Systémové inženýrství založené na modelech (MBSE)

With software becoming more ubiquitous in so many products, product development is becoming increasingly complex, especially as it pertains to software and systems engineering. Model-based systems engineering (MBSE) is a methodology that uses models to support the entire lifecycle of a system. It is a formalized methodology that is used to support the requirements, design, analysis, verification, validation and optimization associated with the development of complex systems. MBSE puts the models at the center of system design. This approach leverages a digital backbone to create models and enable connectivity across product lifecycle.

MBSE se stal kritickým přístupem k systémovému inženýrství, který umožňuje organizacím lépe zvládat rostoucí složitost systémů. Využitím komplexního digitálního dvojčete a přístupu založeného na digitálních vláknech k definici výrobku a víceoborovému inženýrství mohou společnosti začít integrované a zůstat integrované od raných fází konceptu a definice výrobku až po jeho ověření a validaci.

S MBSE mohou organizace holisticky definovat scénáře použití produktů a propojit všechny požadavky na produkty a inženýrské disciplíny v jediném prostředí. Tato konektivita umožňuje, aby bylo víceoborové digitální dvojče přístupné všem zúčastněným stranám – včetně dodavatelů – napříč funkčními obory a napříč celým životním cyklem výrobku.

Cílem při navrhování nových produktů se stalo selhat co nejrychleji. Záměrem této strategie je zajistit, aby vývojové týmy neztrácely drahocenný čas a zdroje na produkty, které nebudou fungovat. Aby však společnosti mohly tuto strategii implementovat, musí vytvářet modely, které lze průběžně ověřovat v průběhu procesu vývoje – což je možné pouze s přístupem MBSE.

Přístup MBSE umožňuje průběžné ověřování a optimalizaci v průběhu celého vývojového cyklu produktu, aby bylo zajištěno, že produkty jsou vyrobeny správně a v souladu s požadavky zákazníků, regulacemi, bezpečností a udržitelností.

Z přijetí přístupu MBSE může těžit několik průmyslových odvětví, včetně leteckého a obranného průmyslu, automobilového průmyslu a těžké techniky:

• Letectví a obrana: Letecký a obranný sektor je hlavním kandidátem na MBSE kvůli vlastní složitosti jejich systémů, přísným požadavkům na bezpečnost a spolehlivost a také potřebě přísné sledovatelnosti. MBSE umožňuje těmto odvětvím lépe řídit návrh, vývoj a integraci pokročilých letadel, kosmických lodí a obranných systémů, což pomáhá zmírňovat rizika a zajišťovat kritický výkon.
• Automobilový průmysl: Automobilový průmysl se stále více spoléhá na MBSE, aby udržel krok s rostoucí složitostí vozidel nové generace, která integrují pokročilejší elektroniku, software a propojené systémy. MBSE poskytuje výrobcům automobilů strukturovaný přístup k řízení návrhu, ověřování a vývoje těchto složitých systémů, což v konečném důsledku vede ke zlepšení kvality výrobků, bezpečnosti a doby uvedení na trh.
• Těžká technika: Vzhledem k tomu, že těžká zařízení jsou stále více automatizovaná a propojená, je přístup MBSE k modelování a simulaci chování složitých systémů zásadní pro integraci pokročilých technologií, jako jsou autonomní řízení, telematika a prediktivní údržba. Přijetím MBSE si výrobci těžké techniky mohou udržet náskok a dodávat inovativní, spolehlivé a efektivní stroje, které splňují vyvíjející se potřeby zákazníků.

MBSE je výkonným nástrojem digitální transformace, který poskytuje organizacím strukturovaný, vizuální přístup k navrhování, vývoji a údržbě složitých systémů. MBSE boří sila, podporuje mezioborovou spolupráci a podporuje rozhodování založené na datech: pilíře úspěšné digitální transformace. MBSE pomáhá společnostem stát se agilními a přizpůsobivými, což jim umožňuje rychle prototypovat, iterovat a nasazovat nové produkty a služby.

MBSE se může zdát obtížné implementovat, protože příslušná řešení nebyla plně sladěna tak, aby splňovala potřebu kontinuální integrace napříč multidisciplinárními týmy, procesy a nástroji. Dosažení kontinuální integrace zároveň není jediným hlediskem – klíčová je také funkčnost a interoperabilita aplikací.

Přechod na myšlení založené na modelu navíc často vyžaduje významný kulturní posun, protože vyžaduje mezioborovou spolupráci a soulad. Překonání těchto výzev vyžaduje dobře naplánovaný, fázovaný přístup podporovaný silným vedením, řízením změn a závazkem k budování nezbytných organizačních schopností.

Rostoucí předpisy vyžadují, aby společnosti přijaly modernější přístup k vývoji produktů. Díky využití komplexního digitálního dvojčete, které je jádrem přístupu MBSE, jsou společnosti lépe vybaveny pro zvládnutí složitého vývoje produktů. Jak toho ale dosáhnout? Simulací a optimalizací systémů před fyzickou výrobou minimalizuje MBSE potřebu přepracování, snižuje spotřebu materiálu a zajišťuje, že produkty jsou od začátku energeticky účinnější a šetrnější k životnímu prostředí.