Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Bachelor's Thesis
Author of thesis: Bc. Jiří Studený
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: Ing. Jan Fiedor, Ph.D.
Reviewer: Ing. Vojtěch Havlena, Ph.D.
This thesis presents the design and implementation of a step-wise simulator for BALROG models. The simulator operates on the BALROG object representation of a block diagram, derives execution order from direct-feedthrough dependencies, supports stateful blocks, and stores computed values in a dataset compatible with the surrounding BALROG tools. The implementation also provides an optional integration with the Capella visualizer, allowing users to compute additional steps, delete a suffix of the trace, and recompute the model from an earlier step. The simulator was evaluated using a Simulink reference run on a windmill model, smaller reference tests, trace-operation tests, an execution run over the available exported BLADE model set, and an initial evaluation on a small set of internal Honeywell models.
BALROG, simulation, block diagrams, BLADE, Capella, graph models, step-wise debugging
Date of defence
19.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
B
Process of defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B.
Topics for thesis defence
Language of thesis
English
Faculty
Fakulta informačních technologií
Department
Department of Intelligent Systems
Study programme
Information Technology (BIT)
Composition of Committee
prof. RNDr. Alexandr Meduna, CSc. (předseda) prof. Ing. Martin Čadík, Ph.D. (místopředseda) Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D. (člen) Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D. (člen) Ing. Lukáš Kekely, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportIng. Jan Fiedor, Ph.D.
Jedná se o velmi kvalitní práci hlavně po stránce implementace. Implementovaný simulátor je plně funkční a navíc ho lze nad rámec zadání integrovat do vizualizátoru BALROG modelů, což umožňuje interaktivní odlaďování modelů. Výsledky práce budou v brzké době využity jak výzkumnou skupinou VeriFIT, tak společností Honeywell.
S přihlédnutím k výborným dosaženým výsledkům navrhuji zvážit ocenění práce.
Cílem práce bylo vytvořit simulátor BALROG (Block Abstraction Library Represented as Object Graph) modelů. BALROG modely poskytují objektovou a grafovou reprezentaci modelů popisujících blokové diagramy jako jsou například SysML IBD (Internal Block Diagram) nebo MATLAB/Simulink modely.
Jelikož se BALROG modely aktuálně nejčastěji používají k reprezentaci MATLAB/Simulink modelů, bylo snahou navržený simulátor funkčně čím jak nejvíce přiblížit MATLAB/Simulink simulátoru, primárně pro jeho potenciální využití ve společnosti Honeywell, ve spolupráci s níž byla tato práce řešena.
Práce vyžadovala jak nastudování BALROG reprezentace modelů, tak prostředí MATLAB/Simulink včetně jeho simulátoru a sémantiky všech Simulink bloků podporovaných BALROG knihovnou. Práci tedy hodnotím jako velmi náročnou.
Student využil jak doporučenou literaturu, tak si samostatně vyhledával další relevantní a potřebné zdroje.
Student vypracovával práci během svého výjezdu do zahraničí v rámci programu Erasmus+, pracoval tedy do velké míry samostatně. Řešení pravidelně konzultoval přes platformu MS Teams, hlavně z pohledu integrace simulátoru do infrastruktury pro analýzu BALROG modelů, kde potřeboval detailní vstupy od vedoucího a hlavního vývojáře této infrastruktury. Postup simulace navrhnul student na základě požadavků společnosti Honeywell a v rámci konzultací pravidelně diskutoval vhodnost navrženého postupu a výsledné implementace. Na konzultace byl vždy výborně připraven.
Implementace práce byla dokončena s dostatečným předstihem aby ji bylo možné evaluovat ve společnosti Honeywell. První draft technické zprávy byl dodán asi necelý týden před odevzdáním. Připomínky k jednotlivým kapitolám byly studentovi průběžně zasílány a student je všechny nakonec stihl zapracovat do finální verze technické zprávy.
Implementovaný simulátor býl úspěšně ověřen ve společnosti Honeywell na malé sadě interních MATLAB/Simulink modelů. Předpokládá se jeho postupná integrace do interních V&V nástrojů společnosti Honeywell, kde bude sloužit pro rychlé ověření korektnosti automaticky generovaných testů a v kombinaci s vizualizátorem BALROG modelů také k odlaďování (debugging) celého procesu generování testů.
Grade proposed by supervisor: A
Reviewer’s reportIng. Vojtěch Havlena, Ph.D.
Celkově hodnotím práci stupněm velmi dobře (B). Na jednu stranu se jedná o obtížnější práci s kvalitním realizačním výstupem, který má potenciál aplikace v praxi. Na druhou stranu, přestože textová část není vůbec špatná, mám k ní pár výtek, které byly diskutovány výše.
Evaluation level: more difficult assignment
Zadání osobně považuji za obtížnější. Bylo nutné nastudovat pokročilejší metody pro simulaci modelů definovaných blokovými schématy, BALROG ekosystém a zaintegrovat do něj navržený simulátor.
Co se týče logické struktury technické zprávy, nemám větších výhrad. Kapitoly na sebe navazují a jsou rozsahově přiměřené. Co se týče pochopitelnosti práce mám jen několik menších výhrad. V kapitole 2 bych ocenil formálnější popis modelů a lepší provázání těch formalismů se zbytkem technické zprávy. Uvítal bych také lepší popis simulačního algoritmu (zejména řešení komponent obsahující bloky, které se navzájem ovlivňují) a jeho provázání s kapitolou popisující samotnou implementaci. Celkově se ale po prezentační stránce jedná o velice slušnou práci.
Po typografické stránce je jedná o kvalitní práci. Práce je vysázená v LaTeXu. Kromě pár drobností typu umístění obrázků na stránce a umístění popisu tabulek, nemám větších výtek. Práce je psána dobrou angličtinou s minimem překlepů.
Programové řešení se skládá ze simulátoru BALROG modelů zasazený do BALROG ekosystému. Odevzdaný archiv obsahuje docker image pro spuštění včetně návodu. Odevzdaný archiv obsahuje skripty pro spuštění validace. Co se týče validace, která probíhala porovnáváním se simulátorem Simulink, oceňuji, že byla diskutována v textu práce. Programové řešení zahrnuje také integraci výsledků simulace do vizualizátoru Capella. Celkově realizační výstup hodnotím jako velmi kvalitní.
Dovedu si představit, že simulátor BALROG modelů by se mohl stát součástí BALROG ekosystému a tím pádem by se mohl využít v praxi.
Evaluation level: assignment fulfilled
Zadání považuji za kvalitně splněné. Práce podrobně diskutuje integraci do BALROG ekosystému. Na základě toho jsou definovány jednotlivé požadavky a celkový návrh simulátoru (zejména oceňuji rigorózní přístup k definování požadavků pro simulátor) a je vytvořena implementace umožňující krokovou simulaci BALROG modelů. Práce rovněž zahrnuje validaci a experimentální vyhodnocení.
Evaluation level: is within the usual extent
Práce je v obvyklém rozmezí. Jednotlivé kapitoly jsou informačně bohaté. V práci bych ocenil více ilustrativních příkladů pro dokreslení vysvětlované problematiky.
Práce cituje větší množství zdrojů, převážně on-line zdrojů. Očekával bych, že student zahrne vědecké publikace věnující se simulačním technikám a teorii kolem simulátorů. Převzaté prvky jsou řádně odlišeny od vlastních výsledků. Bibliografické citace jsou v pořádku.
Grade proposed by reviewer: B
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová