Reunião Computadores Diretor de Engenharia de estrutura Diretor de Engenharia de Carga útil Diretor de Engenharia de Software
  • 6. Stakeholders de Missão (Utilizadores) Utilizadores Agências Espaciais (Enviadores) Estação Espacial Internacional – ISS (Controladores) JAXA Roskosmos ESA NASA CSA JAXA ESA NASA CSA Roskosmos AEB CONAE
  • 7. Stakeholders Financiadores Gerentes financeiros Das Agências Espaciais JAXA Roskosmos ESA NASA CSA Financiadores
  • 8. Metas e objetivos da declaração sobre as necessidades Metas Objetivos 1. Prover transporte espacial seguro.(ida) 2. Prover transporte espacial seguro.(volta) 1.1. Transportar até 3 cosmonautas . 1.2. Transportar até 1000kg de carga que não ultrapasse 2 m³. 2.1. Transportar até 3 cosmonautas. 2.2 Transportar até 500kg de carga que não ultrapasse 1 m³.
  • 9. MoEs de Missão Utilizadores (Visão Geral) Agências Espaciais Capacidade Segurança Desempenho Medidas de Compatibilidade Acoplamento/desacoplamento; (lançador; veículo de transporte terrestre) Medidas de transladação de Carga
  • 10. MoEs de Missão - Utilizadores (Capacidade) Capacidade Massa transportada (kg)Volume dos materiais transportados (m³) Num de cosmonautas transportados (num pessoas) Agências Espaciais MoEs mensuráveis
  • 11. MoEs de Missão - Utilizadores (Medidas de transladação de Carga) Medidas de transladação de Carga Massa transportada (Kg) Agências Espaciais MoEs mensuráveis Quantidade de Pacotes (danificados / transportados; %)
  • 12. MoEs de Missão - Utilizadores (Segurança) Segurança Integridade da missão (eqtos ok/total de eqtos; %) Agências Espaciais MoEs mensuráveis Temperatura interna Do módulo de Carga (ºC) Estequiometria dos gases da atmosfera (Mol) Pressão interna da capsula.(atm) Integridade da Carga
  • 13. MoEs de Missão - Utilizadores (Desempenho) Desempenho Velocidade (m/s) Gasto de combustivel (km/m³) Agências Espaciais MoEs mensuráveis Mudanças volumétricas da carga (cm³) Número de unidades danificadas(un)
  • 14. MoEs de Missão - Utilizadores (Medidas de Confiabilidade) Medidas de Compatibilidade Acoplamento/desacoplamento; (lançador; veículo de transporte terrestre) Força (N) Mecânica Agências Espaciais MoEs mensuráveis Comunicação Acoplamentos (bem sucessidos / executados; %) Precisão (mm) Gases perdidos no acoplamento (m³) Taxa de transmissão (bites/segundos)
  • 15. MoEs de Missão Controladores ISS (Visão Geral) Estação Espacial Internacional – ISS (Controladores) Quantidade de Tripulantes transladados em segurança Segurança Medidas de Compatibilidade Acoplamento/desacoplamento; (lançador; veículo de transporte terrestre) Medidas de transladação de Carga
  • 16. MoEs de Missão - Utilizadores (Quantidade de Tripulantes transladados) Quantidade de Tripulantes transladados em segurança Integridade da missão (porcentagem de tripulantes saudáveis / transportados; %) MoEs mensuráveis Pressão Arterial (mmHg) Frequência Cardíaca (batidas por minuto) Frequência respiratória (respirações/min) Integridade dos tripulantes Estação Espacial Internacional – ISS (Controladores)
  • 17. MoEs de Missão Controladores ISS (Medidas de transladação de Carga) Medidas de transladação de Carga Quantidade de Carga Transladada (kg) Estação Espacial Internacional – ISS (Controladores) MoEs mensuráveis Volume de Carga Transladada (m³)
  • 18. MoEs de Missão Controladores ISS (Medidas de Compatibilidade) Medidas de Compatibilidade Acoplamento/desacoplamento; (lançador; veículo de transporte terrestre) Força (N) Mecânica MoEs mensuráveis Comunicação Acoplamentos (bem sucessidos / executados; %) Precisão (mm) Gases perdidos no acoplamento (m³) Taxa de transmissão (bites/segundos) Estação Espacial Internacional – ISS (Controladores)
  • 19. MoEs de Missão - Utilizadores (Segurança) Segurança MoEs mensuráveis Temperatura interna da capsula (ºC) Estequiometria dos gases da atmosfera (Mol) Pressão interna da capsula.(atm) Acoplamento/Desacoplamento Estação Espacial Internacional – ISS (Controladores) Precisão (mm)
  • 20. Critério de Aceitação Requisito Critério de aceitação Análise racional Comunicação O veículo espacial deve se comunicar com o segmento solo e o a ISS a cada 30 segundos. Deve se comunicar a cada 30 segundos para garantir a integridade da missão. Acoplamento O acoplamento à ISS deve ser feito em 2 minutos. Deve ser realizado em 2 minutos para não perder a pressão interna da JIRAD e ISS.
  • 21. Estratégia de Qualificação - Pesquisas de parâmetros; - Check-lists; - Matriz de Satisfação de testes laboratoriais; - Manuais de qualidade; - Rastreamento de operações.
  • 22. Cenários Operacionais – As is. SOYUS Controle de solo Lançador (SOYUS) Estação Espacial (1) Telemetria e controle remoto (1) Telemetria e Telecomando (1) AcoplamentoÓrbita Tarefa Descarga/carregamento de cosmounautas/carga
  • 23. Cenários Operacionais – To be JIRAD Controle de solo Lançador (ARIANE) Estação Espacial (2) Telemetria e controle remoto (2) Telemetria e Telecomando (2) Acoplamento Órbita Tarefa Descarga/carregamento de cosmounautas/carga Satélite Localizador Altitude e posição Altitude e Posição Altitude e posição
  • 24. Cenários Operacionais – To be (2) Telemetria e controle remoto (2) Telemetria e Telecomando (2) Acoplamento Órbita Tarefa Descarga/carregamento de cosmounautas/carga Altitude e posição Altitude e Posição Altitude e posição
  • 25. Prover transporte seguro Desenvolvimento do Cenário As Is Preparação para operação Operação na orbita Confirmação Acoplamento/ Desacoplamento Reentrada Operação de Lançamento Preparação para a volta. Comunicação com o centro de controle Desacoplamento e confirmação Determinação da massa máxima dos tripulantes/materiais transportados Preparação para acoplamento com a ISS Comunicação com o centro de controle Verificação de estado dos equipamentos Inserção na orbita Separação dos estágios do lançador Ignição dos motores Entrada dos Astronautas à nave, fechamento das portas Abastecimento de combustível / Suprimentos Definição de órbita Conexão com a ISS e acoplamento. Apontamento da nave
  • 26. Prover transporte seguro Desenvolvimento do CenárioTo Be Preparação para operação Operação na orbita Confirmação Acoplamento/ Desacoplamento Reentrada Operação de Lançamento Preparação para a volta. Comunicação com o centro de controle Desacoplamento e confirmação Preparação para acoplamento com a ISS Comunicação com o centro de controle e posicionamento por meio de um satélite GEO Verificação de estado dos equipamentos Inserção na orbita Separação dos estágios do lançador Ignição dos motores Entrada dos Astronautas à nave, fechamento das portas Abastecimento de combustível / Suprimentos Definição de órbita Conexão com a ISS e acoplamento. Apontamento da nave Determinação da massa máxima dos tripulantes/materiais transportados
  • 27. Lista de capacidades Transportar Cosmonautas. Transportar carga. Garantir sobrevivência para 3 cosmonautas durante a missão. Entrar na atmosfera em segurança. Capacidades Comunicar com controle de solo da JIRAD e da ISS
  • 28. Lista de restrições O volumem total de todos os equipamentos deve ser no máximo 2 m³. A massa total dos 3 astronautas deve ser no máximo 300 kg. A massa total de todos os equipamentos deve ser no máximo 1000 kg. Ser lançado de um foguete classe Ariane 5. Restrições Ser produzido com orçamento de USD $ 200.000.000 O produto deve estar pronto em 2 anos, para então cumprir a missão.
  • 29. Conceito Operacional da Jirad Transportar 3 Cosmonautas e Carga Transportador Órbita Segmento de Missão Altitude Posicionamento Segmento Solo JIRAD Segmento Solo ISS Ida ISS Satélite GEO Lançamento Ariane
  • 30. Validação e Baseline da Arquitetura Operacional do Sistema Lançador Ariane Informação de separação com a JIRAD Telemetria JIRAD Informações sobre acoplamento Informação sobre órbita e posição Telemetria Informações de Posição ISS Informação sobre órbita e posição Telemetria Informações sobre posicionamento Informações sobre posicionamento Satélite Localizador Posição do JIRAD Telecomando Telecomando Controle de solo
  • 31. Elemento operacional Atividade realizada Lançador Ariane 5 - Envia informações de separação com a JIRAD. - Envia Telemetria para o comando de solo. JIRAD - Envia informações de acoplamento para a ISS. - Envia informações de órbita e posição para o satélite localizador. - Envia telemetria para o controle de solo. - Recebe telecomando do controle de solo. - Recebe informações sobre o posicionamento do satélite localizador. - Recebe informações sobre localização da ISS. ISS - Envia informações sobre órbita e posição ao satélite localizador - Envia telemetria ao controle de solo. - Recebe informações sobre órbita e posição ao satélite localizador - Recebe telecomandos ao controle de solo. Satélite localizador - Envia informações de posição da JIRAD ao controle de solo. - Envia informações sobre posição e órbita para a ISS. - Envia informações sobre posição e órbita para a JIRAD. - Recebe informações sobre posição e órbita para a ISS. - Recebe informações sobre posição e órbita para a JIRAD. Controle de Solo - Envia telecomandos para a ISS. - Envia telecomandos para a JIRAD. - Recebe telemetrias do Lançador Ariane 5. - Recebe telemetrias da JIRAD. - Recebe telemetrias da ISS. - Recebe informações de posição da JIRAD através do satélite localizador. Validação e Baseline da Arquitetura Operacional do Sistema
  • 32. Validação e Baseline da Arquitetura Operacional do Sistema (Sistema de Interesse)
  • 33. Ciclo de Vida da JIRAD
  • 34. Processos do Ciclo de vida Fase Pré-A Fase A Fase B Fase C Fase D Fase E Fase F Conceito Desenvolvimento AIT Campanha de lançamento Operação Descarte Análise de Missão Análise dos Stakeholders Estudos de viabilidade Montagem Integração Teste Logística Análise de Requisitos Projeto Preliminar Projeto Detalhado Validação do desenvolvimento Fechamento Da Missão e revisão Análise de Requisitos Projeto Preliminar Projeto Detalhado Validação do desenvolvimento Cenário: Organização
  • 35. Cenários do Ciclo de Vida Fase Pré-A Definição da Missão Fase A Viabilidade da Missão Fase B Definição Preliminar Salas de Reunião da Administração Salas de Reunião da Engenharia Salas de Reunião da Administração Pesquisa Simulação Testes (equipes) Desenvolvimento
  • 36. Cenários do Ciclo de Vida Fase C Projeto Preliminar Fase D Qualificação e Aceitação Fase E Operação Transporte Centro de reciclagem Fase F Descarte Lança- mento Integra- ção ao lançador Órbita Acopla- mento ISS Desaco- plamento Separa -ção Resgate e Testes Trans- porteMonta- gem Contru- ção Eletrôni- ca AOCS Integra- ção Testes e Verificação Qualifica- ção Modelo de Engenharia Modelo de Engenharia Cenário: Produto Cenário: Organização Desenvolvimento
  • 37. Cenários de Produto PRODUTO EM NÃO OPERAÇÃO AIT Transporte No Solo Descarte Fase De Separação Do Lançador Fase De Orbitação Fase De Acoplamento Fase De Reentrad a Na Atmosfera Fase De Lançamento PRODUTO EM OPERAÇÃO PRODUTO
  • 38. Cenários de Organização ORGANIZAÇÃO ORGANIZAÇÃO DE NÃO DESENVOLVIMENTO Organização Logística De Transporte Terrestre Organização De Serviços De Lançamento Organização de Descarte do Produto ORGANIZAÇÃO DE DESENVOLVIMENTO AIT (ASSEMBLY INTEGRATION AND TEST) Departamento De Engenharia E Construção Departamento De Engenharia da Qualidade
  • 39. Análise dos Stakeholders e seus Requisitos
  • 40. Stakeholders de Cenário Não Operacional Transporte em solo AGÊNCIA ESPACIAL EUROPEIA (ESA) ADMINISTRAÇÃO NA CIONAL DE AERONÁ UTICA E ESPAÇO (NASA) AGÊNCIA ESPACIAL FEDERAL RUSSA AGÊNCIA JAPONESA DE EXPLORAÇÃO AEROESPACIAL JAXA AGÊNCIA ESPACIAL CANADENSE (CSA) EMPRESA DE TRANSPORTE DO PRODUTO CENTRO DE CONTROLE DE MISSÃO EMPRESA DO LANÇADOR
  • 41. Stakeholders do Cenário Operacional Veículo em órbita AGÊNCIA ESPACIAL EUROPEIA (ESA) ADMINISTRAÇÃO NACIONAL DE AERONÁUTICA E ESPAÇO (NASA) AGÊNCIA ESPACIAL FEDERAL RUSSA AGÊNCIA JAPONESA DE EXPLORAÇÃO AEROESPACIAL JAXA AGÊNCIA ESPACIAL CANADENSE - CSA COSMONAUTAS ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL EMPRESA DO LANÇADOR CENTRO DE CONTROLE DE MISSÃO
  • 42. Stakeholders: Organizações de Desenvolvimento AGÊNCIA ESPACIAL EUROPEIA (ESA) ADMINISTRAÇÃO NACIONAL DE AERONÁUTICA E ESPAÇO (NASA) AGÊNCIA ESPACIAL FEDERAL RUSSA AGÊNCIA JAPONESA DE EXPLORAÇÃO AEROESPACIAL JAXA LABORATÓRIO DE INTEGRAÇÃO E TESTES (LIT) - INPE COSMONAUTAS Boeing Space Estação Espacial Internacional
  • 43. Stakeholders: Organizações de Não Desenvolvimento Geral Empresa do Lançador Empresa de Transporte do Produto Empresa de Descarte do Produto
  • 44. INTERESSES DOS STAKEHOLDERS NO CENARIO DE OPERÇAO (ORBITAÇÃO) Posição, Comunicação
  • 45. INTERESSES DOS STAKEHOLDERS NO CENARIO TRANSPORTE EM SOLO
  • 47. INTERESSES DOS STAKEHOLDERS DE NÃO DESENVOLVIMENTO
  • 48. Medidas de Efetividade dos Stakeholders
  • 49. Medidas de Efetividade dos Stakeholders
  • 50. Suposições, Metas e Requisitos dos Stakeholders Número Texto Preocupação Tipo Importancia Status PPO Restrições Verificabilidade T/I/D Proced. 0001 0002 0003 T/I/D Procedure S003 Provides for personal comfort/convenience Comfort F M TBD Prod Y D R202 S003.001 Comfortable front seats Comfort P M TBD Prod Y D R202 S003.002 Driving position is fully adjustable Comfort F D TBD Prod N D R202 S003.002.001 Can personalise seat, head rest and arm rest position Comfort F D TBD Prod N D R202 S009.007.001 Starts quickly every time whether hot, cold or wet Driveability P M TBD Prod Y T R202 Number Text Concern Type Verifiability Compliance PPO Status Constraint
  • 51. Documentos dos Requisitos dos Stakeholders Perspectiva do produto Capacidades Gerais Restrições Gerias Características dos Stakeholders Ambiente Operacional Assumptions and dependencies Capacidades Restrições Descrição Geral Especificação dos Requisitos Introduz o Sistema e o contexto Descreve qual capacidades são requeridas quando elas são necessárias Descreve qual restições são aplicaveis e o porque elas existem Descreve os stakeholders e seus interesses Descreve quais as cooperações e as competências do Sistema e suas interfaces com o produto Descreve os pressupostos em que os requisitos dependem Os Cenários Qualidade exigida pelos usuários
  • 52. Requisitos do Sistema Derivado dos Requisitos dos Stakeholders For product, e.g., a car: Event 1: Stimulus 1: Rider as operator turns the key clockwise. Response1: Vehicle turns on. For process, e.g., a manufacturing process: Event 2: Stimulus 2: Manufacturing equipment supplier offers limited set of m equipment. Response 2: Manufacturing process adapts to manufacturing equipm For organisation, e.g, a development organisation: Event 3: Stimulus 3: Shareholders limit investment. Response 3: Development organisation reuses previous designs.
  • 53. Desempenho dos Requisitos de Análise dos Requisitos do Sistema ID TEXTO F / D / C P / O M / D Verificação
  • 54. Conteúdo do documento de especificação dos requisitos 1. Escopo 2. Aplicabilidade e outros documentos de referência 2.1 Documentos de Aplicabilidade 2.2 Outros documentos de referência 3. Definições, acrônimos e abreviações 3.1 Definições 3.2 Acrônimos 3.3 Abreviações 4. Requisitos (e objetivos) 4.1 Identificação das interfaces externas 4.2 Identificação dos estados e modos 4.3 Requisitos funcionais e de desempenho 4.4 Relações entre estados e modos 4.5 Requisitos das interfaces externas 4.6 Requisitos dos Ambientes 4.6.1 Classes de ambientes 4.6.X Classe Por parâmetros 4.6.y Envelope do ambiente para a classe X 4.7 Recursos necessários 4.7.1 Recurso 1 4.7.W Recurso W 4.8 Requisitos Físicos 4.9 Outras Qualidades 5. Notas
  • 55. Análise dos Cenários de Produto e Organização
  • 56. Contexto – Cenário Operacional do produto Veículo em órbita ISS Sol Satélite GEO Estação de solo Enviar dados de deslocamento Informação de posição Informação de posição Informação de velocidade, distância Envia telecomandos Envia telemetrias Terra Albedo, Irradiação Térmica, Campo gravitacional, campo eletromagnético Radiação, vento solar Ambiente Lixo Espacial
  • 57. Contexto – Cenário Não Operacional do produto Transporte terrestre da JIRAD à Base de lançamento Controle de missão Temperatura Umidade Pressão Vibração Temperatura Umidade Pressão Vibração Container
  • 58. Contexto – Cenário da Organização de Desenvolvimento AIT Teste de Vibração Teste de Termo-Vácuo Teste EMI Teste EMC Parâmetros do Teste Resultados Parâmetros do Teste Resultados Parâmetros do Teste Resultados Resultados Parâmetros do Teste Teste de Blindagem RadioativaResultados Parâmetros do Teste
  • 59. Contexto – Cenário da Organização de Não Desenvolvimento Centro de Lançamento ARIANE Space Departamento de projeto JIRAD Agências Espaciais Parâmetros de projeto Necessidades Parâmetros de órbita
  • 60. Análise dos contextos de arquitetura
  • 61. Contexto de Arquitetura no Cenário Operacional Cenário Operacional: Veículo em órbita ISS Satélite Posicionador Estação de solo Antena Antena Antena Antena Antena Antena
  • 62. Contexto de Arquitetura no Cenário Não Operacional Transporte terrestre da JIRAD à Base de lançamento Controle de missão Satélite de comunicação/ localização Cabos Container
  • 63. AIT Teste de Vibração Teste de Termo-Vácuo Teste EMI Teste EMC Documentos com Parâmetros do Teste Teste de Blindagem Radioativa Contexto de Arquitetura da Organização de Desenvolvimento Documentos com Procedimento Documentos com Resultados Documentos com Resultados Documentos com Procedimento Documentos com Resultados Documentos com Resultados Documentos com Parâmetros do Teste Documentos com Parâmetros do Teste Documentos com Resultados
  • 64. Contexto de Arquitetura da Organização Não Desenvolvimento ARIANE Space Departamento de projeto JIRAD Agências Espaciais Documentos Documentos Documentos
  • 66. Circunstância - Cenário Operacional do Produto Veículo em órbita Ambiente (Eclipse) Ambiente (Não Eclipse)Perda de calor Ganho de Calor Terra (exposta ao sol) Albedo, Irradiação Térmica, Campo gravitacional, campo eletromagnético Radiação, vento solar Circunstâncias: estados dos elementos do ambiente. Terra (não exposta ao sol) Irradiação Térmica, Campo gravitacional, campo eletromagnético
  • 67. Circunstância – Cenário Não Operacional do Produto Transporte terrestre da JIRAD à Base de lançamento Rodovia (trecho esburacado) Rodovia (trecho plano) Vibração mínima Vibração maior
  • 68. Circunstância – Cenário da Organização de Desenvolvimento AIT Teste de Vibração Teste de Termo-Vácuo Teste EMI Teste EMC Parâmetros do Teste Resultados Parâmetros do Teste Resultados Parâmetros do Teste Resultados Resultados Parâmetros do Teste Teste de Blindagem Radioativa Resultados Parâmetros do Teste
  • 69. Circunstância – Organização de não Desenvolvimento ARIANE Space Condições Atmosféricas Boas Temperatura Pressão Densidade do ar Tráfego Aéreo Tumultuado Tráfego Aéreo Vazio Condições Atmosféricas Ruins Densidade de Tráfego Densidade de Tráfego Lançador na plataforma de lançamento Temperatura JIRAD Pressão JIRAD Densidade do ar JIRAD Informações (centro de controle) Temperatura Pressão Densidade do ar Chegada do Transporte terrestre JIRAD
  • 71. Modo do Produto em Operação: Economia de Energia em Eclipse JIRAD operando em modo de economia de energia ISS Localização Terra Albedo, Irradiação Térmica, Campo gravitacional, campo eletromagnético Controle de Solo Telecomandos Localização Telemetria
  • 72. Modo do Produto em Não Operação: Container deslocando JIRAD sendo transportada no solo modo Stand-by Rodovias Centro de Lançamento Ariane Space Vibração Localização Controle de Solo Localização Localização Localização
  • 73. Modo de testes da Organização de Desenvolvimento AIT Teste de Vibração Teste de Termo-Vácuo Teste EMI Teste EMC Resultados Resultados Resultados Resultados Teste de Blindagem Radioativa Resultados
  • 74. Modo de Integração da Organização de Não-Desenvolvimento Centro de Lançamento ARIANE Space Sala de integração Informações de carga útil ativa Temperatura Pressão JIRAD Lançadores Telemetria Telecomando
  • 75. Análise perigos a partir das circunstâncias e das falhas nos fluxos
  • 76. Perigos no Cenário Operacional de Produto - Eclipse JIRAD Operando com Falta de Energia Falha de Telecomando Telecomandos Telemetria
  • 77. Perigos no Cenário Não-Operacional de Produto – Container em Movimento JIRAD dentro do Container em Movimento e sem alimentação de Energia Controle de missão Temperatura Umidade Pressão Vibração Temperatura Umidade Pressão Vibração Container
  • 78. Perigos da Organização de Desenvolvimento – Teste de EMI AIT – Falha na Especificação do parâmetro de um teste de EMI Teste EMI Resultados duvidosos Documentação Errada
  • 79. Perigos da Organização de Não Desenvolvimento – Falha de Separação da JIRAD com o Lançador Centro de Lançamento ARIANE Space JIRAD Comando de Separação
  • 80. Tabela de Falhas Produto ou Organização Circunstância ou passaporte Perigo Conseqüência Gravi dade Causa Detecção P r o b Risco Função de mitigação do risco (protetiva ou corretiva ou preventiva ou de detecção) Verificação JIRAD - Orbita Circunstância Falta de Energia Falha de comunicação ALTA Eclipse Comunicação demora mais que 30 segundos 5 % 30 Ativar modo de economia de Energia Teste JIRAD – Transporte de Solo Circunstância Falta de Energia Falha de comunicação MÈDIA Desacolpl amento do cabo Falta da recepção de dados 3 % 20 Parar o caminhão e reconectar o cabo Teste AIT Circunstância Falha na Especifi cação do parâ metro Erro de design ALTA Erro de especifica ção Análise de documentação 1 % 13 Refazer o desenvolvimento do produto Análise Ariane Space Circunstância Falha no desacopl amento da JIRAD com o Lançador Abortagem da Missão ALTA Falha nos dispositivo s pirotecnic os Telemetria 3 % 20 Separar o modo de comando do restante e reentrar na atmosfera Similaridade
  • 81. Diagrama Funcional do Sistema no Cenário de Produto em Operação Modo de economia de Energia Manuais de funcionamento da JIRAD Chaves / Reles Computadores Desenergiza sistema de iluminação Desenergiza Condicionamento do ar Desliga telemetrias Fora da visada das antenas em solo Tensão do barramento Corrente da Bateria
  • 82. Condição Ambiental Diagrama Comportamental do Sistema no Cenário de Produto em Operação Modo de economia de Energia Liga luz de emergência Iluminado pelo Sol Modo Normal Eclipse ou Desliga iluminação interna Ligar todos os subsistemas Desliga envio de telemetrias Aguarda exposição ao sol
  • 83. Diagrama Funcional da Organização de Desenvolvimento Teste de Vibração Manual do Lançador Shaker Computadores Resultado do Teste Parâmetros de Vibração
  • 84. Diagrama Comportamental da Organização de Desenvolvimento Colocar o JIRAD no shaker Inserir as faixas frequên- cias de vibração Iniciar os testes Fazer aquisição dos dados Aguardar o final do Teste Retirar JIRAD do shaker Fazer a análise da estrutura Finalizar
  • 85. Funções de Interface JIRAD AIT - Controle para acoplamento - Liga/desliga equipamentos - Entrar no modo de economia de energia - Acoplar com a ISS - Enviar dado dos estados dos equipamentos - Enviar dados sobre as condições dos cosmonautas - Transportar carga - Transportar cosmonautas - Receber comandos do segmento solo - Testar vibração especificado pelo lançador - Testar EMI - Tentar EMC - Enviar relatório de resultados - Parar teste em caso de falha - Reportar falhas ocorridas - Inserir os parâmetros dos testes nos equipamentos
  • 86. Analise os perigos e seus riscos a partir das não funções Produto ou Organização Não função Perigo Consequência Gravi dade Causa Detecção P r o b Risco Função de mitigação do risco (protetiva ou corretiva ou preventiva ou de detecção) Verificação JIRAD Controle de velocidade no lançamento Perda de consciên cia do piloto Não poder acoplar ALTA Excesso de força de G. Equipamentos de suporte à vida 1 % 30 Treinamento dos cosmonautas sob diversos forças G. Simulação ARIANE Análise do ambiente Chuva Abortar lançamento; Atraso do cronograma Alta Ambiental Visual 2 % 15 Escolher o dia de lançamento acordo com a previsão do tempo Avaliação dos resultados dos modelos
  • 87. Arquitetura Genérica do produto CÁPSULA JIRAD MÓDULO DE CARGA CÁPSULA DE TRANSPORTE MÓDULO DE SERVIÇO
  • 88. Arquitetura Genérica do produto CÁPSULA JIRAD MÓDULO DE CARGA SISTEMA DE ACOPLAMENTO SISTEMA HABITAVEL CARGA ÚTIL SISTEMA DE SUPORTE DE VIDA
  • 89. Arquitetura Genérica do produto Capsula de transporte
  • 90. Arquitetura Genérica do produto CÁPSULA JIRAD MODULO DE SERVICIO SISTEMA DE PROPULSÃO SISTEMAS DE COMBUSTIVEL SISTEMAS DE CONTROLE TÉRMICO SISTEMA DE SUPRIMENTO DE ENERGIA SISTEMA DE ACOPLAMENTO AO FOGUETE
  • 91. Arquitetura Genérica da organização
  • 92. Matriz de alocação para produto Computador de Bordo Subsistema de energia Subsistema térmico Suporte de vida Módulo de Reentrada Módulo Orbital Levar cosmonauta X X Levar carga X Enviar telemetria X X X X Receber Telecomando X X X X Acoplar à ISS X X X X X Alternar modos de operação X
  • 93. Matriz de alocação para organização Computador de Bordo Subsistema de energia Subsistema térmico Suporte de vida Módulo de Transporte Módulo Orbital Teste X X X X X X Integração X X X X X X Montagem X X X X X X
  • 94. Folha de Alocação de Requisitos ID da Função FJIRAD001 Descrição da Função O veículo espacial deve se comunicar com o segmento solo e o a ISS a cada 30 segundos. Condição de Entrada Após separação com o veículo lançador. Condição de Saída Na órbita antes da reentrada. Alocação Item da Arquitetura Antenas, transceptor, módulo de comunicação Identificação dos Requisitos de desempenho Atributo Confirmação de Telecomando Valor TBD bps Análise Racional Deve se comunicar a cada 30 segundos para garantir a integridade da missão. Atributo Confirmação de Telemetria Valor TBD bps Análise Racional Deve se comunicar a cada 30 segundos para garantir a integridade da missão.
  • 95. Elementos da Arquitetura Genérica Comunicação Computador de Bordo Subsistema de energia Subsistema térmico Suporte de vida Controle Módulo Orbital Navegação Banda X Sistema Operacional Comprado Bateria Primária Radiador Sistema de vida individual Remoto assistido Propulsão Satélite GEO Banda S Sistema Operacional Desenvolvido Ni-Cd Líquido de refrigeração Sistema de vida múltiplo Remoto automático GPS Banda K Li-ion Sistema de vida misto Local
  • 96. Método de Escolha da Bateria Critério Peso de cada critério Bateria Primária Bateria Secundária Ni-Cd Bateria Secundária Li-Ion Massa 50% 70 70 90 Tempo de Recarga 30% 0 85 95 DoD 20% 80 80 85 Total 100% 51% 76,5% 90,5%
  • 97. Análise Crítica  Os conceitos de Engenharia de Sistemas estão sujeitos a interpretações de caráter subjetivo. Como os integrantes do grupo são de áreas distintas ocorreu a dificuldade de alinhar os conhecimentos de modo que todos compreendessem estes conceitos.  A Engenharia de sistemas deve estar próxima aos especialistas de cada área para desenvolver o projeto.
  • 98. Conclusão  O trabalho permitiu adquirir conhecimentos em torno da Engenharia de Sistemas Espaciais, sua estrutura, padronização e interação multidisciplinar.  A Engenharia de Sistemas Espaciais compreende um campo importante para o correto desenvolvimento de produtos complexos e organizações.  A Engenharia de Sistemas permite conhecer uma abordagem geral do desenvolvimento da indústria para apoiar o crescimento tecnológico nacional.