A complexidade dos veículos e suas possibilidades técnicas aumentam. Antigamente, os engenheiros de desenvolvimento podiam desenvolver peças de um automóvel em silos de forma independente. Hoje em dia, em razão da alta parcela de software, tudo está interligado, sejam sistemas de entretenimento informativo, ar condicionado, controle de motor ou freio. Há diversas dependências dentro de um veículo e com sistemas de backend externos. Essa complexidade exige novos modelos de procedimento ao longo do desenvolvimento.
Com o crescimento da porcentagem de software, bem como a dependência complexa entre os diversos sistemas de veículos, os métodos do desenvolvimento de produtos também devem adaptar-se na Automotive Engineering. Além disso, os fabricantes de automóveis devem atender, ao longo do desenvolvimento de funções de direção críticas para a segurança, uma série crescente de exigências de teste e requisitos de admissão, que são determinadas, por exemplo, pelas normas ISO 26262 (segurança funcional) e ISO 21434 (segurança cibernética). No entanto, também na área ambiental, as novas normas, como a WLTP, exigem uma complexidade significativamente mais alta de evidências e documentação.
Com esta finalidade, hoje os engenheiros desenvolvem, com o auxílio da metodologia deSystems Engineering e linguagens de modelação, sistemas digitais completos, que simulam e descrevem funções dos sistemas e dependências com outros sistemas. Com base nesses sistemas digitais, é possível verificar antecipadamente se podem funcionar de modo correto. Isso exige também o uso de novas aplicações, que devem ser integradas entre si. A aplicação PLM tradicional, por exemplo, fica abaixo das expectativas. O desenvolvimento centrado na aplicação transforma-se em uma mentalidade centrada em dados. A chave para isso é o conceito de Semantic Web. Devido a essa abordagem centrada em dados, diversos engenheiros recorrem, para suas tarefas cotidianas, a esses dados e refletem suas mudanças novamente no sistema global.
Cada vez mais fabricantes de automóveis constroem seus veículos com o auxílio de software de gêmeos digitais. Os dados fluem para a imagem virtual a partir do desenvolvimento, dos componentes do veículo ou da utilização posterior do veículo. 5O desenvolvimento do veículo beneficia-se, especialmente, dos gêmeos digitais, uma vez que viabilizam o teste de desenvolvimento de sistemas complexos do veículo em componentes simulados de forma digital.
Até o momento, as peças dos veículos ou os softwares de dispositivos de controle são desenvolvidos em um primeiro passo e, em seguida, avaliados em testes de direção. Como consequência, eles são aprimorados com base nos testes realizados. Esse processo leva meses, e os fabricantes de automóveis devem repetir esses testes diversas vezes até que as características desejadas ou necessárias da direção sejam alcançadas. Em contrapartida, os gêmeos digitais simulam as características dos componentes do veículo em determinadas situações da direção e podem acelerar, significativamente, o desenvolvimento.
Segundo a Sociedade Internacional de Engenharia de Sistemas (INCOSE), a MBSE é a aplicação formalizada da modelação de um sistema para suporte das exigências dos sistemas, projetos, análise, verificação e validação, que tem início com a fase de concepção, passando por todo o desenvolvimento e chegando, posteriormente, à fase do ciclo de vida. E por um bom motivo: Em razão da complexidade e da interdependência de sistemas, a alteração em uma linha de código, já nos dias de hoje, gerar um impacto enorme em um sistema global. Isso torna difícil representar o desenvolvimento posterior do sistema em um modelo de forma útil.
Diferentemente do desenvolvimento baseado em modelo, por exemplo, com CAD, PLM ou FEM, o MBSE descreve um sistema interdisciplinar. Dessa forma, o modelo do sistema apoia, fundamentalmente, a colaboração e a comunicação de todas as disciplinas representadas no projeto; e isso é feito na etapa inicial do projeto. É possível usar o modelo de sistema de todas as disciplinas e para diferentes objetivos. Fundamentalmente, trata-se da arquitetura do sistema para a descrição do funcionamento e do comportamento de um sistema mecatrônico.
