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 do software 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:
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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Sobre o autor
ale Tutt é vice-presidente de estratégias para a indústria global da Siemens Digital Industries Software. Tutt lidera uma equipe de especialistas que desenvolve e executa estratégias de comercialização e produtos específicos para cada setor em colaboração com as equipes globais de produto, vendas e desenvolvimento de negócios. Com mais de 5 anos de experiência nessa função, aliada à sua vasta experiência nos setores aeroespacial e de defesa, Tutt possui profundo conhecimento dos desafios e as oportunidades que surgem para as empresas em suas jornadas de transformação digital.
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STEPHANIE DA SILVA WANDERLEY BARRETO
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