Les véhicules et leurs possibilités techniques ne cessent de gagner en complexité. Auparavant, les ingénieurs de développement pouvaient développer des pièces automobiles indépendamment des autres dans des silos. Aujourd’hui, la proportion des logiciels est telle que tout est interconnecté, qu’il s’agisse d’un système d’infodivertissement, d’une climatisation, de la commande du moteur ou encore des freins. Il existe de nombreuses dépendances au sein du véhicule et avec des systèmes de back-end externes. Cette complexité exige de définir de nouvelles procédures de développement.
Compte tenu de la hausse de la proportion de logiciels et des dépendances complexes entre les différents systèmes de véhicules, il est nécessaire d’adapter les méthodes de développement de produits dans l’ingénierie automobile. Par ailleurs, le développement de fonctionnalités de conduite vitales pour la sécurité doit répondre à un nombre croissant d’exigences en matière de preuves et de certifications, comme celles prescrites dans les normes ISO 26262 (Functional Safety) et ISO 21434 (Cyber Security) par exemple. Le domaine de l’environnement est lui aussi soumis à de nouvelles normes telles que la WLTP, qui complexifient davantage encore les obligations de preuves et de documentation.
C’est pourquoi les ingénieurs s’appuient aujourd’hui sur une méthodologie en ingénierie système et des langages de modélisation pour développer des systèmes entièrement digitaux qui simulent et décrivent les fonctionnalités système et les dépendances avec d’autres systèmes. Ces systèmes digitaux permettent d’analyser suffisamment tôt le fonctionnement des différents éléments. Par ailleurs, il est également nécessaire d’utiliser de nouvelles applications interconnectées. L’application PLE classique, par exemple, n’est pas suffisamment performante à cet effet. Le développement axé sur les applications évolue en mode de pensée axé sur les données. Le concept de Web sémantique offre ici la solution idéale. Grâce à cette approche centrée sur les données, différents ingénieurs utilisent les mêmes données pour leurs tâches respectives et répercutent leurs modifications dans l’ensemble du système.
Un nombre croissant de fabricants automobiles utilisent aujourd’hui des logiciels pour créer des jumeaux numériques de leurs véhicules et composants. Cette version virtuelle contient des données relatives au développement, à l’utilisation ou à la maintenance. La phase de développement des véhicules profite tout particulièrement des avantages de ces « Digital Twins », car ces derniers permettent de tester des systèmes complexes sur des composants simulés virtuellement.
Jusqu’à présent, les éléments d’un véhicule ou les logiciels d’unité de contrôle étaient tout d’abord développés, puis soumis à des tests de conduite. Les résultats des tests étaient ensuite pris en compte à des fins d’amélioration. Ce processus dure des mois et les fabricants automobiles doivent répéter ces tests à plusieurs reprises jusqu’à l’obtention du résultat souhaité ou requis. Au contraire, les jumeaux numériques simulent les propriétés des composants du véhicule sous certaines situations de conduite et peuvent ainsi considérablement accélérer la phase de développement.
Selon l’International Society for Systems Engineering (INCOSE), le MBSE est l’application formalisée de la modélisation d’un système visant à soutenir les exigences du système, la conception, l’analyse, la vérification et la validation, et ce dès la phase de conception jusqu’aux phases ultérieures du cycle de vie en passant par l’ensemble du développement. Et la raison est évidente : compte tenu de la complexité et des interdépendances des systèmes, la modification d’une seule ligne de code peut avoir à elle seule un impact conséquent sur l’ensemble d’un système. Il est alors difficile de modéliser le développement ultérieur du système de façon pertinente.
Contrairement au développement basé sur les modèles avec CAD, PLM ou encore FEM par exemple, le MBSE décrit un système de manière pluridisciplinaire. Le modèle du système apporte généralement une aide précieuse dans le cadre de la collaboration et de la communication de toutes les disciplines impliquées dans le projet, et ce dès ses prémices. Il peut être utilisé par toutes les disciplines à différentes fins. Il s’agit essentiellement d’une architecture du système permettant de décrire le fonctionnement et le comportement d’un système mécatronique.
