今天的工程與產品開發(fā)在很大程度上依賴于工藝和技術的持續(xù)改進，而這種改進也帶來了工程量的迅速上漲。在經濟全球化的大背景下，供應鏈的復雜性及其所涉區(qū)域的數量均不斷增加，擁有一套能夠應對各種復雜性的開發(fā)方法至關重要，下一代基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）方法應運而生。

無論從展現形式還是從功能的角度來說，現代 MBSE方法與以前的方法都大相徑庭。其中，最重要的區(qū)別可能在于捕捉、存儲和共享系統(tǒng)信息的方式。如今，數據都采用集中存儲的方法，并能夠安全地對接到其它相關信息中，進而形成覆蓋開發(fā)流程直至服務運營的系統(tǒng)架構或路線圖。產品開發(fā)中涉及的各個流程均通過數字主線來提供支持，這些數字主線可以將在各領域工具中進行的決策和工作連接到一個個數字孿生。

MBSE的架構搭建

系統(tǒng)架構是MBSE的非常重要的一個環(huán)節(jié)，其涉及到業(yè)務中的諸多角色，主要功能是管理整個業(yè)務和價值鏈的開發(fā)流程。系統(tǒng)架構可以發(fā)生在新品的構思階段，也可以發(fā)生在確定棕地（brownfield）產品的需求階段?？梢哉f，系統(tǒng)架構定義了市場需求和開發(fā)藍圖。

系統(tǒng)架構所包含的信息非常廣泛，要有效地協調這些信息需要一套標準化方法，這對系統(tǒng)工程師而言就意味著需要用到類似于 SysML的建模語言和類似于 System Modeling Workbench的建模工具。但是，這一方法能否成功，取決于能否實現有效通信（effective communication）。

如何保持有效通信

在過去幾年里，MBSE在通信方面已經取得了顯著的進步，而SysML v2（下一代系統(tǒng)工程建模語言）將進一步提高通信速度。

SysML v2能夠改進機械、電子、電氣和軟件領域之間的MBSE通信。此前很多系統(tǒng)開發(fā)是使用通用建模語言（UML），無法應對諸如飛機或汽車所需的復雜系統(tǒng)模型。本地功能的缺失促使很多大型原始設備制造商和設計公司購買和創(chuàng)建 SysML的自定義擴展，然而，這樣一來，原來采用標準化建模語言便毫無意義，因為供應商無法使用系統(tǒng)架構中的信息和模型，甚至于內部部門有時也無法使用這些信息和模型。SysML v2的目標旨在擺脫 UML帶來的限制，并內置語法，用以處理系統(tǒng)架構師和企業(yè)日常所使用的模型。一個完善流暢的通信流程可促進下游重用，進而創(chuàng)造價值 —— 這也可以說是現代 MBSE方法非常強有力的價值主張。

下游應用

下游重用的效益其實很難界定，因為它可能出現在非常廣泛的應用中。舉例來說，就智能產品研發(fā)而言，重復使用軟件功能有助于降低代碼的復雜性。例如，在自動駕駛車輛的緊急制動系統(tǒng)中，電子和軟件系統(tǒng)需要了解一系列因素，以便識別障礙物并安全停車。解決此問題的最佳途徑是通過車輛中已有的軟件功能，其有助于減少車輛所需的代碼總量，并能進一步優(yōu)化電子控制器；另一個解決方法是利用通用處理器，計算更廣泛的數據集，但這種方法效率比較低。舉例來說，緊急制動系統(tǒng)可能從防抱死制動系統(tǒng)中提取數據，從自適應巡航控制系統(tǒng)中獲取速度和距離測量值，從集成了車載溫度傳感器中獲取路況信息。確切的數據流或許大不相同，但通過使用系統(tǒng)架構來規(guī)劃此類用例并優(yōu)化處理過程，可大幅提高互聯系統(tǒng)的有效性。

此外，下游數據應用可能還會影響到產品開發(fā)過程中業(yè)務導向性更強的領域。工程部門的 CAD 數據可用來在設計周期早期階段編制營銷資料。決策的可追溯性則可以向監(jiān)管部門提供關鍵的安全信息。采購經理可獲得與產品決策有關的必要洞見，助其選擇合適的供應商或批發(fā)商，并增強原始設備制造商與供應商網絡之間的協同。同時，下游數據應用還可助力評估產品及其制造流程的可持續(xù)性指標，以便持續(xù)進行技術投資。

MBSE的實現離不開準確且可通信的系統(tǒng)架構。為了開發(fā)成功的產品，企業(yè)需要對需求、成本、物料、制造流程、安全及競爭產品擁有全面了解，以便從時間、成本、質量、可持續(xù)性等方面打造差異化產品。與離散的知識相比，將信息作為互聯系統(tǒng)的一部分具有更高價值。如果能盡早地使用正確的軟件解決方案進行分析，便可創(chuàng)造更寬廣的設計空間，確定最優(yōu)架構，并以正確的方式建造正確的產品，并及時將之交付給客戶。作為專注于工業(yè)、基礎設施、交通和醫(yī)療領域的科技公司，西門子致力于打造完善的MBSE方法，以助力企業(yè)應對未來復雜的項目開發(fā)。