MBSE: Il futuro dell'ingegneria dei sistemi

Con la diffusione del software in molti prodotti, lo sviluppo dei prodotti 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.

MBSE è diventato un approccio critico all'ingegneria dei sistemi, consentendo alle organizzazioni di gestire meglio la crescente complessità dei sistemi. Sfruttando il digital twin completo e un approccio digital thread alla definizione del prodotto e all'ingegneria multidominio, le aziende possono iniziare l'integrazione e rimanere integrate dalle prime fasi dell'ideazione e della definizione del prodotto, fino alla verifica e alla convalida del prodotto.

Con MBSE, le organizzazioni possono definire in modo olistico scenari di casi d'uso dei prodotti e collegare tutti i requisiti dei prodotti e le discipline ingegneristiche in un unico ambiente. Questa connettività consente al digital twin multi-dominio di essere accessibile a tutte le parti interessate, compresi i fornitori, in tutte le discipline funzionali e nell'intero ciclo di vita del prodotto.

Fallire il più velocemente possibile è diventato l'obiettivo per la progettazione di nuovi prodotti. L'intenzione 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 la verifica e l'ottimizzazione continue durante l'intero ciclo di sviluppo del prodotto per garantire che i prodotti siano costruiti correttamente e in conformità con i requisiti del cliente, normativi, di sicurezza e sostenibilità.

Diversi settori possono trarre vantaggio dall'adozione di un approccio MBSE, tra cui l'aerospaziale e la difesa, l'automotive e le attrezzature pesanti:

• Aerospaziale e Difesa: I settori aerospaziale e della difesa sono i principali candidati per MBSE a causa della complessità intrinseca dei loro sistemi, dei severi requisiti di sicurezza e affidabilità, nonché della necessità di una rigorosa tracciabilità. MBSE consente a questi settori di gestire meglio la progettazione, lo sviluppo e l'integrazione di velivoli, veicoli spaziali e sistemi di difesa avanzati, contribuendo a mitigare i rischi e garantire prestazioni mission-critical.
• Settore automobilistico: L'industria automobilistica si affida sempre più a 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 convalida e dell'evoluzione di questi sistemi complessi, che in ultima analisi porta a un miglioramento della qualità del prodotto, della sicurezza e del time-to-market.
• Attrezzature pesanti: Poiché le attrezzature pesanti diventano sempre più automatizzate e connesse, un approccio MBSE alla modellazione e alla simulazione di comportamenti di sistemi complessi è fondamentale per l'integrazione di tecnologie avanzate, come i controlli autonomi, la telematica e la manutenzione predittiva. Adottando MBSE, i produttori di attrezzature pesanti possono stare al passo con i tempi e fornire macchine innovative, affidabili ed efficienti che soddisfano le esigenze in continua evoluzione dei clienti.

MBSE è un potente abilitatore della trasformazione digitale, fornendo alle organizzazioni un approccio strutturato e visivo alla progettazione, allo sviluppo e alla manutenzione di sistemi complessi. MBSE abbatte i silos, promuove la collaborazione interfunzionale e supporta il processo decisionale basato sui dati: i pilastri di una trasformazione digitale di successo. MBSE aiuta le aziende a diventare agili e adattabili, consentendo loro di prototipare, iterare e implementare rapidamente nuovi prodotti e servizi.

L'MBSE può sembrare difficile da implementare perché le soluzioni coinvolte non sono state completamente allineate per soddisfare la necessità di un'integrazione continua tra team, processi e strumenti multidisciplinari. Allo stesso tempo, il raggiungimento di un'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 graduale e ben pianificato, supportato da una forte leadership, 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 cuore 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 materiale e garantisce che i prodotti siano più efficienti dal punto di vista energetico e rispettosi dell'ambiente fin dall'inizio.