MBSE: システム・エンジニアリングの未来

非常に多くの製品にソフトウェアが使用されるにつれて、製品開発はますます複雑になっています。特にソフトウェアとシステム・エンジニアリングの分野ではなおさらです。モデルベース・システム・エンジニアリング (MBSE) は、モデルを使用してシステムのライフサイクル全体をサポートする手法です。複雑なシステム開発における要件定義、設計、解析、検証、妥当性確認、および最適化をサポートする体系的な手法であり、モデルを中心にシステム設計を進めます。MBSEアプローチは、デジタル・バックボーンを活用してモデルを作成し、製品ライフサイクル全体をつなげます。

MBSEは、組織がシステムの複雑さに適切に対処できるようにする重要なシステム・エンジニアリング・アプローチです。製品定義とマルチドメイン・エンジニアリングに包括的なデジタルツインとデジタル・スレッドを用いることで、企業は製品の構想と定義の初期段階から製品の検証と妥当性確認にいたるるまで統合を維持することができます。

MBSEにより、製品のユースケース・シナリオを全体的な視点で定義し、すべての製品要件とエンジニアリング領域を単一の環境でつなげることができます。この接続性により、サプライヤーを含むすべての関係者が、部門の境界を超えて、製品ライフサイクル全体にわたって、マルチドメインのデジタルツインにアクセスできるようになります。

失敗はできるだけ早い段階にしておくこと。これが新製品設計を成功させる鍵です。つまり、欠陥のある製品に開発チームが貴重な時間とリソースを奪われないようにするためです。ただし、これを実現するには、開発プロセス全体を通して継続的に検証できるモデルを作成する必要がありますが、これはMBSEアプローチでしか実現できません。

MBSEアプローチは、製品開発サイクル全体にわたる継続的な検証と最適化を可能にし、製品が正しく構築され、顧客、規制、安全性、持続可能性の要件に準拠しているかどうかを絶えず確認します。

MBSEアプローチを採用することで恩恵を受けるのは、航空宇宙・防衛業界、自動車業界、重機業界などいくつもあります。

• 航空宇宙・防衛: システムが複雑化し、安全要件や信頼性要件、トレーサビリティ要件が厳格化する航空宇宙・防衛業界は、MBSEを採用すべき分野として有力な候補です。MBSEは、航空宇宙・防衛業界が高度な航空機、宇宙船、防衛システムの設計、開発、統合をより適切に管理できるようにし、リスクの軽減とミッションクリティカルなパフォーマンスの達成に役立ちます。
• 自動車: 自動車業界は、ますます多くの高度な電子機器やソフトウェア、相互接続システムの統合が進む次世代車両の複雑化に対応するために、MBSEへの依存を高めています。MBSEは、このように複雑なシステムの設計、検証、進化に対処する体系的なアプローチを自動車メーカーに提供し、最終的に製品品質や安全性の向上、市場投入期間の短縮につなげます。
• 重機: 重機の自動化とコネクテッド化が進むなか、複雑なシステム挙動をモデル化してシミュレーションするMBSEアプローチは、自動制御やテレマティクス、予知保全といった高度なテクノロジーを統合するのに不可欠です。MBSEを採用することで、重機メーカーは他社の先を行き、進化する顧客ニーズを満たす革新的で信頼性の高い、効率的な機械を開発することができます。

MBSEは、デジタル・トランスフォーメーションを実現する強力な手法として、組織が体系的かつ視覚的なアプローチで複雑なシステムを設計、開発、保全できるようにサポートします。MBSEは、デジタル・トランスフォーメーションの成功に不可欠な3つの柱である「サイロ化の解消」、「部門間コラボレーションの促進」、「データ主導の意思決定」をサポートします。企業の俊敏性と適応性を高め、新製品やサービスの迅速なプロトタイピング、改良、納入を後押しします。

MBSEの実現は難しいように見えるかもしれません。現状では、関連する複数のチームやプロセス、ツールが継続して統合されていないからです。継続的に統合するだけではなく、アプリケーションの機能性や相互運用性も考慮しなければなりません。

さらに、モデルベースの考え方に移行するには、部門間のコラボレーションと連携が必要になるため、組織文化の大幅な変革も必要になります。これらの課題を克服するには、強力なリーダーシップ、変更管理能力、必要な組織体制づくりへの取り組みに支えられた、綿密な計画と段階的アプローチが必要です。

規制の強化により、企業は最新の製品開発アプローチを採用することが求められています。MBSEアプローチの要とも言える包括的なデジタルツインを活用することで、企業は複雑な製品開発に対処できるようになります。具体的なプロセスとして、MBSEは、実際に生産を開始する前にシステムのシミュレーションと最適化を可能にすることで、やり直しの必要性を最小限に抑え、材料の消費量を削減し、最初からエネルギー効率の高い、環境に優しい製品を実現します。