系統(tǒng)工程是從航空、航天等系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中總結(jié)出來(lái),、用于指導(dǎo)復(fù)雜工程項(xiàng)目開(kāi)展的方法論,，是協(xié)調(diào)龐大團(tuán)隊(duì)完成復(fù)雜任務(wù)的技術(shù)和管理要素的綜合,，最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)將系統(tǒng)工程定義為“管控整個(gè)技術(shù)和管理活動(dòng)的跨學(xué)科的方法，這些活動(dòng)將一組客戶的需求,、期望和約束轉(zhuǎn)化為一個(gè)解決方案,，并在全壽命周期中對(duì)該方案進(jìn)行支持”。在當(dāng)前的系統(tǒng)工程方法中,，系統(tǒng)工程活動(dòng)的產(chǎn)出是一系列基于自然語(yǔ)言的文檔,，例如用戶的需求、設(shè)計(jì)方案等,，可稱之為“基于文檔的系統(tǒng)工程”（document-based system engineering, DBSE）,。隨著系統(tǒng)變得日益龐大和復(fù)雜、使命任務(wù)日益艱巨,、研制節(jié)奏日益加快,，同時(shí)伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，“基于模型的系統(tǒng)工程”（model-based system engineering,，MBSE）方法逐漸發(fā)展起來(lái),，并被認(rèn)為是一種新的發(fā)展趨勢(shì)。但隨著 MBSE的實(shí)踐不斷深入,，越來(lái)越多的問(wèn)題也暴露了出來(lái),，這些問(wèn)題包括：概念抽象難以理解、實(shí)施的投資回報(bào)比存疑,、存量信息轉(zhuǎn)換困難,、缺少成熟方法和工具、缺少有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)施人員等,。越來(lái)越多的實(shí)踐證明,，作為一門(mén)實(shí)踐科學(xué)和方法論，MBSE要真正發(fā)揮作用,，就必須能夠找到具體的途徑落地并指導(dǎo)實(shí)踐,。

本研究從分析 MBSE的關(guān)鍵概念入手，力圖尋找到轉(zhuǎn)向“模型”的根本動(dòng)力,，并推導(dǎo)出實(shí)現(xiàn) MBSE轉(zhuǎn)型的可行方向和途徑,。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的本質(zhì)是將人們頭腦中的構(gòu)想轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)存在的過(guò)程，而在其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)之前,，必須依靠某種媒介作為思維和現(xiàn)實(shí)溝通的橋梁,，將思維表達(dá)出來(lái)，并作為付諸行動(dòng)的依據(jù)記錄和保存下來(lái),，無(wú)論是文檔,、圖表、算式、圖紙或是形式,，其角色都是這樣一種媒介?！癉BSE”與“MBSE”之間最顯而易見(jiàn)的區(qū)別就是它們采用了不同的媒介：DBSE以文檔為媒介,，而 MBSE使用模型作為媒介。因此,，要理解和實(shí)踐 MBSE,，首先必須對(duì)“模型”的概念進(jìn)行深入的分析。

最常用的模型是數(shù)學(xué)模型,，例如“雞兔同籠”問(wèn)題可表述為

如此,，就利用二元一次方程組這種數(shù)學(xué)語(yǔ)言建立了這個(gè)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，其優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的,，這個(gè)模型以其簡(jiǎn)潔的形式,、高度的準(zhǔn)確性和抽象性為這個(gè)問(wèn)題的理解和解決創(chuàng)造了先決條件。

根據(jù)數(shù)學(xué)模型在解決實(shí)際問(wèn)題中扮演的角色,，“模型”的概念可定義為：模型是出于特定目的,，從特定視角對(duì)研究對(duì)象的抽象描述。

從這個(gè)概念定義中,，可以得出模型的 3個(gè)特性,，凡是具有這3個(gè)特性的描述形式都可以稱之為“模型”。

1）目的性,。由于研究對(duì)象是復(fù)雜的,，同時(shí)認(rèn)識(shí)活動(dòng)是有目的的，因此模型一定是從某個(gè)特定視角出發(fā),，為了達(dá)到特定目的而對(duì)問(wèn)題某一方面（或部分）的描述,。只有這樣，才能將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知降維,，再通過(guò)多個(gè)視角模型的結(jié)合，才有可能對(duì)復(fù)雜問(wèn)題給出清晰,、全面的描述,。這就像給立體的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題拍平面照，每張照片上只反映拍攝者關(guān)心的那個(gè)視角,。

2）抽象性,。模型是對(duì)研究對(duì)象的抽象描述。通過(guò)抽象,，一方面可以忽略不重要的細(xì)節(jié)從而揭示問(wèn)題的本質(zhì),；另一方面，抽象將特殊的問(wèn)題一般化，從而可以使用通用的方法解決同一類(lèi)的問(wèn)題,，實(shí)現(xiàn)“舉一反三”,。這個(gè)特性就像給物體畫(huà)速寫(xiě)，只刻畫(huà)出最關(guān)鍵的畫(huà)面線條,。

3）直觀性,。模型的直觀性是指它能夠?qū)?wèn)題以更容易觀察和理解的形式表述出來(lái)的特性。無(wú)論是照片還是速寫(xiě),，人們一看到它就能想到它所描述的是什么,，能夠迅速獲得形狀、尺寸,、顏色等信息,，這就是直觀性。

對(duì)于模型的理解,，哲學(xué)家Alfred Korzybski 的名言巧妙地反映了模型和研究對(duì)象之間的關(guān)系：“地圖并非地域”（The map is not the territory）,。地圖作為某個(gè)地域的模型，是以特定目的繪制的,，對(duì)該地理區(qū)域抽象的,、直觀的表述形式，以上 3個(gè)特性在這個(gè)例子中得到充分印證,。

實(shí)際上,，在現(xiàn)實(shí)生活中，人們無(wú)時(shí)無(wú)刻不在利用模型來(lái)解決遇到的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,?？梢哉f(shuō)，模型是思維世界和現(xiàn)實(shí)世界溝通的橋梁：我們總是通過(guò)建立模型理解現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的,，也是通過(guò)模型把我們的想法變成現(xiàn)實(shí)的,。我們可以將模型視為現(xiàn)實(shí)問(wèn)題在認(rèn)知空間中的一個(gè)“孿生兄弟”，當(dāng)我們面對(duì)的問(wèn)題是復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí),，不可能依靠直覺(jué)完成系統(tǒng)的描述,、認(rèn)知和設(shè)計(jì)，而必須依靠模型完成對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知,。這個(gè)“孿生兄弟”是從以下2個(gè)方面幫我們認(rèn)識(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的,。

1）模型為研究復(fù)雜系統(tǒng)提供了科學(xué)的認(rèn)知方法。首先通過(guò)建立模型,，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定義,，抓住問(wèn)題的根本和關(guān)鍵；其次,，利用研究問(wèn)題得到的新信息和新認(rèn)識(shí)不斷維護(hù)和更新模型,，使其不斷逼近問(wèn)題的真實(shí)存在,；最后，在面對(duì)類(lèi)似問(wèn)題或新問(wèn)題時(shí),，通過(guò)模型的重用和鏈接,，可以重構(gòu)出新的模型。

2）模型為研究復(fù)雜系統(tǒng)拓展了新的認(rèn)知維度,。模型不僅描述問(wèn)題本身,，同時(shí)描述了問(wèn)題的邊界、環(huán)境和內(nèi)在聯(lián)系,。如果將觀察問(wèn)題的每一個(gè)視角理解為認(rèn)知的一個(gè)“維度”，那么模型就為我們拓展了一個(gè)新的認(rèn)知維度——“聯(lián)系維度”,。這個(gè)維度讓不同側(cè)面的畫(huà)面能夠聯(lián)系起來(lái),，才構(gòu)成了整個(gè)問(wèn)題的全貌。

因此,，認(rèn)識(shí)和解決復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題的過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)降維-升維的過(guò)程,，先把復(fù)雜的問(wèn)題通過(guò)分解、簡(jiǎn)化和抽象形成“低維模型”,，逐個(gè)解決后,，再根據(jù)低維模型間的相互聯(lián)系將這些低維模型重構(gòu)成更貼近現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的“高維模型”。完成了這個(gè)過(guò)程,，就對(duì)系統(tǒng)有了更深刻的認(rèn)識(shí),，就完成了一次認(rèn)知升級(jí)。在這個(gè)過(guò)程中,，模型就是認(rèn)知系統(tǒng)的工具和載體,，而模型的質(zhì)量（定義是否準(zhǔn)確、簡(jiǎn)化是否合理,、邏輯是否自洽,、關(guān)鍵信息是否完備以及是否直觀可理解）對(duì)這個(gè)認(rèn)知升級(jí)過(guò)程的效果和效率有著直接的、決定性的影響,。

所以,，從 DBSE轉(zhuǎn)向 MBSE，本質(zhì)上是從以自然語(yǔ)言為載體的認(rèn)知方式轉(zhuǎn)向以模型為載體的認(rèn)知方式,。這里所說(shuō)的模型,，泛指符合前述 3個(gè)特征的任意形式的模型，這些模型通?？梢苑譃?2大類(lèi)：一類(lèi)是從不同領(lǐng)域角度對(duì)具體存在物及其行為的描述,，可稱之為“專(zhuān)業(yè)模型”，例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的三維模型,、自動(dòng)控制領(lǐng)域的系統(tǒng)框圖和 Simulink模型,、力學(xué)分析的有限元模型等；另一類(lèi)則更關(guān)注描述組成系統(tǒng)的元素間以及系統(tǒng)與環(huán)境間關(guān)系的描述，稱為邏輯模型,，如產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)（PBS）,、接口表、N2圖等,。這 2類(lèi)模型結(jié)合起來(lái),，用統(tǒng)一、規(guī)范的語(yǔ)言描述就構(gòu)成了系統(tǒng)模型,。雖然理論上只要能夠?qū)ρ芯繉?duì)象進(jìn)行有目的的抽象描述,，模型的形式可以是任意的，但是作為一套用于指導(dǎo)工程實(shí)踐的方法論,，MBSE的模型必須通過(guò)簡(jiǎn)潔的,、一致的、成體系的描述方法來(lái)建立,，這種描述方法就是“建模語(yǔ)言”,。目前應(yīng)用較為廣泛的建模語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)包括SysML、IDEF0,、Modelica等,，它們出發(fā)點(diǎn)不同，各有側(cè)重,，并無(wú)優(yōu)劣之分,。除此之外，建模的過(guò)程中所遵循的方法（視角,、邏輯和過(guò)程等）也對(duì)建模的效率和效果有著重大的影響,，目前主要的建模方法有 Harmony、OOSEM,、State Analysis method,、Vitech Method等，這些方法在不同的產(chǎn)業(yè)和業(yè)務(wù)背景中誕生,，都帶有比較強(qiáng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn),，因此也并非是放之四海皆準(zhǔn)的方法，事實(shí)上,，實(shí)踐證明最好的方法也正是與業(yè)務(wù)特點(diǎn)和企業(yè)組織形式相適應(yīng)的方法,。

為了研究如何從傳統(tǒng)系統(tǒng)工程轉(zhuǎn)向基于模型的系統(tǒng)工程，就必須弄明白為什么要轉(zhuǎn)向“模型”,，也就是必須弄清楚傳統(tǒng)系統(tǒng)工程究竟出現(xiàn)了什么問(wèn)題,。

從 20世紀(jì) 60年代發(fā)展而來(lái)的傳統(tǒng)系統(tǒng)工程方法，曾經(jīng)在中國(guó)航天事業(yè)的特定時(shí)期發(fā)揮了巨大的作用,，很多理念深入人心,，也為國(guó)際系統(tǒng)工程的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)制定做出了突出貢獻(xiàn),。它通過(guò)制定流程、規(guī)則,、方法等約束性文件,，將系統(tǒng)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)固化下來(lái)，通過(guò)在工程系統(tǒng)的全生命周期貫徹這套規(guī)則體系,，保證系統(tǒng)目標(biāo)和質(zhì)量的實(shí)現(xiàn),。但近年來(lái)，面對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈和開(kāi)發(fā)節(jié)奏日益加快的新形勢(shì),，傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法已經(jīng)暴露出了許多問(wèn)題,，大致可以歸為以下2類(lèi)：

1）傳統(tǒng)系統(tǒng)工程方法成本高企。在近 20 年的時(shí)間中,，航天產(chǎn)品的研制周期普遍縮短了一半以上,，多個(gè)型號(hào)一齊開(kāi)工已成為大多數(shù)單位的常態(tài)。由于工作量陡增,，大部分的研制工作都存在超流程研制、文件簽署不及時(shí),、校對(duì)不充分等情況,，這種現(xiàn)象無(wú)法簡(jiǎn)單解釋為設(shè)計(jì)師責(zé)任心問(wèn)題，更根本的原因可能是現(xiàn)行的管理體系和系統(tǒng)工程方法的成本（包括時(shí)間成本）超過(guò)了任務(wù)所能接受的范圍,。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法中,，為了保證技術(shù)、質(zhì)量,、經(jīng)費(fèi),、進(jìn)度等多維度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，人們創(chuàng)造出了復(fù)雜的方法,、流程和規(guī)則體系,，其根本目的就是“控制”，控制質(zhì)量,、控制風(fēng)險(xiǎn),、控制進(jìn)度，實(shí)質(zhì)上就是一種通過(guò)更多的“控制”減小不確定性的行為邏輯,。然而,，任何控制都是有成本的，不斷復(fù)雜化的控制系統(tǒng)本身讓工作變得更加難以應(yīng)付,，直接結(jié)果就是響應(yīng)速度的降低,、工作效率的下降，以及管理成本的上升（當(dāng)前有些產(chǎn)品成本中甚至有一半是管理成本）,。這也是越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始嘗試“敏捷開(kāi)發(fā)”等新的研制模式的主要原因,。

2）基于文檔的知識(shí)管理能力不足,。在傳統(tǒng)的基于文檔的系統(tǒng)工程環(huán)境中，由于信息通過(guò)文件的形式記錄和傳遞,，存在著嚴(yán)重的信息遺失,。信息的遺失表現(xiàn)出兩種截然相反的形式：一方面，大量的過(guò)程信息,、設(shè)計(jì)師當(dāng)時(shí)的考慮和決策往往不能被記錄下來(lái),，保存下來(lái)的只是最終結(jié)果，久而久之這些寶貴的知識(shí)信息就遺失了,，同時(shí),，文件中引用的其他文件不具備鏈接的性質(zhì)，常常無(wú)法隨文件下發(fā),，也造成了一種信息丟失,；另一方面，由于要遵循大量的行文規(guī)范,，研制文件中的有用信息常常淹沒(méi)在大量的低價(jià)值文字中,，閱讀者不僅需要從大量的文字內(nèi)容中抽取有用信息，還需要努力理解編寫(xiě)者的思維邏輯,，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力還容易造成誤解和曲解,，這同樣是一種信息遺失。

另外,，近年來(lái),，基本上每個(gè)新型號(hào)都伴隨著跨代性質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用，隨著專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的深度細(xì)分,，總體設(shè)計(jì)師越來(lái)越感覺(jué)難以把握這些高度專(zhuān)業(yè)化的新技術(shù),。這反映出知識(shí)的爆發(fā)性增長(zhǎng)和專(zhuān)業(yè)分工深入的趨勢(shì)同個(gè)人認(rèn)知能力之間的矛盾，靠總體設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)和記憶去把握系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越不現(xiàn)實(shí),，緊張的研制進(jìn)度也不允許總體設(shè)計(jì)師通過(guò)研究技術(shù)資料開(kāi)展深入學(xué)習(xí),，傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程方法無(wú)法提供高效的知識(shí)管理和輔助決策能力。

以上兩種情況都反映出傳統(tǒng)基于文檔的系統(tǒng)工程方法在信息（知識(shí)）的記錄,、傳播,、管理和應(yīng)用上存在的問(wèn)題。

雖然傳統(tǒng)基于文檔的系統(tǒng)工程方法遇到了以上亟需解決的新問(wèn)題,，而理論上MBSE在這些方面有一定的優(yōu)勢(shì),，但是現(xiàn)實(shí)情況說(shuō)明，當(dāng)前在 MBSE的實(shí)踐中遇到的阻力幾乎是難以克服的,。在新事物的發(fā)展過(guò)程中,，初始階段大都會(huì)遇到重大的阻力，而它最終為大眾所接受的根本原因是因?yàn)樯鐣?huì)需求的內(nèi)生動(dòng)力超過(guò)了阻礙其發(fā)展的種種阻力,。因此,，系統(tǒng)工程要向基于模型發(fā)展,，也必須找到這種動(dòng)力。

在許多專(zhuān)業(yè)學(xué)科中,，向“基于模型”的轉(zhuǎn)型實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生,，例如在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，從二維圖紙和公式計(jì)算向基于三維模型的CAD設(shè)計(jì)和CAE驗(yàn)證早已非常普遍,。通過(guò)對(duì)這個(gè)成功特例的分析,，我們嘗試總結(jié)出轉(zhuǎn)向“模型”的一般規(guī)律。

首先,，從二維圖紙轉(zhuǎn)向三維模型大大降低了成本,。主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：（1）可視化降低了對(duì)空間想象能力的要求，縮短了設(shè)計(jì)師單位產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間,，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)工作也更為輕松，主觀接受意愿高,；（2）基于三維模型虛擬裝配更容易發(fā)現(xiàn)干涉等結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象,，節(jié)約了結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)時(shí)間；基于三維模型的 CAE仿真手段更使得在硬件生產(chǎn)前能夠開(kāi)展足夠的驗(yàn)證工作,，保證一次成功,，從而加快了迭代速度，減少了迭代次數(shù),，降低了研制成本,；（3）強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助工具的出現(xiàn)降低了行業(yè)門(mén)檻,，使更多的人可以參與到分工協(xié)作中,，從而使成本進(jìn)一步降低。人類(lèi)活動(dòng)總是有著向更低成本方向前進(jìn)的趨勢(shì),，因此可以說(shuō)成本因素是轉(zhuǎn)向模型的最底層推動(dòng)因素,。

此外，除了成本的推力外,，還有一種拉力將在未來(lái)加速這種趨勢(shì),。當(dāng)前，由于金屬件的生產(chǎn)環(huán)節(jié)依然大量依靠普通機(jī)床的減材制造實(shí)現(xiàn),，三維模型在生產(chǎn)環(huán)節(jié)沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì),。但是 3D打印為代表的增材制造設(shè)備和數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等更先進(jìn)的智能制造設(shè)備的普及將為三維模型的應(yīng)用打開(kāi)一個(gè)新的維度,，這些設(shè)備能夠讓設(shè)計(jì)師建立的三維模型直接用于產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程,，并可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)跨越地理空間的設(shè)計(jì)制造協(xié)作，這必將對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)-制造鏈條上的成本產(chǎn)生革命性的影響,。這就是轉(zhuǎn)向模型的第二個(gè)動(dòng)力：新技術(shù)帶來(lái)的發(fā)展維度牽引,。

因此,，向“基于模型”轉(zhuǎn)型的動(dòng)力是：成本驅(qū)動(dòng)的“推力”與發(fā)展驅(qū)動(dòng)的“拉力”一起形成的“合力”。

MBSE的實(shí)現(xiàn)形式必須能夠大幅降低開(kāi)發(fā)成本,，尤其是管理成本,；MBSE的實(shí)現(xiàn)有賴于新技術(shù)的牽引，系統(tǒng)模型的具體形式也必須符合這種新技術(shù)的需要,。針對(duì)這2個(gè)趨勢(shì),，可提出2個(gè)可行的方向。

基于文檔的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式可以抽象為圖 1所示的模型：每個(gè)人都利用自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)學(xué)科工具和“模型”（CAD,、CAE 模型,、程序代碼、表格,、文本等）開(kāi)展設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)活動(dòng),，再將設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的結(jié)果以文件的形式表達(dá)出來(lái)。

在這種研發(fā)模式中,，設(shè)計(jì)師從文件管理系統(tǒng)中獲取設(shè)計(jì)輸入,，系統(tǒng)中下一層級(jí)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)以上一層級(jí)給出的設(shè)計(jì)輸入文件為依據(jù)。而這種設(shè)計(jì)輸入合法性是通過(guò)文件的逐級(jí)審簽機(jī)制保證的,，這實(shí)際上構(gòu)成了一種自上而下的中心化,、層級(jí)式的研制模式。在基于文檔的環(huán)境下,，對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的控制往往退化為對(duì)文件的控制,，因此，在這種研制模式下,，為了不斷加強(qiáng)對(duì)文件正確性和有效性的控制,，文件的簽署和更改手續(xù)變得復(fù)雜而冗長(zhǎng)。同時(shí),，由于簽署完整的文件才是合法的有效文件,，效率與合法性之間的矛盾就凸顯了出來(lái)：為了保證研制合法，就必須等待上一層級(jí)簽署設(shè)計(jì)輸入再開(kāi)展設(shè)計(jì)工作,，這樣研制程序就變成了串行的瀑布模型,，而一旦輸入文件需要更改，又必須重新履行復(fù)雜的審批程序,，效率難以保證,；若要求較短的研制周期，就必須并行開(kāi)展各層級(jí)的設(shè)計(jì)工作,，這樣就會(huì)缺少設(shè)計(jì)依據(jù)合法性的保證,，研制團(tuán)隊(duì)中傳遞的各種信息難以得到有效的管控。現(xiàn)實(shí)的工程實(shí)踐中,，這樣的超流程工作,、合法設(shè)計(jì)依據(jù)缺位的現(xiàn)象大量存在,。

這種矛盾的根源就在于“控制思維”。更多的控制導(dǎo)致更慢的響應(yīng),，這與變化更快的市場(chǎng)需求形成了矛盾,。為了根本上解決這個(gè)問(wèn)題，就需要改變這種“控制思維”,，這實(shí)質(zhì)上就是需要系統(tǒng)研發(fā)模式發(fā)生轉(zhuǎn)型,。

現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段和仿真技術(shù)的方法為研發(fā)模式的轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備了條件。傳統(tǒng)的文件管理方法的產(chǎn)生背景是傳統(tǒng)工業(yè)時(shí)代,，由于文件（圖紙）是用于直接指導(dǎo)硬件樣機(jī)和產(chǎn)品生產(chǎn)的,，因此，必須用復(fù)雜的流程保證其準(zhǔn)確性,，以減少?gòu)U品和返工,。而在以信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代工業(yè)背景下，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（computer aided design,，CAD）,、計(jì)算機(jī)輔助工程（computeraided engineering，CAE）工具日益強(qiáng)大,，數(shù)字化的設(shè)計(jì)和仿真能力已經(jīng)覆蓋了幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域,，對(duì)硬件驗(yàn)證的需求越來(lái)越低，設(shè)計(jì)變更變得非常容易驗(yàn)證,，變更的成本大大降低,。在此背景下，可以大膽設(shè)想一種新的研制模式,，從“畏懼變化”的“控制思維”轉(zhuǎn)向“擁抱變化”的“進(jìn)化思維”,。

在數(shù)字模型高度發(fā)達(dá)的背景下，可以設(shè)想圖 2所示的研發(fā)模式,。

通過(guò)建立系統(tǒng)邏輯關(guān)系模型,，將各個(gè)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)模型聯(lián)系起來(lái),，專(zhuān)業(yè)模型通過(guò)定義好的接口進(jìn)行信息一致性的自動(dòng)維護(hù),，設(shè)計(jì)師更加關(guān)注的是不斷完善接口的定義和描述方法，而非接口間傳遞的信息本身,。

那么工作的模式就成為：所有的設(shè)計(jì)師都圍繞一個(gè)統(tǒng)一的,、由各人負(fù)責(zé)的部分組成的整體模型工作，模型信息的變化通過(guò)定義好的接口實(shí)現(xiàn)同步,。在這個(gè)過(guò)程中,，所有的信息交互和狀態(tài)變更都能實(shí)時(shí)地被利益相關(guān)方確認(rèn)，也能夠被信息系統(tǒng)記錄下來(lái),。就像“區(qū)塊鏈”一樣,，系統(tǒng)的每一次狀態(tài)演進(jìn)被所有相關(guān)節(jié)點(diǎn)確認(rèn),，也就實(shí)現(xiàn)了其一致性、唯一性和不可偽造性,，從而也就形成了一種不依賴權(quán)威的區(qū)中心化的“合法性”,。這樣一來(lái)，系統(tǒng)中的每一次變化都像“突變”一樣被寫(xiě)入“基因”,，不再需要因?yàn)殡S機(jī)出現(xiàn)的變化反復(fù)走復(fù)雜的文件審批和變更流程,，從而大大提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率，降低管理成本,。系統(tǒng)在這種不依賴權(quán)威的合法性框架下不斷進(jìn)化,，始終維持著各相關(guān)方的共同認(rèn)可，直到研制計(jì)劃規(guī)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn),，基線得到自然的確定,。

生產(chǎn)關(guān)系變革的需求需要由生產(chǎn)力的發(fā)展來(lái)滿足，而生產(chǎn)力的發(fā)展又依賴更高效的生產(chǎn)工具為其提供動(dòng)力,。MBSE 這種系統(tǒng)工程活動(dòng)的新工具的發(fā)展方向就是要通過(guò)這種方法的應(yīng)用,，促進(jìn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式的深刻變革。通過(guò)這種成本驅(qū)動(dòng)的變革,，解決了 MBSE推廣過(guò)程中的阻力問(wèn)題,，也就更容易通過(guò)更廣泛的實(shí)踐促進(jìn)發(fā)展。

MBSE 發(fā)展的第 2 個(gè)動(dòng)力就是新技術(shù)帶來(lái)的發(fā)展“拉力”,。這種拉力將來(lái)自于智能知識(shí)管理與應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作面臨知識(shí)管理能力不足的問(wèn)題：一是知識(shí)的捕獲能力不足，二是知識(shí)的應(yīng)用能力不足,。其中,，知識(shí)捕獲能力不足主要包括設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的碎片化知識(shí)捕獲能力不足和聯(lián)系信息的捕獲能力不足。在這個(gè)方面,，MBSE的各種系統(tǒng)建模語(yǔ)言都提供了大量描述“聯(lián)系”的手段,，利用這些語(yǔ)言，通過(guò)系統(tǒng)建模開(kāi)展設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)活動(dòng),，如果配合類(lèi)似網(wǎng)頁(yè) cookies 的信息捕獲機(jī)制就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的有效捕獲和聯(lián)系信息的維護(hù),。

建模技術(shù)僅僅解決了知識(shí)捕獲問(wèn)題，構(gòu)成了相互聯(lián)系的知識(shí)體系,，但建模僅僅是 MBSE的起點(diǎn),，基于人工智能的系統(tǒng)知識(shí)應(yīng)用技術(shù)則將從需求方向?yàn)?MBSE的打開(kāi)新的發(fā)展維度。正如AlphaGo 人工智能能夠利用海量的數(shù)據(jù)和圍棋知識(shí)體系做出勝率最高的決策,，基于人工智能技術(shù)的知識(shí)應(yīng)用技術(shù)將使計(jì)算機(jī)擁有系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)的能力,，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的方案權(quán)衡提供最優(yōu)方案建議。這種能力大大拓展了人類(lèi)對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知能力和設(shè)計(jì)能力，無(wú)疑在效率和效益上都具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),?；?SysML等系統(tǒng)建模語(yǔ)言建立起來(lái)的系統(tǒng)模型具有簡(jiǎn)潔、規(guī)范,、無(wú)二義性等特點(diǎn),，既能夠被人理解更容易被計(jì)算機(jī)理解，這種優(yōu)勢(shì)使系統(tǒng)模型可以直接用于知識(shí)的智能分析和應(yīng)用,，因此,，隨著基于人工智能的系統(tǒng)知識(shí)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，對(duì)基于模型的系統(tǒng)描述將產(chǎn)生巨大的牽引作用,，而這項(xiàng)技術(shù)本身也將成為基于模型的系統(tǒng)工程方法不可或缺的一部分,。

MBSE不僅僅是理論更是實(shí)踐，為了讓這種基于模型的思維能夠付諸實(shí)踐,，可能要同時(shí)從兩個(gè)方向?yàn)樗业铰涞刂罚阂环矫嬉獜摹俺杀掘?qū)動(dòng)”的角度去思考MBSE可以解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,，以研發(fā)模式轉(zhuǎn)型為目標(biāo)探索它的實(shí)踐途徑；另一方面,，要從“發(fā)展驅(qū)動(dòng)”的角度思考,，在“如何利用模型”上下功夫，圍繞模型提供的知識(shí)體系探索基于人工智能化的系統(tǒng)知識(shí)應(yīng)用技術(shù),，用下游新技術(shù)的發(fā)展為MBSE的普及創(chuàng)造更大的發(fā)展空間,。