De complexiteit van voertuigen en hun technische mogelijkheden neemt toe. In het verleden konden ontwikkelingsingenieurs de auto-onderdelen voor een groot deel autonoom in silo's ontwikkelen. Vandaag de dag is door de grote hoeveelheid software alles met elkaar verbonden, of het nu gaat om het infotainmentsysteem, de airconditioning, de motorbediening of de remmen. In de auto en bij externe backend-systemen bestaan er veel afhankelijkheden. Deze complexiteit vereist nieuwe proceduremodellen bij de ontwikkeling.
Met de toename van de hoeveelheid software en de complexe afhankelijkheden tussen de verschillende voertuigsystemen moeten ook de methoden van productontwikkeling in de autotechniek worden aangepast. Bovendien moeten autofabrikanten bij de ontwikkeling van veiligheidskritische rijfuncties voldoen aan een groeiend scala aan controle- en goedkeuringsvereisten, zoals vastgelegd in normen als ISO 26262 (Functionele veiligheid) en ISO 21434 (Cyber Security). Maar ook op milieugebied brengen de nieuwere normen met zich mee dat de bewijsvoering en documentatie veel ingewikkelder wordt.
Daarom maken ingenieurs vandaag de dag gebruik van systems engineering methodologie en modelleringstalen om complete digitale systemen te ontwikkelen die systeemfuncties en afhankelijkheden met andere systemen simuleren en beschrijven. Aan de hand van deze digitale systemen kan in een vroeg stadium worden gecontroleerd of ze correct functioneren. Hiervoor is ook het gebruik nodig van nieuwe toepassingen die met elkaar geïntegreerd moeten worden. De traditionele PLM-toepassing volstaat bijvoorbeeld niet. Applicatiegerichte ontwikkeling evolueert naar datacentrisch denken. De sleutel daartoe is het concept van het semantisch web. Dankzij deze datacentrische aanpak werken verschillende ingenieurs met dezelfde gegevens voor hun eigen taken en verwerken ze hun wijzigingen weer in het totale systeem.
Steeds meer autofabrikanten gebruiken software om digital twins van hun voertuigen te maken. De gegevens van de ontwikkeling, de voertuigonderdelen of het latere gebruik van het voertuig worden opgenomen in het virtuele beeld. Met name de ontwikkeling van voertuigen is gebaat bij digital twins, omdat zo de ontwikkeling van complexe voertuigsystemen op digitaal gesimuleerde onderdelen kan worden getest.
Tot nu toe worden de voertuigonderdelen of de besturingssoftware eerst ontwikkeld en daarna pas getest tijdens testritten. Op basis van de testresultaten worden vervolgens verbeteringen aangebracht. Dit proces duurt maanden en autofabrikanten moeten deze tests meerdere malen herhalen tot de gewenste of vereiste rijeigenschappen zijn bereikt. Digital twins daarentegen simuleren de eigenschappen van voertuigonderdelen in bepaalde rijsituaties en kunnen daardoor de ontwikkeling aanzienlijk versnellen.
Volgens de International Council on Systems Engineering (INCOSE) is MBSE de geformaliseerde toepassing van het modelleren van een systeem ter ondersteuning van de systeemvereisten, het ontwerp, de analyse, de verificatie en de validatie, vanaf het conceptuele ontwerp tot en met de ontwikkeling en de latere levenscyclus. En daar is een goede reden voor: Want door de complexiteit en de onderlinge afhankelijkheid van systemen kan zelfs het veranderen van één enkele coderegel een enorme invloed op een heel systeem hebben. Daarom is het moeilijk om een zinvol beeld te schetsen van de verdere ontwikkeling van het systeem.
In tegenstelling tot modelgebaseerde ontwikkeling, bijvoorbeeld met CAD, PLM of FEM, beschrijft de MBSE een multidisciplinair systeem. Dit systeemmodel ondersteunt in principe al in een zeer vroeg stadium van het project de samenwerking en communicatie van alle bij het project betrokken disciplines. Dit systeemmodel kan voor verschillende doeleinden door alle disciplines worden gebruikt. Het gaat hier in wezen om de systeemarchitectuur voor het beschrijven van de werkwijze en het gedrag van een mechatronisch systeem.
