モデルベース・システムズ・エンジニアリング (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は、システム・エンジニアリングに対する重要なアプローチとなり、組織はシステムの複雑化をより適切に管理できるようになりました。包括的なデジタルツインとデジタル・スレッド・アプローチを活用して製品定義とマルチドメインエンジニアリングを行うことで、企業は製品のコンセプトと定義の初期段階から製品の検証と妥当性確認に至るまで、統合を開始し、統合を維持することができます。

MBSEを使用すると、組織は製品のユースケース・シナリオを包括的に定義し、すべての製品要件とエンジニアリング分野を単一の環境に接続できます。この接続性により、マルチドメインデジタルツインは、サプライヤーを含むすべての関係者が、機能分野全体および製品ライフサイクル全体にわたってアクセスできるようになります。

できるだけ早く失敗することが、新製品を設計するための目標となっています。この戦略の意図は、開発チームが動作しない製品に貴重な時間とリソースを浪費しないようにすることです。しかし、この戦略を実装するには、企業は開発プロセス全体を通じ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アプローチでのみ可能です。

MBSEアプローチは、製品開発サイクル全体を通じて 継続的な検証 と最適化を可能にし、製品が正しく製造され、顧客、規制、安全性、持続可能性の要件に準拠していることを確認します。

MBSEアプローチの採用により、航空宇宙・防衛、自動車、重機など、いくつかの業界が恩恵を受けることができます。

• 航空宇宙・防衛: 航空宇宙・防衛分野は、システム固有の複雑さ、厳格な安全性と信頼性の要件、厳格なトレーサビリティの必要性から、MBSEの最有力候補です。MBSEは、これらのセクターが高度な航空機、宇宙船、防衛システムの設計、開発、統合をより適切に管理することを可能にし、リスクを軽減し、ミッションクリティカルなパフォーマンスを確保するのに役立ちます。
• 自動車:自動車業界は、より高度な電子機器、ソフトウェア、相互接続されたシステムを統合した次世代自動車の複雑化に対応するために、MBSEへの依存度を高めています。MBSEは、自動車メーカーにこれらの複雑なシステムの設計、検証、進化を管理するための構造化されたアプローチを提供し、最終的には製品の品質、安全性、市場投入期間の改善につながります。
• 重機: 重機の自動化と接続が進む中、自律制御、テレマティクス、予知保全などの高度な技術を統合するためには、複雑なシステム動作をモデル化およびシミュレーションするためのMBSEアプローチが不可欠です。MBSEを採用することで、重機メーカーは時代を先取りし、進化する顧客ニーズを満たす革新的で信頼性が高く効率的な機械を提供できます。

MBSEは、 デジタル・トランスフォーメーションの強力なイネーブラーであり、複雑なシステムの設計、開発、保守に対する構造化された視覚的なアプローチを組織に提供します。MBSEは、サイロ化を解消し、部門横断的なコラボレーションを促進し、デジタル・トランスフォーメーションを成功させるための柱であるデータドリブンな意思決定をサポートします。MBSEは、企業が俊敏性と適応性を高め、新しい製品やサービスを迅速にプロトタイプ化、反復、展開できるように支援します。

MBSEは、関連するソリューションが、学際的なチーム、プロセス、ツール間の継続的インテグレーションのニーズを満たすように完全に調整されていないため、実装が困難に見えるかもしれません。同時に、継続的インテグレーションを実現するだけでなく、アプリケーションの機能と相互運用性も重要です。

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調整が必要になるため、多くの場合、大幅な文化的な変化が必要になります。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、必要な組織能力の構築への取り組みに支えられた、綿密に計画された段階的なアプローチが必要です。

規制の強化により、企業はより最新の製品開発アプローチを採用する必要があります。MBSEアプローチの中核である包括的なデジタルツインを活用することで、企業は 複雑な製品開発をより適切に処理できるようになります。でもどうやって？MBSEは物理的な生産前にシステムをシミュレーションして最適化することで、やり直しの必要性を最小限に抑え、材料消費を削減し、製品のエネルギー効率を高め、環境に優しい製品を最初から実現します。