MBSE: il futuro dell'ingegneria dei sistemi

Con la diffusione del software in molti prodotti, lo sviluppo sta diventando sempre più complesso, soprattutto per quanto riguarda l'ingegneria del software e dei sistemi. L'ingegneria dei sistemi basata su modelli (MBSE) è una metodologia che utilizza modelli per supportare l'intero ciclo di vita di un sistema. È una metodologia formalizzata che viene utilizzata per supportare i requisiti, la progettazione, l'analisi, la verifica, la validazione e l'ottimizzazione associati allo sviluppo di sistemi complessi. MBSE pone i modelli al centro della progettazione del sistema. Questo approccio sfrutta una struttura digitale per creare modelli e consentire la connettività durante l'intero ciclo di vita del prodotto.

L'MBSE è diventato un approccio fondamentale all'ingegneria dei sistemi, perché consente alle aziende di gestirne al meglio la crescente complessità. Sfruttando il digital twin completo e un approccio basato sul digital thread per la definizione del prodotto e l'ingegneria multidisciplinare, le aziende possono avviare e mantenere l'integrazione dalle prime fasi di ideazione e definizione del prodotto, fino alla verifica e alla validazione.

Con MBSE, è possibile definire in modo olistico gli scenari dei casi d'uso dei prodotti e collegare tutti i requisiti e le discipline ingegneristiche in un unico ambiente. Questa connettività consente a tutti gli stakeholder, compresi i fornitori, di accedere al digital twin multidisciplinare in tutte le discipline funzionali e lungo l'intero ciclo di vita del prodotto.

Progettare nuovi prodotti richiede l’individuazione rapida dei progetti destinati a fallire. L'intento di questa strategia è garantire che i team di sviluppo non sprechino tempo e risorse preziose su prodotti che non funzioneranno. Tuttavia, per implementare questa strategia, le aziende devono creare modelli che possano essere continuamente verificati durante tutto il processo di sviluppo, cosa possibile solo con un approccio MBSE.

Un approccio MBSE consente una verifica continua e l'ottimizzazione durante tutto il ciclo di sviluppo del prodotto per garantire che i prodotti siano costruiti correttamente e in conformità ai requisiti dei clienti, normativi, di sicurezza e sostenibilità.

Diversi settori possono trarre vantaggio dall'adozione di un approccio MBSE, tra cui quello aerospaziale e della difesa, automobilistico e delle attrezzature pesanti:

• Aerospaziale e difesa: I settori aerospaziale e della difesa sono i primi candidati per l'MBSE a causa della complessità intrinseca dei loro sistemi, dei severi requisiti di sicurezza e affidabilità, nonché della necessità di una tracciabilità rigorosa. L'MBSE consente a questi settori di gestire meglio la progettazione, lo sviluppo e l'integrazione di aeromobili, veicoli spaziali e sistemi di difesa avanzati, contribuendo a mitigare i rischi e a garantire prestazioni mission-critical.
• Automotive: L'industria automobilistica si affida sempre di più alla metodologia MBSE per tenere il passo con la crescente complessità dei veicoli di nuova generazione, che integrano elettronica, software e sistemi interconnessi più avanzati. MBSE fornisce alle case automobilistiche un approccio strutturato alla gestione della progettazione, della validazione e dell'evoluzione di questi sistemi complessi, portando in ultima analisi a migliorare la qualità, la sicurezza e il time-to-market dei prodotti.
• Attrezzature pesanti: Poiché le attrezzature pesanti diventano sempre più automatizzate e connesse, un approccio MBSE alla modellazione e alla simulazione dei comportamenti dei sistemi complessi è fondamentale per integrare tecnologie avanzate, come i controlli autonomi, la telematica e la manutenzione predittiva. Adottando l'approccio MBSE, i produttori di attrezzature pesanti possono rimanere all'avanguardia e fornire macchine innovative, affidabili ed efficienti che soddisfano le esigenze in continua evoluzione dei clienti.

L'MBSE è un potente abilitatore della trasformazione digitale, in quanto fornisce alle imprese un approccio strutturato e visivo alla progettazione, allo sviluppo e alla manutenzione dei sistemi complessi. L'MBSE elimina i silos, favorisce la collaborazione interfunzionale e supporta il processo decisionale basato sui dati: i pilastri di una trasformazione digitale di successo. L'MBSE aiuta le aziende a diventare agili e adattabili, consentendo loro di prototipare, iterare e distribuire rapidamente nuovi prodotti e servizi.

L’approccio MBSE può sembrare difficile da implementare perché le soluzioni coinvolte non sono state completamente allineate per soddisfare la necessità di integrazione continua tra team, processi e strumenti multidisciplinari. Allo stesso tempo, il raggiungimento dell'integrazione continua non è l'unica considerazione: anche la funzionalità e l'interoperabilità delle applicazioni sono fondamentali.

Inoltre, il passaggio a una mentalità basata su modelli richiede spesso un cambiamento culturale significativo, in quanto richiede collaborazione e allineamento interfunzionali. Il superamento di queste sfide richiede un approccio ben pianificato e graduale, supportato da una leadership forte, dalla gestione del cambiamento e dall'impegno a costruire le capacità organizzative necessarie.

L'aumento delle normative impone alle aziende di adottare un approccio più moderno allo sviluppo dei prodotti. Sfruttando un digital twin completo, che è il fulcro di un approccio MBSE, le aziende sono meglio attrezzate per gestire lo sviluppo di prodotti complessi. Ma come? Simulando e ottimizzando i sistemi prima della produzione fisica, MBSE riduce al minimo la necessità di rilavorazioni, riduce il consumo di materiali e garantisce fin dall'inizio prodotti più efficienti dal punto di vista energetico e rispettosi dell'ambiente.