La complejidad de los vehículos y sus posibilidades técnicas van en aumento. En el pasado, los ingenieros de desarrollo podían desarrollar en silos partes de un automóvil, en gran medida independientemente unas de otras. En la actualidad, debido a la elevada participación del software, todo está relacionado con todo, ya sea el sistema de infoentretenimiento, el aire acondicionado, el control del motor o los frenos. Existen numerosas dependencias dentro del propio automóvil y con sistemas externos de back-end. Esta complejidad exige unos nuevos modelos de procesos para su desarrollo.
Con el aumento de la participación del software y las complejas dependencias entre los diferentes sistemas de los vehículos, también es necesario adaptar los métodos para desarrollar productos en la ingeniería automotriz. Además, al desarrollar funciones de conducción críticas para la seguridad, los fabricantes de automóviles deben cumplir cada vez mayores exigencias de documentación y homologación como, por ejemplo, las especificadas en las normas ISO 26262 (seguridad funcional) e ISO 21434 (ciberseguridad). Sin embargo, las normas más novedosas —como la WLTP— también complican notablemente las pruebas y la documentación en materia medioambiental.
Esa es la razón por la que los ingenieros utilizan hoy en día la metodología de la ingeniería de sistemas y los lenguajes de modelado para desarrollar sistemas digitales completos capaces de simular y describir funciones y dependencias del sistema con otros sistemas. Tomando como base estos sistemas digitales, es posible comprobar en una fase temprana si funcionan correctamente. Ello requiere también el uso de nuevas aplicaciones que se tienen que integrar entre sí. Por ejemplo, la aplicación PLM clásica se queda corta en este aspecto. El desarrollo basado en aplicaciones está cambiando a un concepto basado en datos. La clave de ello está en el concepto de la web semántica. Gracias a este enfoque basado en datos, diferentes ingenieros acceden a los mismos datos para sus respectivas tareas y retroalimentan sus cambios en el sistema general.
Cada vez más fabricantes de automóviles utilizan software para crear gemelos digitales para sus vehículos. Los datos del desarrollo, los componentes del vehículo o el uso posterior del vehículo confluyen en la imagen virtual. El desarrollo de vehículos se beneficia sobre todo de los gemelos digitales, ya que permiten probar el desarrollo de los sistemas de vehículos complejos en componentes simulados digitalmente.
Hasta el momento, se desarrollan en primer lugar las partes del vehículo o el software de la unidad de control y luego se ensayan en pruebas de conducción. A continuación, los resultados de las pruebas se incorporan a las mejoras. Este proceso tarda meses y los fabricantes de automóviles tienen que repetir estas pruebas varias veces hasta lograr las características de conducción deseadas o exigidas. Por otro lado, los gemelos digitales simulan las características de los componentes del vehículo en determinadas situaciones de conducción y, por tanto, pueden acelerar considerablemente el desarrollo.
Según el Consejo Internacional en Ingeniería de Sistemas (INCOSE), la MBSE es la aplicación formalizada del modelado de un sistema para dar respuesta a las exigencias, el diseño, el análisis, la verificación y la validación del sistema, desde la fase del diseño conceptual, durante todo el desarrollo y hasta las fases posteriores del ciclo de vida. Y por una buena razón: porque, debido a la complejidad y las dependencias mutuas de los sistemas, modificar una línea de código puede influir enormemente en un sistema en general, incluso hoy en día. Ello complica la representación del desarrollo posterior del sistema de manera significativa en un modelo.
A diferencia del desarrollo basado en modelos, por ejemplo, con CAD, PLM o FEM, la MBSE describe un sistema en todas las disciplinas. El modelo del sistema respalda básicamente la cooperación y la comunicación de todas las disciplinas representadas en el proyecto, todo ello en una fase muy temprana del proyecto. El modelo del sistema puede ser aprovechado por todas las disciplinas para diferentes fines. En esencia, se trata de la arquitectura del sistema para describir el modo de operación y el comportamiento de un sistema mecatrónico.
