Duas abordagens de projeto – o projeto MBSE prevalecerá? – Blog Zuken

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Explorando os benefícios do design MBSE

Os produtos estão aumentando em complexidade a uma taxa surpreendente. Os smartphones são apenas um exemplo: os dispositivos de hoje combinam a funcionalidade dos telefones, câmeras, calculadoras e pagers de ontem e colocam aplicativos de desktop e navegadores de Internet nas palmas das nossas mãos. O avanço da eletrificação, a miniaturização em massa e a digitalização orientada a IoT estão tornando uma vasta gama de dispositivos mais inteligentes e menores.

Para lidar com essas mudanças, os fabricantes devem transformar a maneira como desenvolvem sistemas complexos. Esta postagem compara e contrasta as abordagens tradicionais e modernas para desenvolver e verificar produtos.

A abordagem tradicional: design, construção, teste

A abordagem de design tradicional segue um processo semelhante a este:

  1. Os arquitetos e engenheiros de sistema pegam requisitos de produto de alto nível e os distribuem entre as equipes.
  2. Cada equipe inicia seu trabalho de design, documentando requisitos e sub-requisitos e seus planos de desenvolvimento.
  3. Se é provável que o trabalho de uma equipe tenha impacto sobre o de outra, pode haver alguma perda de comunicação entre eles. Em geral, porém, as equipes trabalham separadamente. Eles executam cálculos abstratos e rápidos e os capturam em planilhas personalizadas.

Com essa abordagem desconexa, todos mantêm a cabeça baixa e continuam com o trabalho. Quando cada equipe está pronta, eles passam para as fases de prototipagem e teste.

No papel, pode parecer uma maneira viável de trabalhar e, quando o produto final é simples, pode até ser. Mas, na prática, processos de design inconsistentes criam problemas, especialmente com produtos complexos. Por exemplo, uma equipe pode apresentar uma maneira inovadora de trabalhar dentro das restrições de seus requisitos. Outra equipe pode ajustar seus requisitos para produzir uma solução elegante. Outras equipes podem recuar em seus requisitos e solicitar mudanças significativas porque acreditam que os requisitos são inviáveis.

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Problemas aguardam

Graças à diversidade dessas abordagens, os designs das equipes divergem. Isso cria problemas que se manifestarão posteriormente no ciclo de vida de desenvolvimento do produto, quando os designs de diferentes equipes devem ser reunidos. De fato, sem uma maneira estabelecida e robusta de conduzir cálculos em planilhas, os resultados de cada equipe poderiam ser drasticamente errados. Quando isso acontece, os projetos de baixo desempenho podem passar direto para a fase de teste. Simplificando, como não há comunicação entre as equipes, suas abordagens são opacas e inconsistentes, e os problemas aparecem.

Nos estágios de prototipagem e teste, esses problemas se tornam evidentes. O design proposto é amalgamado pelas equipes de teste e design para criar um protótipo, que tem problemas – talvez milhares deles. Quando testado em relação aos requisitos originais, o protótipo falha. As equipes de design voltam à prancheta, alteram o design e criam outro protótipo com despesas consideráveis. Apenas para falhar novamente durante o teste. Então, outro protótipo é criado, e outro, com cada iteração precisando de mais trabalho e falhando nos testes. O projeto incorre em atrasos significativos e os custos aumentam.

A abordagem moderna: modelar, analisar, construir

A abordagem moderna é bastante diferente da abordagem tradicional. Colaboração, visibilidade e consistência estão em seu núcleo. Engenheiros de sistemas, arquitetos e líderes de equipes de design trabalham juntos para criar um modelo digital de todo o sistema. O modelo incorpora todos os requisitos de sistema, funções, arquiteturas lógicas e arquiteturas físicas, permitindo que equipes individuais trabalhem em suas áreas de especialização.

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Essa abordagem, a engenharia de sistemas baseada em modelo (MBSE), é altamente dinâmica. As alterações no modelo podem ser feitas de hora em hora e compartilhadas com a equipe de design afetada. A única fonte de verdade central do sistema governa essas mudanças, garantindo atividades coordenadas entre os departamentos de engenharia e design. Conforme as equipes avançam para o estágio de design detalhado, elas têm a liberdade de implementar seus designs dentro do envelope de design definido. Mas, se a implementação violar o envelope, a integridade do modelo deve ser considerada. A engenharia de sistemas considerará uma solução para a violação no contexto de todo o modelo do sistema. Algo tão simples como uma nova alocação de peso de vários quilos poderia resolver a violação. Essa abordagem garante a preservação da integridade do modelo.

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Essa abordagem moderna também é altamente iterativa, permitindo que as equipes executem uma variedade de simulações e análises para testar seu projeto e o impacto de quaisquer variações fora do envelope de projeto atribuído. Portanto, as equipes terão insights sobre a viabilidade de seu design no contexto dos requisitos do projeto. As equipes de projeto aplicam o projeto MBSE a cada projeto de subsistema, dando às equipes confiança em seu trabalho individual, garantindo que o sistema geral funcione conforme o esperado e atenda aos requisitos.

Além do portão

Conforme o modelo do sistema passa pelos estágios de design, prototipagem e teste, ele deve passar por várias portas de verificação para garantir a consistência do modelo. Como a simulação e a análise permitem que as equipes testem e verifiquem seus projetos no mundo virtual, quando eles passam para o domínio físico, não há surpresas desagradáveis. Simulação e análise ajudam a descobrir e resolver problemas. A linha digital comum em execução no processo de design MBSE fornece comunicação e visibilidade muito necessárias para as equipes de design e engenharia. À medida que o projeto atinge os testes físicos e a prototipagem, é alta a confiança de que cada subsistema e, por sua vez, todo o sistema terá o desempenho esperado. Em outras palavras, a consistência e a colaboração dessa abordagem moderna fornecem às organizações uma maneira de agilizar seus processos de desenvolvimento de produtos.

Resumo

  • Os produtos inteligentes de hoje são cada vez mais complexos. Mudanças no processo de desenvolvimento são obrigatórias para gerenciar essa complexidade e manter os projetos em execução dentro do prazo e do orçamento.
  • A abordagem tradicional é bastante isolada – equipes diferentes trabalham em requisitos diferentes. Não há consistência ou visibilidade entre as equipes, e cada equipe pode adotar uma abordagem diferente para lidar com seus requisitos. Vários protótipos são necessários porque os problemas se tornam aparentes apenas durante os estágios de teste físico, quando tudo se junta pela primeira vez – uma abordagem demorada e cara.
  • A abordagem de design moderno MBSE usa simulação e modelagem para analisar e construir um produto no mundo virtual. Essa forma altamente iterativa de trabalho permite que as equipes de design identifiquem problemas e lidem com eles no início do ciclo de vida de desenvolvimento. Além disso, as equipes não são isoladas – todas trabalham com o mesmo segmento digital, o que promove a consistência entre as equipes. Como resultado, o protótipo do produto passa a maior parte dos testes na primeira passagem, agilizando o processo de desenvolvimento e reduzindo custos.
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