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    システムズエンジニアリングとは

    システムズエンジニアリングとは、「システムの原理や概念、科学・技術・マネジメントの手法を用いて、設計されたシステムの実現、利用、そして廃止を成功に導くための学際的かつ統合的なアプローチ」です。（INCOSE）

    現代の製品は複雑なシステムで構成されており、さまざまな専門知識を持つエンジニアや関係者が、製品ライフサイクル全体を通じて設計意図を共通に理解しながら、設計内容を作成・共有・共同作業することはますます困難になっています。システムエンジニア（SE）は、このシステムズエンジニアリングを実践する専門家です。システム思考の原則を活用し、設計意図をシステムモデルとして表現することで、複雑なシステムを構成する各要素の詳細設計を結び付ける「つながり」を生み出します。こうしたシステムモデルは、多くの場合、複数のモデルが集まった「システム・オブ・システムズ（System of Systems）」として構成されます。

    システムモデルにより、すべての事業部門とサプライチェーン全体が設計意図を共通して理解できるようになります。主なメリットは次のとおりです。

    要求事項をテキストではなく、モデル化された振る舞いとして表現すること

    • 要求事項への理解が深まる。要求事項を文章ではなくシステムの振る舞いとして表現するためです。
    • チーム間のコラボレーションが向上する。システムモデルにより、複雑なアーキテクチャや論理・機能構造を視覚的かつ対話的に理解できます。
    • 因果関係を把握しやすくなる。中央のモデルによって、システム構成要素や外部要因の変更がシステム全体へ与える影響を把握しやすくなります。
    • 品質と精度が向上する。PLMで管理されるデジタルスレッドによって意思決定のトレーサビリティが確保されるため、競合や問題をより迅速に発見・解決できます。
    • システムズエンジニアリングのサイロ化を解消できる。システムエンジニアがライフサイクル全体を通じて他部門と密接に連携できるようになります。
    • イノベーションのスピードが向上する。新しいアイデアを検証する際、システムモデルを活用してさまざまな実現方法を検討し、チームと協力しながら開発を進めることができます。

    システム思考とシステムズエンジニアリングの違い

    システム思考とシステムズエンジニアリングは密接に関連していますが、同じものではありません。

    システム思考とは、複雑な状況を理解するための考え方です。個々の要素だけを見るのではなく、人、プロセス、テクノロジー、外部要因がどのように相互作用しているかを考えます。問題を個別に切り離して捉えるのではなく、つながりや依存関係、フィードバック、そしてシステムの一部が変化した際に生じる予期しない影響まで含めて理解しようとします。

    一方、システムズエンジニアリングは、複雑なシステムを設計・構築・検証・管理するための工学分野です。システムエンジニアはシステム思考を活用しますが、それに加えて、体系的なエンジニアリング手法、要求管理、システムモデリング、テスト計画、リスク分析、そして複数のチームとの連携を通じて、製品が技術的要件とビジネス要件の両方を満たすよう取り組みます。

    簡単に言えば、システム思考は複雑なシステムを理解するための考え方であり、システムズエンジニアリングはそのシステムを設計・構築・管理するための方法論です。製品がソフトウェアを中心とし、多様な分野を組み合わせるようになる中で、この両方がますます重要になっています。システム思考は変更の影響を事前に予測する助けとなり、システムズエンジニアリングはそれらの変更を確実に実行するための構造とトレーサビリティを提供します。

    システムエンジニアは何をするのか

    システムエンジニアは、製品ライフサイクル全体にわたるエンジニアリング活動を結び付けることで、複雑な製品が意図どおりに機能することを保証します。一つの専門分野だけに注力するのではなく、要求事項、システム設計、各チーム、製品情報、テストを結び付け、すべての構成要素が一つのシステムとして機能するよう支援します。

    彼らの仕事は製品開発の初期段階から始まり、製造、運用、保守、そして廃棄に至るまで続きます。その間、システムエンジニアは技術要件、コスト、スケジュール、リスク、規制、顧客ニーズのバランスを取りながら作業します。また、ある分野での意思決定が製品全体にどのような影響を及ぼすかをチームが理解できるよう支援します。

    主な業務には次のようなものがあります。

    • ステークホルダー、顧客、およびシステム要件の定義と管理
    • システムアーキテクチャの設計と要件のサブシステムへの割り当て
    • 機械、電気、ソフトウェア、電子、製造の各チーム間の調整
    • 要求事項、モデル、テスト、納品された製品を結ぶエンドツーエンドのトレーサビリティの確立
    • 技術的なトレードオフの評価と技術リスクの特定
    • システム統合、検証、および妥当性確認の計画と支援
    • 相互に関連する製品やプロセスに対する設計変更の影響評価
    • 製品ライフサイクル全体を通じたコラボレーションを支える、接続されたデジタルスレッドの維持

    システムエンジニアはどこで働くのか

    システムエンジニアは、長期間にわたり確実に機能する複雑な製品を開発するあらゆる組織で活躍しています。製品がソフトウェア、エレクトロニクス、コネクティビティ、AIをますます取り込むようになる中で、異なるエンジニアリング分野をつなぐ彼らの役割はますます重要になっています。

    システムズエンジニアリングが広く活用されている業界には次のようなものがあります。

    • 航空宇宙・防衛
    • 自動車・モビリティ
    • 産業機器・重機
    • 医療機器・ライフサイエンス
    • ハイテク・エレクトロニクス
    • エネルギー・公益事業
    • 輸送・鉄道
    • 政府機関および公共部門のエンジニアリングプログラム

    これらの組織において、システムエンジニアはさまざまな部門と協力します。プロダクトマネージャー、要求管理エンジニア、ソフトウェア開発者、機械・電気エンジニア、製造部門、サプライヤー、品質保証担当者、サービスチーム、プログラムマネージャーなど、多くの関係者と連携します。

    システム全体を俯瞰する立場であるため、システムエンジニアは異なるエンジニアリング分野をつなぐ役割を果たします。組織が複雑さを管理し、変更を追跡し、リスクを低減し、変化する規制や顧客ニーズに対応し続けられるよう支援します。このような幅広い役割により、システムズエンジニアリングは製品ライフサイクル全体にわたる強固なデジタルスレッドを実現したい組織にとって不可欠な取り組みとなっています。

    システムモデル

    システムズエンジニアリングにおいては、ツールや手法、そしてシステム思考を反映した組織文化が重要ですが、製品ライフサイクルのあらゆる段階でシステムモデルにアクセスできることが、その基盤となります。その理由は、システムモデルの真の価値は、組織全体とサプライチェーン全体がそれらのモデルを日々の業務で活用できて初めて実現されるからです。システムモデルは、機械、電子、電気、ソフトウェアなどの詳細な設計を定義するものではありません。代わりに、論理構造や機能構造を含む対象アーキテクチャを抽象化した表現として、システムおよびサブシステムの振る舞いを定義します。

    多くの組織では、システムモデルはビジネスプロセスや組織プロセスの可視化にも利用されています。これにより、プロセスに対する共通理解を形成し、改善や検証を進めやすくなります。

    システムズエンジニアリングと製品ライフサイクル管理

    従来、システムズエンジニアリングの活動やシステムモデルは、製品ライフサイクル管理（PLM）プラットフォームと統合されていませんでした。その結果、ステークホルダーの要求事項をシステムの振る舞いモデル（将来の製品を高いレベルで抽象化したモデル）として定義する段階は、PLMが管理する詳細な製品設計データとは切り離された、データと専門知識のサイロとなっていました。これは、PLMが詳細な製品設計データとライフサイクル全体を管理し、エンジニアリング部品表（eBOM）から製造部品表（mBOM）への移行までを管理するプラットフォームであることを考えると、製品開発プロセスにおける大きな課題でした。

    組織が、システムズエンジニアリングで作成されたシステムモデル構造をPLM環境の一部として管理できるようになると、より革新的な製品やシステムを、より短期間で開発できるようになります。その理由は、製品ライフサイクル全体を通じて、システムエンジニアと他のすべてのエンジニアリング分野との継続的な連携が可能になるためです。システムズエンジニアリングとPLMの利用者が「共通の言語」で連携できるようになれば、時間とリソースをより効果的に活用できます。

    システムズエンジニアリングを導入する5つの理由

    1. 製品の複雑さは今後も指数関数的に増加し続ける
    2. 従来型PLMでは異なるシステムを接続できず、データサイロが生まれる
    3. モデルベースシステムズエンジニアリング（MBSE）とオープンなPLMプラットフォームを統合できる
    4. プロセスを簡素化し、手戻りを減らし、開発サイクルを短縮できる
    5. デジタルスレッドによるトレーサビリティを構築できる

    ArasがシステムズエンジニアリングとPLMを統合する方法

    Aras Innovatorは、当社の製品ライフサイクル管理（PLM）プラットフォームであり、システムエンジニアが他のすべてのエンジニアリングチームと連携するための、統合された中心的な環境を提供します。要件、システムモデル、シミュレーション、コラボレーション成果物、実際の部品表、製品フィードバックを統一されたデジタルスレッド上で管理し、それらの間のトレーサビリティを製品ライフサイクル全体にわたって維持します。この包括的なトレーサビリティにより、製品とそのデジタル資産は、構想、設計、製造、品質保証、サービスに至るまで一貫して追跡できます。

    すべての製品データを単一のプラットフォームから利用できるため、システムズエンジニアリングチームと他のエンジニアリングチームは、重複した作業を行うことなく、また重要な詳細を見落とすことなく、継続的に製品を改善できます。顧客からのフィードバックや新しい規制などにより製品の一部を変更する必要が生じた場合でも、その変更がシステム全体へ与える影響を容易に把握できます。