Model Based Systems Engineering: caratteristiche, vantaggi e applicazioni

L’innovazione che un prodotto industriale è in grado di portare all’interno di un mercato dipende alle sue caratteristiche: dall’elettronica alla meccanica, passando per software informatici, attualmente i costruttori hanno la necessità di adattarsi agli standard del settore. Complessità, sicurezza e prestazioni sono solamente alcune delle caratteristiche che gli addetti ai lavori hanno necessità di soddisfare.

Per un efficace trattamento della complessità di prodotto, è recentemente nato il modello MBSE, Model-Based System Engineering, necessario per una sua semplificazione e per garantire un elevato standard in termini di qualità e sicurezza.

Model Based Systems Engineering – cos’è e caratteristiche

Il Model Based System Engineering è un approccio collaborativo orientato alla gestione dei requisiti, alla progettazione, all’analisi, alla verifica e alla validazione nei processi di progettazione e sviluppo di sistemi complessi. Contrariamente a quanto avviene con l’industria tradizionale, il MBSE ha il focus principalmente sulla creazione e l’utilizzo di modelli di dominio, come mezzo principale per la progettazione. 

Metodologia già affermata in alcuni campi, da quello aerospaziale fino ad arrivare a quello della mobilità, pian piano sta iniziando a farsi spazio anche negli ambienti dell’high tech, della costruzione di impianti, cosi come quello dei macchinari industriali. 

L’ingegneria dei sistemi Model-Based Systems Engineering, si basa su 3 parti fondamentali:

• Linguaggio
• Strumento
• Metodologia

Infatti, il MBSE trova il suo spazio principalmente nel supporto delle fasi di progettazione e sviluppo, dunque andando ad assistere anche chi non ha una particolare conoscenza di stampo tecnico. Altre peculiarità della metodologia MBSE che permettono un’ottima combinazione di varie tecniche implementate all’interno del prodotto finale sono: 

• Utilizzo di un Database multiutente: soluzione aziendale che concede, ai tecnici ed ingegneri coinvolti, di poter operare nello stesso momento su più progetti senza la necessità di dover richiedere specifici file di altri progetti o di mandare delle richieste.
• Possibilità di avere delle simulazioni visive: il prodotto viene simulato e cosimulato durante le fasi iniziali del suo ciclo di vita per la rilevazione, ed eventuale correzione, di errori. 
• Possibilità di avere una revisione automatizzata dei progetti: Il progetto può essere correttamente convalidato nella sua fase iniziale tramite l’ausilio di revisioni automatizzate. 
• Gestione degli asset: L’ingegneria dei sistemi MBSE permette la progettazione modulare di sistemi, basata su asset, per sistemi di sistemi.

Model Based Systems Engineering vs processi tradizionali

Se i canoni industriali tradizionali operavano basandosi principalmente sui documenti, ora di fronte a sistemi alquanto complessi e con l’evoluzione dell’industria 4.0, vi è la necessità di andare a sviscerare un sistema generale in tutti i suoi sottosistemi. Il nuovo approccio ottenuto grazie ad MBSE, permette di andare a porre i modelli di architettura al centro della progettazione di sistema. Come naturale conseguenza dell’adozione di vari sistemi digitali, ingegneri, tecnici e professionisti hanno optato per una soluzione innovativa che fosse proprio orientata al Model Based Systems Engineering. 

Alcuni dei vantaggi che favoriscono l’ingegneria dei sistemi MBSE rispetto all’ausilio di canoni tradizionali sono i seguenti: 

• Coordinamento team e sviluppo prodotto: l’MBSE aiuta il processo di gestione andando a fornire un modo all’avanguardia per acquisire informazioni riguardo a tutte le discipline coinvolte nella costruzione del prodotto, condividendo i dati col resto dei progettisti.

• Maggiore ritorno sull’investimento: il Model Based Systems Engineering permette non solo di acquisire le informazioni in modo tale che siano tracciabili ma anche per verificare il funzionamento di tutti i modelli. 

• Diminuzione dei rischi in fase di sviluppo: impostando correttamente il progetto, vi é la possibilità di eseguire varie analisi sul sistema già nelle prime fasi di progettazione, inviduando tutte le soluzioni necessarie.

Ingegneria dei sistemi – vantaggi

L’Ingegneria dei sistemi è quella branca dell’ingegneria definita come l’approccio multidisciplinare tra sistemi di natura diversa che concorrono ad una corretta realizzazione di un sistema unico. Per questa sua importante peculiarità, l’utilizzo di un approccio basato su questo tipo di ingegneria può portare a vari benefici, tra i quali:

• Progettazione di sistemi efficienti: i vari attori coinvolti si avvalgono non solo di strumenti tecnici per raggiungere questo fine, ma anche di leadership e coordinamento delle varie discipline.

• Focus sui bisogni del cliente: in prima analisi i progettisti pongono particolare attenzione sul cliente, cosi come sulla documentazione necessaria, per poi procedere con la validazione dell’intero sistema. 

• Considerazione del lato business e lato tecnico: la soluzione proposta dagli ingegneri deve rispettare tutte le richieste del cliente da un lato, mentre dall’altro deve anche avere una sua corretta applicazione del mondo reale. 

Ingegneria dei sistemi – applicazioni in industria 4.0

Grazie all’ausilio che l’ingegneria dei sistemi apporta nella creazione di un prodotto industriale, sono diverse le applicazioni che si trovano nell’industria 4.0.

Un primo esempio è dato dall’industria dell’automotive. Infatti, come naturale conseguenza della transizione da motore endotermico ed elettrico, l’ingegneria dei sistemi interviene su tutte le parti riguardanti i sistemi di bordo, la connettività e la sicurezza. 

Questo tipo di ingegneria, inoltre, trova applicazione anche nel campo aerospaziale: ad esempio quando si parla di sistemi propulsivi, per quanto riguarda l’implementazione di una strategia di sviluppo prodotto, dalle fasi iniziali fino alla fase di testing del prodotto stesso. 

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