MBDからMBSEへ - モデルをつなぐ実践アプローチと導入のポイント

製品やシステムの高度化・複雑化が進む中で、モデルを活用した開発手法への注目が高まっています。特に製造業を中心に、制御開発を効率化するMBD（Model Based Development : モデルベース開発）は広く普及してきました。一方で、システム全体の整合性や上流工程の課題に直面するケースも増えており、その解決策としてMBSE（Model Based Systems Engineering : モデルベースシステムズエンジニアリング）が注目されています。

このコラムでは、MBDの価値を最大限に活かしながらMBSEと連携させる考え方に焦点を当て、両者の違いと関係性、MBDが抱えやすい開発の壁、MBSEと組み合わせることで得られるメリット、そして実践的な導入ステップまでを解説いたします。

MBDとMBSEの違いと関係性

MBDとMBSEは、いずれも「モデル」を活用する点で共通していますが、目的・適用範囲・役割は明確に異なります。
この違いを正しく理解しないまま導入を進めると、「どちらを使えばよいのか分からない」「結局、現場に定着しない」といった課題につながりがちです。まずは両者の位置づけを整理することが重要です。

MBDとは - 機能・制御設計を支えるモデルベース開発

MBDは、製品やシステムの動きを図やモデルで表しながら開発を進める手法です。
プログラムをいきなり書くのではなく、まず「どのように動くべきか」をモデルとして可視化し、そのモデルを使って動作確認や設計の検討を行います。
このため、開発の早い段階で動きを確認でき、問題点に気づきやすいという特長があります。

特に自動車、産業機器、ロボティクスなどの分野で広く活用されており、設計段階で挙動を検証できることから、品質向上や手戻り削減に大きく貢献してきました。

MBDの強みは以下の点にあります。

• 制御ロジックをモデルで表現することで、早期に動作検証ができる
• 実装前に不具合を発見しやすく、テスト工数を削減できる
• モデルを起点にコード生成やテスト自動化につなげられる

MBDは制御や機能の振る舞いを精緻に表現・検証することに強みを持つ手法です。
上手に適用すれば大規模な製品開発にも活用できますが、MBDはもともと制御設計や機能設計の効率化を目的として発展してきた背景があり、実際の現場では、まず制御開発や特定機能の設計など、適用範囲を限定して導入されるケースが多く見られます。

モデルを活用した設計やシミュレーションを行うには、ツールの操作だけでなく、モデルを用いてシステムの振る舞いを表現・分析するためのスキルも求められます。
また、従来のドキュメント中心の開発とは異なるアプローチとなるため、開発プロセスや設計の進め方にも変化が生じます。

一方で、こうしたモデルベースの開発を進めることで、モデルから制御ソフトウェアのコードを自動生成できるようになり、手作業によるプログラミング工数を大幅に削減することが可能になります。

また、V字モデルでいう左側の工程（システム設計・ソフトウェア設計）にあたる設計段階でモデルを作り込み、シミュレーションによる検証を進めていくこともMBDの特徴です。こうしたモデルを基盤とした開発を進めることで、モデルから制御ソフトウェアのコードを自動生成できるようになり、手作業によるプログラミングを大幅に削減することが可能になります。

このように、MBDはモデルを中心に設計・検証・実装を進めることで、開発効率の向上に加え、実装ミスの低減や品質の安定化といった効果が期待できる開発手法です。

MBSEとは - システム全体をつなぐモデルベース手法

MBSEは、これまでドキュメントを中心に進めてきたシステムズエンジニアリングを、モデルを中心に実践するための手法です。
従来は、要求仕様書や設計書といった複数の文書を作成・管理しながら開発を進めてきましたが、文書同士の整合性維持や変更管理が難しいという課題がありました。

例えば、要求の変更が発生した場合、複数の設計書を人手で追いかけて修正する必要があり、「どこまで影響が及ぶのか分からない」「修正漏れが後工程で発覚する」といった問題が起こりがちです。
MBSEは、こうした課題に対し、システムに関する情報をモデルとして一元管理するというアプローチをとります。

MBSEの大きな価値は、システム全体を俯瞰できる点にあります。
ハードウェア、ソフトウェア、制御、運用といった複数の領域をまたぐシステムでは、個別の設計が正しくても、全体として整合が取れていないという事態が起こりがちです。

MBSEでは、これらの要素を同一のモデル上で整理することで、

• 上流段階で設計上の矛盾に気づける
• 仕様変更時の影響範囲を把握しやすい
• 後工程での手戻りリスクを低減できる

といった効果が期待できます。

「モデル」は共通だが、役割が異なる

MBDとMBSEはいずれも「モデル」を活用する点では共通していますが、モデルが担う役割と対象範囲が異なります。

MBSEでは、要求、機能、構造、振る舞いといったシステムに関する情報を、システム全体を表すモデルとして整理・管理します。
これにより、システム全体の要件や構造、機能の関係を明確にし、システムレベルの設計から各技術領域（ソフトウェア設計、メカ設計、電気設計など）へとつながる構造をモデルで整理することができます。

一方、MBDで扱うモデルは、制御ロジックや機能の振る舞いを詳細に表現するためのモデルです。
実際の開発現場では、MBDは必ずしもMBSEを前提として導入されているわけではなく、制御設計や機能設計の効率化を目的として個別に活用されているケースも多く見られます。
オージス総研では、MBSEとMBDをそれぞれ独立した手法として捉えるのではなく、MBSEでシステム全体の構造や要求を整理し、そのうえでMBDを用いて制御や機能の詳細設計・検証を行うという形で連携させることで、より効果的な開発が実現できると考えています。

このようにモデルを役割に応じて使い分けることで、システム全体の整合性を保ちながら、各領域の詳細設計を進めることが可能です。

MBDとMBSEは対立ではなく補完関係

重要なのは、MBDとMBSEはどちらか一方を選ぶものではなく、連携させることで価値を最大化できるという点です。

一般的に推奨される使い分けは以下のようになります。

• MBSE:
  要求分析、システム構成検討、アーキテクチャ設計などの上流工程を担う
• MBD:
  MBSEで定義されたシステム構造を前提に、サブシステム内の制御ロジックや機能の振る舞いの設計を行う

このように役割を分けることで、全体最適を保ったまま、MBDの強みである高精度な設計・検証を活かすことができます。

なぜ今、「MBDとMBSEの連携」が求められているのか

製品やシステムの複雑化が進む中で、ハード・ソフト・制御・通信・運用が密接に関係するケースが増えています。
このような状況では、個々の設計が正しくても、全体として整合が取れていないという問題が起こりがちです。

MBSEは、その全体像を整理する「背骨」となり、システムの要求や構造、機能の関係を整理する枠組みを提供します。
一方、MBDは制御ロジックや機能の振る舞いをモデルとして具体化し、設計や検証を進める役割を担います。
両者を組み合わせることで、システム全体の整合性を保ちながら各機能の設計を進めることができ、設計の属人化を防ぎ、変更に強い開発体制を構築できるようになります。

MBDとMBSEの違いと関係性（比較表）

MBDが抱える開発の壁 - なぜ全体俯瞰が重要になるのか

MBDは、制御モデルや機能単位の検証において非常に有効な手法です。実際、多くの製品開発現場で、設計品質の向上や設計・実装工程の効率化といった成果を上げてきました。
しかし現場では、次のような課題の声が聞かれることがあります。

サブシステムごとのモデルは精緻であっても、システム全体との整合が取りづらい

MBDでは、制御や機構などのサブシステムごとにモデルを作成し、それぞれの動きを詳しく検証します。このため、個々の機能が正しく動作しているかは早い段階で確認できます。

一方で、そのサブシステムが製品全体の中でどのように影響し合うかまでは十分に確認できない場合があります。
制御モデル単体では問題がなくても、実際に機構部品や電装系と組み合わせると、応答が遅れたり、想定外の動きが出たりすることがあります。

こうしたズレは、サブシステムごとの設計が個別に進み、全体としてのつながりを確認する機会が少ないことが原因です。そのため、問題は統合試験や実機評価といった開発の後半で初めて表面化しがちです。

結果として、設計の見直しや調整が必要になり、手戻りや開発期間の延長につながります。
MBDは各要素を深く作り込むには有効ですが、システム全体を俯瞰して整合性を確認することには限界がある、という点が開発上の壁となります。

部門ごとに設計思想や表現形式が異なり、モデルや仕様の解釈が人に依存する

制御、ハードウェア、ソフトウェアといった各部門は、それぞれ異なる設計思想や関心事を持っており、使用するモデルの表現方法や用語、粒度も部門ごとに異なります。
その結果、同じ仕様や要求を扱っているつもりでも、モデルが示している意味や前提条件の解釈が部門間でずれてしまうことがあります。
例えば、制御部門では制御ロジック中心のモデル、ハード部門では物理構造や制約条件を重視したモデル、ソフト部門では実装を前提としたモデルが作られることが多く、それぞれの観点から設計が進められます。
しかし、これらのモデル同士の関係が明確に整理されていない場合、各部門のモデルが示す内容を相互に対応づけることが難しくなり、システム全体としての振る舞いや影響関係を俯瞰しにくくなります。

このように、部門ごとに独立したモデルが存在し、共通の語彙や構造で整理されていない状態では、仕様の理解や合意形成が難しくなり、認識のズレや手戻りの原因となることがあります。

上流要件と詳細設計モデルが十分に結びついておらず、変更時の影響範囲が把握しにくい

従来のMBD中心の開発では、上流で定義された要求やシステム要件と、下流の詳細設計モデルとの対応関係が明確に管理されていないケースが少なくありません。
そのため、要件変更や仕様追加が発生した際に、どのモデルのどの部分に影響が及ぶのかを体系的に追跡することが難しくなります。

結果として、影響範囲の把握は設計者個人の経験や記憶に依存しやすく、変更対応のたびに確認や調整に多くの時間を要したり、想定外の影響が後工程で顕在化して手戻りが発生したりする原因となります。
このように、要件とモデルが十分に結びつけられていない状態では、変更に強い開発を実現することが困難になります。

これらの課題の背景には、MBDが制御領域や機能単位の設計に強みを持つことから、結果として特定の機能やサブシステムを中心に適用されるケースが多いという実情があります。
そのため、システム全体の要件や構造との関係が十分に整理されないまま、個別のモデル開発が進んでしまう場合もあります。

現代の製品開発では、「機械（メカ）」「電気（エレキ）」「制御（ソフト）」といった複数領域が同期的に進行します。そのため、全体像を共通モデルで捉え、関係者間で共有する仕組みが不可欠になります。ここで有効となるのが、システム全体を対象とするMBSEです。MBSEを導入することで、要求から設計、検証までの一貫性を確保し、MBDで生じがちな全体俯瞰の欠如を補うことが可能です。

MBDとMBSEをつなげるメリット

MBDとMBSEを連携させる最大のメリットは、要件から検証までをモデルで一貫管理できる点にあります。上流で定義した要求が、どのサブシステムや制御モデルに反映されているのかを追跡できるため、変更時の影響分析が容易になります。

また、部門横断のコミュニケーションが改善される点も重要です。SysMLによるシステムモデルを共通の参照点とすることで、専門分野の異なるメンバー間でも議論がしやすくなります。モデルが「共通言語」として機能することで、認識のズレを早期に発見できます。

さらに、規制対応や品質保証の観点でも効果があります。要求と設計、検証結果の関係が明確になるため、妥当性説明やレビューの質が向上します。これは安全性や信頼性が求められる分野において特に重要です。

オージス総研では、MBSEとMBDの使い分けとして、システムの上流工程（要求分析、アーキテクチャ構築）まではMBSEで行い、サブシステムレベルの設計・実装をMBDで進めるアプローチを推奨しています。この役割分担により、全体最適を確保したうえで、MBDの効率性や検証力といったメリットを最大限に享受することが可能です。

MBDとMBSEを連携させて活用するための実践ステップ

MBDとMBSEを段階的に組み合わせて適用するには、いきなり全体最適を目指すのではなく、小さなPoCから始め、得られた成果を次のフェーズに広げていくことが有効です。
ここでは、MBDの取り組みを活かしながらMBSEを段階的に取り入れていくためのステップを紹介します。

ステップ1 実践事例を参考に適用イメージを具体化する

まずは、MBSEとMBDを組み合わせて活用している企業の事例を参考にし、自社にどのように適用できるかを検討します。
自動車業界では、制御モデルとシステムモデルを連携させることで、複雑な機能統合を効率化している例があります。また、航空宇宙分野では、MBDをMBSEと結びつけて開発に役立てています。

こうした事例を知ることで、自社の開発プロセスにどのように適用できるのか、具体的なイメージを描きやすくなります。

ステップ2 要件定義をモデル化する

次に、要件定義をモデルとして表現します。
SysMLを用いることで、要求を階層化・構造化し、関係性を明確にできます。文章中心の仕様書では見えにくかった矛盾や抜け漏れも、モデルを通じて早期に把握できるようになります。

ステップ3 MBDモデルをMBSEに統合する

続いて、MBSEで整理したシステムモデルと、既存のMBDモデルの関係を整理します。
既存のMBDモデルは、そのままシステムモデルと接続できるとは限りません。MBSEで整理したシステム構造や機能分解に合わせて、制御モデルの役割や境界を見直し、必要に応じてモデル構造をリファクタリングすることが求められます。
このようにモデル同士の関係を明確にすることで、要求・機能・設計モデルのつながりを把握しやすくなります。

ステップ4 モデル活用のプロセスを整備する

モデルを継続的に活用するためには、開発プロセスの中でどのようにモデルを使うのかを明確にすることが重要です。
例えば、どの工程でモデルを更新するのか、誰がレビューを行うのか、どのツールを用いて管理するのかといった運用プロセスを整理します。
こうしたプロセスを整備することで、モデル活用が一部の担当者に依存することを防ぎ、組織としてMBSEとMBDを活用する体制を構築できます。

MBSEの導入を成功させるためのポイント

MBSEの導入を成功させるには、経営層と現場の双方を巻き込む推進体制が不可欠です。単なるツール導入ではなく、開発プロセス全体の変革であることを共有する必要があります。

また、最初から全社展開を目指すのではなく、小さな成功事例を積み重ねて段階的に広げることが現実的です。パイロットプロジェクトで成果を示すことで、現場の理解と納得を得やすくなります。

さらに、ツール選定よりも方法論の理解と人材育成を優先することが重要です。SysMLやシステムズエンジニアリングの考え方を理解した人材がいなければ、モデルは定着しません。

まとめ

MBDは、制御や機能設計を効率化し、品質を高めるうえで非常に有効な手法です。
一方で、製品やシステムが複雑化する現在の開発環境では、個々のモデルが正しく作られていても、全体としての整合性や一貫性を保つことが難しいという課題が顕在化しています。

そこで重要になるのが、MBSEによるシステム全体の可視化と構造化です。
MBSEを導入することで、要求からアーキテクチャ、各サブシステムの役割までをモデルで整理し、システム全体の関係性を俯瞰できるようになります。

このように、MBSEによってシステム全体の構造や要求を整理したうえで、各領域の設計や検証にMBDを活用することで、モデルベース開発の効果をより高めることができます。

ただし、MBSEの導入はツールを導入するだけで実現できるものではありません。
SysMLを使ったモデリングスキルに加え、

• 要求分析やシステム思考の考え方
• MBDとMBSEの役割分担の整理
• 部門をまたいだモデル活用のプロセス設計

といった方法論と人材育成を含めた取り組みが重要になります。

オージス総研では、こうした課題に対して、単なるツール導入支援にとどまらず、上流工程から現場設計までを見据えたシステムズエンジニアリング支援を提供しています。

システムズエンジニアリング/MBSEソリューション

オージス総研の「システムズエンジニアリング/MBSEソリューション」では、

• 要求分析・アーキテクチャ設計の整理
• SysMLを用いたMBSE導入支援
• 既存のMBD資産を活かしたモデル連携の検討

など、組織や開発フェーズに応じた実践的な支援を行っています。
オージス総研は「MBDはすでに取り組んでいるが、全体最適に課題を感じている」という企業に対して、MBSEを無理なく取り入れられるための支援を提供しています。

SysMLによるMBSEモデリング 入門編（研修）

「まずはMBSEやSysMLの考え方を理解したい」という方には、SysMLによるMBSEモデリング 入門編の研修が有効です。
この研修では、

• MBSEの基本的な考え方
• SysMLによる要求・構造・振る舞いの表現方法

といったポイントを、実務を意識した形で体系的に学ぶことができます。
MBSEの導入の第一歩として、現場担当者から企画・設計リーダー層まで幅広く活用されています。

2026年6月8日公開
※この記事に掲載されている内容、および製品仕様、所属情報（会社名・部署名）は公開当時のものです。予告なく変更される場合がありますので、あらかじめご了承ください。