As commercial lunar rovers are being developed and planned to fly from next year, in the context of a global momentum for lunar exploration, the mindset of system design is shifting to a product-oriented approach (as opposed to traditionally single mission-designed system). This deeply affects the system engineering discipline, which is also evolving through the development of more integrated, model-centric methodologies such as Model-Based System Engineering (MBSE). This Master Thesis combines 2 research questions:- How to adapt systems engineering processes and tools to a commercially-driven / product-oriented approach?- How to leverage new developments (e.g MBSE) within the system engineering discipline to support the rover design transition to a product-oriented philosophy? These research questions are investigated through this Master Thesis, carried out as a 6-month internship at ispace Europe (Luxembourg), a global lunar exploration company developing landers, rovers and data tools. The Master Thesis is applied to ispace’s Exploration Rover currently under development within the Polar Ice Explorer (PIE) mission with support from the Luxembourg Government.The goal of this Master Thesis is to develop an integrated toolchain (set of tools) for efficiently designing rover products (Exploration Rover), including platform configuration for a given mission concept and set of payloads, system sizing and mission analysis. The chosen methodology can be summarized as:1. Adapting PIE models to a generic, parametric/configurable toolset that can be used for mission/platform analysis and optimization2. Defining the Exploration Rover toolchain requirements & architecture, and selecting its environment (trade-off including MBSE solutions)3. Building the Exploration Rover toolchain, integrating models inside the defined architecture By maturing existing models, leveraging new software functionalities (in this case Valispace) and MBSE practises along with adding new parametric models for quick feasibility studies and integrating all models together, it was successfully shown that this integrated toolchain can support rover products definition, performing frequent and insightful design iterations, analysis and trade-offs. Not only does the toolchain comply with the product-approach but also successfully supports the Polar Ice Explorer (PIE) mission, by directly contributing to the system engineering activities and models of the Phase B. Therefore, the Master Thesis proved to be a successful demonstrator for developing more product-driven rovers, by leveraging new practices within the system engineering discipline. / Eftersom kommersiella månrovers utvecklas och planeras att flyga från nästa år, i samband med en global fart för månutforskning, går tankesättet för systemdesign över till produktorienterat tillvägagångssätt (i motsats till traditionellt endast uppdragsdesignat system). Detta påverkar djupt systemteknikdisciplinen, som också utvecklas genom utvecklingen av mer integrerade, modellcentrerade metoder som Model-Based System Engineering (MBSE). Denna masteruppsats kombinerar två forskningsfrågor: - Hur anpassar man systemtekniska processer och verktyg till en kommersiellt driven / produktorienterad strategi? - Hur kan man utnyttja ny utveckling (t.ex. MBSE) inom systemteknikdisciplinen för att stödja rover-designövergången till en produktorienterad filosofi? Dessa forskningsfrågor undersöks genom denna magisteruppsats, som genomfördes genom en praktik under 6 månader på ispace Europe (Luxemburg), ett globalt månutforskningsföretag som utvecklar landare, rovers och dataverktyg. Magisteruppsatsen tillämpas på ispaces Exploration Rover som för närvarande är under utveckling inom Polar Ice Explorer (PIE) -uppdraget, med med stöd från den luxemburgska. Målet med detta examensarbete är att utveckla en integrerad verktygskedja (uppsättning verktyg) för att effektivt utforma roverprodukter (Exploration Rover), inklusive plattformskonfiguration för ett givet uppdragskoncept och uppsättning nyttolast, systemstorlek och uppdragsanalys. Den valda metoden kan sammanfattas som: 1. Anpassa PIE -modeller till en generisk, parametrisk / konfigurerbar verktygssats som kan användas för uppdrag / plattformsanalys och optimering 2. Definiera Exploration Rover-verktygskedjans krav och arkitektur och välja dess miljö (avvägning inklusive MBSE-lösningar) 3. Bygga Exploration Rover -verktygskedjan, integrera modeller inom den definierade arkitekturen Genom att utveckla befintliga modeller, utnyttja nya mjukvarufunktioner (här Valispace) och MBSE -metoder tillsammans med att lägga till nya parametriska modeller för snabba genomförbarhetsstudier och integrera alla modeller tillsammans: visades det att denna inbyggda integrerade verktygskedja kan stödja rover -produktdefinition, som utför ofta och insiktsfulla design iterationer, analyser och avvägningar. Verktygskedjan följer inte bara produktmetoden utan stöder också framgångsrikt Polar Ice Explorer (PIE) -uppdraget genom att direkt bidra till systemtekniska aktiviteter och modeller i Phase B. Därför visade masteruppsatsen sig vara en framgångsrik demonstrator för att utveckla mer produktdrivna rovers, genom att utnyttja nya metoder inom systemteknikdisciplinen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-305160 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Bocquier, Antoine |
| Publisher | KTH, Rymdteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021-297 |
Page generated in 0.0019 seconds