モデルベースのシステム エンジニアリング (MBSE) の 3 つのメリット
多くの企業にとって、組み込みソフトウェアはイノベーションを生み出すための重要な要素となっています。組み込みソフトウェアを使用することで、製品がさらにインテリジェントになり、それぞれの顧客に合わせてパーソナライズされた体験を創出することもできるようになります。また、組み込みソフトウェアはモノのインターネット (IoT) 技術を具現化するための重要な要素でもあり、接続機能を持つスマート デバイスへの道を開きます。
このことは非常に魅力的ですが、その一方で新たなレベルの複雑性も生まれ、これまで以上に製品開発の難しさが増しています。メカニカルコンポーネント、電子機器、ソフトウェアの複雑なシステムを、シームレスに連動させる必要があります。この複雑性に適切に対処するためには、高度なシステム エンジニアリング手法が必要になります。システム エンジニアリングのプロセスを重視しないと、ビジネスに悪影響が生じる危険性があります。Tech-Clarity と PTC が共同で実施した調査『Developing Software-Intensive Products: Addressing the Innovation Complexity Conundrum』では、組み込みソフトウェアを使った製品開発業務について企業に質問しました。図 1 には、企業が経験したビジネスへの悪影響がまとめられています。
図 1: 組み込みソフトウェアを使用する製品の開発がビジネスに与えるマイナスの影響
システムが複雑になると、間違いが生じる場所が多くなります。たとえばコンポーネントとアセット間の相互依存性に対処するためには、変更の影響を詳細に把握し、関連するすべての要素を適切に更新する必要があります。1 つでも見落としがあればシステム内で互換性が失われ、品質の問題が生じます。検出されていない問題や修正されていない問題があると、ブランドの評判に傷がつき、以降の収益機会にも悪影響が及びます。問題の検出と修正には時間がかかるため、市場投入までの期間が延びることもあります。複雑なシステムには、新たな欠陥を生じさせずに問題を修正することが非常に難しいという側面もあります。こうした点が業務や設計のやり直しにつながり、さらに時間とコストを増大させることとなります。コストが増大するのは、潜在的なスクラップと、新たなイノベーションを生み出すための業務ではなく、問題の修正作業によって開発時間が延びることが原因です。また、問題を修正するために開発チームが新製品の開発業務を中断するとなると、効率性が落ちます。
しかし、幸いなことに、高度なシステム エンジニアリング手法の導入に集中的に取り組めば、メーカーはこうしたビジネスへのマイナスの影響を回避することができます。そのような効果的な手法を支援し、実施していくうえでは、テクノロジが非常に重要な役目を担います。複雑性に対処していくためには、テクノロジを活用するのが非常に有効です。Tech-Clarity はこの点を念頭に置き、企業がニーズに合った最適なソリューションを選ぶためのガイドとして、『Systems Engineering Buyers Guide: The Expert Guide to Systems Engineering Solutions』を作成しました。
システム エンジニアリング プロセスを改善する 1 つの方法は、モデルベースのシステム エンジニアリング (MBSE) です。MBSE では、モデルを使ってシステムを定義します。MBSE にはさまざまなメリットがありますが、特に次の 3 つが重要です。
- 複雑性に対処できる
- 再利用を促進できる
- 製品ラインを管理できる
複雑性は多くの場合、システム エンジニアリングの問題の根本原因となります。システムの視覚表現を活用することで、システム内の複数の部品間の関係性を確認し、管理しやすくなります。このビジュアル リファレンスによって、システム全体を設計、分析、検証、確認しやすくなります。このモデルが複数のエンジニアリング部門全体での共通参照となるため、開発プロセスにおけるチーム間のコミュニケーションとコラボレーションが円滑になります。コミュニケーションが改善されれば、効率性が高まって市場投入までの期間も短縮されます。モデルによってシステム内の相互依存性を簡単に視覚化できるようになるため、特に変更を加える際にエラーや品質の問題が発生するリスクも減ります。
Tech-Clarity の調査では、42 % のメーカーが、システム エンジニアリングにおける特に大きな課題は設計の再利用だと回答しています。再利用は設計、開発、テストに要する時間を減らせるため重要です。さらに、実証済み、検証済みのコンポーネントやサブシステム、デジタル アセットを再利用することで、エラーが生じるリスクも低減できます。問題は、システムの複雑性と相互依存性によって、再利用できる対象の特定が非常に難しくなるという点です。MBSE なら、モジュール型の手法でシステム開発を進めることができます。モジュール型の手法では、システムが小さな「セクション」に分割されます。この小さなセクションは、ほかのシステムでの再利用が非常に簡単です。また、設計プロセ プロセスが進んでいくと、小さなセクションを簡単に分離し、個別に検証して早い段階でエラーを捕捉できるようになります。
製品ラインには共通の基本機能グループと、さまざまなバリエーションを作成するための変更可能なオプションがあります。Tech-Clarity の調査からは、企業が組み込みソフトウェアを使用する大きな理由の 1 つは、プラットフォーム設計の実現であることがわかっています。しかし 49 % の企業が、プラットフォームのバリエーションの設計が最大の課題であると回答しています。MBSE を活用すれば、再利用可能な複数のコンポーネントを簡単に組み立て、バリエーションごとに個別のモデルを作成することができます。
Tech-Clarity の『Systems Engineering Buyers Guide: The Expert Guide to Systems Engineering Solutions』では、MBSE などのシステム エンジニアリングに対応するためのソフトウェア要件について概説しています。このガイドでは、MBSE に対応するための要件など、システム エンジニアリングの改善に適したソリューションを選ぶためのチェックリストを参照できます。ぜひダウンロードしてみてください。