Diversos setores estão passando por uma transformação definida por software, o que gera novas oportunidades de inovação. Os carros modernos são um ótimo exemplo. As atualizações de software enviadas remotamente aos veículos podem melhorar o desempenho, introduzir novos recursos e até mesmo corrigir problemas sem a necessidade de levar o veículo à assistência técnica. A flexibilidade das plataformas de veículos definidas por software resolve problemas e cria novas oportunidades de diferenciação por meio de lançamentos de recursos e melhorias nos veículos.
A mudança para o desenvolvimento definido por software traz consequências gerais para a programação de um produto, afetando cada aspecto da engenharia e cada equipe envolvida no desenvolvimento do produto.
Minha função na Siemens permite muitas oportunidades de colaboração com profissionais atenciosos e experientes que representam o espectro das capacidades da engenharia necessárias para criar os produtos inteligentes do futuro.
A interação contínua com esses especialistas gera novos insights sobre tecnologia, negócios e muito mais, particularmente no atual cenário digital em constante mudança.
A transformação definida por software aumenta a complexidade
A mudança para produtos definidos por software introduz novas complexidades, pois uma mudança na funcionalidade pode desencadear um efeito cascata em múltiplas áreas interdependentes.
Por exemplo, mudanças no comportamento do software instalado em um veículo elétrico podem alterar o consumo de energia da plataforma computacional e afetar a autonomia geral. Dependendo da gravidade da redução da autonomia, essas alterações no software podem levar a uma reavaliação do tamanho da bateria do veículo e até mesmo da estrutura física do veículo.
A atenção redobrada ao desenvolvimento e à diferenciação de software também tem um efeito cascata na organização do projeto de desenvolvimento, afetando especificamente os dispositivos semicondutores que alimentam os recursos e a funcionalidade do software. Embora os sistemas mecânicos e elétricos continuem importantes para esses recursos, o foco e o investimento estão se deslocando para o software e os semicondutores.
Antes, as empresas usavam chips padronizados que atendiam aos requisitos e desenvolviam softwares com base nos recursos e limitações da plataforma de hardware de uso geral. No entanto, como os sistemas de software se tornaram mais sofisticados e relevantes, mais empresas buscam soluções de silício personalizadas adaptadas às cargas de trabalho específicas do software e aos métodos de desenvolvimento compatíveis com o codesign de hardware e software.
No passado, o desenvolvimento de silício personalizado era inviável para a maioria das empresas devido à duração, ao custo e ao risco da criação desse semimetal para aplicações específicas. Agora, os fabricantes de semicondutores estão reduzindo os prazos de desenvolvimento, buscando inovações importantes, como a integração heterogênea.
Isso permite combinar tecnologias padronizadas acessíveis (como a memória) com silício personalizado menor, mais acessível e menos arriscado para atingir as metas ideais de desempenho e custo.
O gêmeo digital facilita o desenvolvimento holístico orientado por software
Atualmente, os criadores de sistemas complexos precisam considerar o desenvolvimento e a integração de vários subsistemas, incluindo:
- Softwares e funções básicas;
- Dispositivos e módulos semicondutores;
- Sistemas elétricos e eletrônicos, incluindo redes de dados;
- Componentes e estruturas mecânicas.
Tudo isso exige diferentes áreas de conhecimento e soluções de engenharia, que devem ser perfeitamente integradas em um produto coeso, desejável e de fácil utilização. Além disso, as empresas precisam realizar essa tarefa, apesar dos orçamentos e prazos limitados para apenas manter suas posições em mercados cada vez mais competitivos.
Essas pressões exigem metodologias de desenvolvimento conectadas, ágeis e holísticas que facilitem o fluxo de informações entre equipes interdependentes. Elas também exigem um investimento em digitalização com a criação de um gêmeo digital abrangente. O gêmeo digital de qualquer produto ou sistema complexo conecta todos os modelos e dados do produto usando threads digitais que fornecem fluxos bidirecionais de informações entre as equipes de desenvolvimento e os gerentes de projeto. O resultado é o feedback constante entre as atividades de desenvolvimento e os requisitos do projeto.
À medida que a complexidade do produto aumenta, como em veículos elétricos ou sistemas aeroespaciais, os gêmeos digitais fornecem aos desenvolvedores uma plataforma unificada para visualizar as dependências entre software, componentes eletrônicos e componentes mecânicos. Essa sincronização em tempo real reduz atrasos dispendiosos, garantindo que cada aspecto do produto permaneça alinhado aos requisitos e padrões regulatórios em constante evolução.
A digitalização aprimora a colaboração tanto dentro de cada equipe como entre elas, fornecendo dados acessíveis e transparentes a todos envolvidos. Gerentes da cadeia de suprimentos, engenheiros de software e projetistas mecânicos podem interagir em um ecossistema digital compartilhado, simplificando os processos de validação e garantindo que as modificações não tragam complicações não previstas.
A preparação para a fabricação também pode ser aprimorada com o planejamento, a modelagem e a validação antecipados da produção utilizando o gêmeo digital do produto. Essa abordagem holística reduz os riscos do desenvolvimento e melhora a eficiência, permitindo que as empresas coloquem no mercado produtos de alta qualidade e de ponta com mais rapidez.
A virtualização de semicondutores aprimora o desenvolvimento de software
A virtualização do desenvolvimento e da verificação de silício é fundamental para os produtos ou sistemas definidos por software. Antes, as equipes de software esperavam pelos protótipos de hardware físico antes de testar o software, prolongando os ciclos de desenvolvimento e aumentando os riscos do projeto. Hoje, a digitalização abriu caminho para a virtualização de arquiteturas de silício, desvinculando o desenvolvimento de software do desenvolvimento ou seleção de hardware. Isso permite o desenvolvimento ativo de software muito antes da fabricação de dispositivos semicondutores físicos.
Essa virtualização possibilita um paradigma do projeto no qual as interdependências de software e hardware podem ser abordadas sem integração total. As equipes de software podem atualizar constantemente as aplicações para refletir o desempenho esperado do silício, enquanto a fidelidade dos modelos de silício aumenta ao longo do desenvolvimento, reduzindo a probabilidade de erros de integração. Com isso, as empresas podem aproveitar ao máximo o silício integrado de forma heterogênea, facilitando a otimização de núcleos (cores) do processador, das configurações de memória e das interfaces para atender às crescentes demandas de computação e reduzir custos.
Além disso, um ecossistema digital conectado garante que as especificações em constante evolução do software e do silício sejam imediatamente refletidas no gêmeo digital abrangente do sistema. À medida que as configurações de software e semicondutores evoluem, as equipes elétricas e mecânicas podem concluir o projeto com as informações mais atualizadas, considerando os impactos que uma alteração no software pode gerar em seus respectivos sistemas.
Voltando ao exemplo do veículo elétrico acima, o gêmeo digital garante que os impactos holísticos de uma alteração no software sejam compreendidos em todo o ecossistema do produto. Para os desenvolvedores de software, isso representa uma oportunidade de otimizar a alteração para atingir o comportamento desejado, minimizando o impacto externo. Assim que as alterações no software forem finalizadas, novos requisitos podem ser enviados às equipes envolvidas para que comecem a atualizar seus projetos conforme necessário.
Compreender a complexidade para gerenciar o desenvolvimento orientado por software
A crescente influência dos produtos definidos por software continua transformando os setores e trazendo novas oportunidades de inovação e eficiência. Ao mesmo tempo, o crescente uso de software introduziu novas complexidades, exigindo uma abordagem de desenvolvimento mais integrada.
A convergência dos avanços de software e semicondutores acelerou a demanda por soluções personalizadas de silício, otimizando o poder computacional para cargas de trabalho específicas. A digitalização, particularmente por meio do gêmeo digital, surgiu como uma ferramenta essencial para o gerenciamento dessas interdependências, permitindo a colaboração e a validação em tempo real entre as equipes multidisciplinares.
Por fim, o sucesso na era definida por software dependerá do compromisso com o investimento em infraestrutura digital com um gêmeo digital abrangente. Ao adotar a tecnologia do gêmeo digital, as organizações podem otimizar a inovação, mitigar riscos e aprimorar a diferenciação de produtos. À medida que os setores continuam evoluindo, as empresas que implementarem essas tecnologias com mais eficácia vão definir a próxima geração de produtos inteligentes e interconectados.
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