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Ingegneria Elettronica / Progettazione – Il costo della complessità e il valore della varietà

Dalla rivista:
Elettronica Oggi

 
Pubblicato il 11 marzo 2013

Autore: Martin O’Brien, general manager della Divisione Integrated Electrical Systems Design di Mentor Graphics

La concorrenza a basso costo proveniente dai mercati emergenti può spesso trarre un vantaggio competitivo dal fatto di non possedere soluzioni consolidate ereditate dal passato, che tendono a ostacolare l’adozione di nuovi strumenti e/o processi. Una simile condizione di “tabula rasa” è infatti in grado di agevolare la realizzazione di compressioni dei cicli di sviluppo e di incrementi del rapporto costo/qualità dei prodotti.

Inoltre, se al proprio interno i costruttori di automobili sono chiamati a una indispensabile evoluzione sugli aspetti legati ai processi produttivi e alle modalità organizzative, sul fronte esterno essi devono fronteggiare una nuova generazione di consumatori, ossessionati dalla possibilità di scelta ed esperti nell’arte della valutazione comparativa tra soluzioni concorrenti.

Nonostante i consumatori pretendano opportunità pressoché illimitate di personalizzazione del proprio veicolo mediante la selezione di elementi opzionali, i corrispondenti aumenti di prezzo per tali opzioni si vanno rapidamente assottigliando. La necessità di soddisfare questo insaziabile appetito per la possibilità di scelta è infine affiancato dai numerosi vincoli regolamentari e dalle varianti di modello che si rendono comunque necessarie nel momento in cui i produttori tentano di affrontare in modo più efficiente numerosi mercati con modelli di auto “globali”.

La personalizzazione spinta delle configurazioni tende a creare veicoli sempre più vicini a esemplari unici, con importanti ricadute non solo per quanto riguarda le operazioni di progettazione e di produzione, ma anche relativamente alla disponibilità di dati per la manutenzione e l’assistenza, che devono essere resi disponibili in modo specifico per il singolo veicolo. Il settore automobilistico è dunque alle prese con una esplosione della complessità delle configurazioni e con i costi ad essa associati, relativi anche ad aspetti quali la scala di produzione, l’obsolescenza, la validazione e la documentazione dei prodotti.

Il conflitto esistente tra il valore della varietà e il costo della complessità rappresenta una delle sfide più impegnative che le case automobilistiche si trovano ad affrontare oggi. Un’attività che ne accusa in modo particolarmente acuto l’impatto è quella della progettazione elettrica. Il sottosistema ‘elettrico’ è infatti impattato da quasi ogni decisione progettuale, sia di tipo ingegneristico che relativa alle possibilità di scelta del cliente: il numero di permutazioni delle configurazioni possibili può rapidamente crescere fino a cifre dell’ordine delle centinaia di milioni (dunque, in sostanza, illimitate).

Il processo produttivo, nella sua complessità, è al centro delle attività di ingegneria dei sistemi. I requisiti vengono espressi sotto forma di caratteristiche funzionali e successivamente scomposti nelle diverse funzioni che le realizzano. Nel loro complesso, tali funzioni formano diversi sottosistemi logici che devono essere fisicamente posizionati all’interno del veicolo e successivamente interconnessi mediante migliaia di segnali analogici oppure digitali, ciascuno legato alla funzionalità che implementa.

I segnali e gli apparati devono dunque essere marcati con le opzioni e le varianti che riflettano lo specifico piano di produzione (vale a dire la definizione di quali caratteristiche e varianti di prodotto saranno offerte ai clienti – aspetti che sono sempre specificamente legati ad un’area geografica). I progetti risultanti verranno quindi implementati, dapprima attraverso una estesa supply chain e, successivamente, mediante l’integrazione finale nel veicolo e la validazione da parte del produttore OEM. Dovranno inoltre essere gestite anche le possibili modifiche di progetto, che nel corso di un processo così articolato rappresentano sempre delle sfide impegnative. Infine, tutti gli impatti correlati agli aspetti di assistenza e di garanzia, cruciali anche per l’immagine del marchio, devono essere ricondotti al livello del singolo esemplare prodotto (per legge). Sembra tutto piuttosto semplice, vero?

Appare evidente come l’approccio finora utilizzato nel settore automobilistico, costituito da un mix di soluzioni confezionate internamente e di una collezione eterogenea di strumenti software commerciali, non sia più sostenibile. Le sfide legate a un approccio basato sull’ingegneria dei sistemi sono quindi un argomento di estrema attualità nel settore. Ciò detto, è anche vero che le caratteristiche di una soluzione che possa affrontare la sfida della complessità dell’ingegneria elettronica di questo settore cominciano ad essere chiare. È soprattutto obbligatoria una transizione dai flussi di progettazione basati su documenti a flussi basati su dati, come anche l’integrazione tra i diversi domini.

Ciò rende più agevole la progettazione a livelli di astrazione più elevati e fornisce l’opportunità di giungere alla sintesi del progetto elettrico all’interno di un paradigma di progettazione guidato da modelli, in grado di recepire vincoli provenienti da fonti multiple. Permette anche di incapsulare la corporate IP del progetto nel cuore della soluzione, per consentirne la costante rifinitura. I cicli di sviluppo abbreviati consentiti da simili processi offrono inoltre agli architetti un percorso realistico per la valutazione delle metriche legate a molteplici alternative progettuali, nel contesto della complessità delle configurazioni.

In aggiunta, alcune moderne tecnologie IT come SOA (Service Oriented Architectures) ed OSLC (Open Services for Lifecycle Collaboration) forniscono delle piattaforme per una più agevole condivisione dei dati ed una loro visualizzazione nel più ampio contesto dell’intera piattaforma, invece che dei singoli domini che li hanno creati.

Fortunatamente, cominciano comunque ad apparire strumenti software commerciali dotati di tali caratteristiche per il supporto di processi di ingegneria elettronica all’avanguardia. Per i produttori di autoveicoli con consolidata esperienza, la vera sfida rimane quella costituita dalla capacità di abbracciare questa nuova tecnologia, per impedire alla concorrenza emergente di aggiungere una superiorità di processo al proprio percepito vantaggio di costi.

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