1.1.4　基于模型的系统工程

当前，基于模型的系统工程（Model-Based Systems Engineering，MBSE）已在航空、航天、汽车、船舶等领域得到初步应用。MBSE方法是系统工程领域的一个重要方向，通过形式化的建模来支持系统开发全寿命周期中的系统工程活动，包括系统的需求、架构设计、优化分析、仿真验证等过程。相较于传统的系统工程，MBSE最大的区别是从以文档为中心转变为以模型为中心。通过模型的不断演进，来实现系统的设计，具有可视化、可执行、无歧义和模型关系显性表示的特点。

随着MBSE的推广，企业在设计过程中产生了大量应用系统建模语言（Systems Modeling Language，SysML）建立的系统模型。如何通过MBSE来指导新产品的开发成了当前需要解决的问题。

与传统基于文档的系统工程相比，基于模型的系统工程最大的优点在于系统设计研发的全寿命周期中所有的信息都是以模型来表达的。这种方法具有以下几个优点。

（1）高效的信息管理：MBSE方法通过使用形式化的模型来描述系统的各个方面，包括需求、架构、功能、行为等，以及它们之间的关系。这种模型化方法提供了一种集中管理和维护系统信息的方式，使得各种工程活动可以更加高效地进行。通过对模型的修改和更新，可以自动更新相关信息，减少了手动维护信息的工作量，提高了信息的一致性和准确性。

（2）支持模型集成：MBSE方法可以在早期阶段就建立系统模型，从而帮助发现和解决系统设计中的问题。通过系统模型与需求分析、仿真验证，以及多学科优化等模型的集成，可以评估不同设计方案的性能、可靠性、安全性等指标，从而提前发现潜在的设计缺陷，并进行优化。这有助于减少后期修改和重构的成本，提高系统设计的质量和效率。

（3）支持多学科协同：MBSE方法提供了一个统一的平台，促进不同学科和团队之间的协同工作。不同学科的专家可以共享和协同开发系统模型，从而更好地理解和整合各自的设计和需求。这有助于减少跨学科沟通和集成问题，提高团队的协作效率和合作质量。

（4）可追溯性和变更管理：MBSE方法提供了追溯和理解系统开发过程中各要素之间关系的手段。这些关系包括需求与设计之间的对应关系，设计决策与需求的满足程度，以及变更历史对系统各部分的影响。这有助于更好地管理系统的变更和演化，确保设计的一致性和完整性，并支持审核和验证过程。

总的来说，MBSE方法通过形式化的建模和模型驱动的方式，提供了一种将系统模型与需求模型、优化分析模型，以及仿真验证模型集中管理、高效协作和全寿命周期支持的方法，有助于提升系统工程活动的效率和质量，减少开发成本和降低风险。