从系统工程到复杂系统工程，系统复杂度不断增加，传统的系统工程方法难以高效沟通的原因是信息传递主要基于文件。文件传递的是静态信息，文件之间的依赖性很难追踪，当数据量大的时候就失去了对数据的有效管控，还带来了版本、版次等大量管理问题。而传统的产品数据管理解决的也主要是结构领域，对于电气、电子、液压等其他学科也缺乏有效的管理方法，同时对复杂系统的研发过程也缺乏指导方法，如需求、结构、行为和参数等。系统开发的复杂性也给开发过程中所应用的工具带来了更大的挑战，对于异构的专业工具来说，离散、缺乏关联的系统和数据无法满足多学科协同的系统要求。

MBSE可以解决复杂系统工程的问题，是在复杂产品背景下进行协同产品开发的最佳方法。相对于文件传递，模型传递的是动态信息，包括了需求、结构、行为和参数，可以使整个组织各专业、各技术领域的人更容易理解系统。比如，以前的机械设计都是二维设计，后来到三维设计，现在既能三维设计仿真，又能三维标注尺寸，还可以三维制造仿真。基于模型，在整个过程中，任何时候工艺对设计提出更改，制造对工艺提出更改，大家传递和使用的还是同一种模型，不会产生歧义。任何时候发生变化，就去修改模型，不管在哪个点上修改，都能实现全程传递。因此，为了在多学科之间实施系统工程，必须有支持跨专业、跨学科的统一的模型表达语言，为系统工程中的逐级分析与验证提供基础（图2）。

图2　复杂系统驱动下的系统工程转型

在传统系统工程中，我们以前长期使用的是瀑布型开发模型，后来使用了V型模型，现在需要在V型模型中间再加一个模型库，这三个模型的变化是什么？传统的系统工程是基于确定论和设计论，也就是我们通常在系统工程的开始就要“冻结需求”。而复杂系统工程基于进化认识论，要不断地适应变化。需求是无法在一开始就冻结的，因为系统太复杂，以至于不可能一开始就对需求认识得很清楚，而是在整个过程中不断完善。需求阶段就要基于系统的运行场景进行设想。所谓场景，就是要有情景，有人物、角色，有故事情节中的动态行为和逻辑顺序。实际上就是要有“推演”，这相当于今后的系统工程师的角色和导演，需要知道故事情节是什么，剧中的角色该以什么方式去行动，输入是什么，输出是什么，整个过程都要设想清楚，才能描述场景。这些场景分析，并不是一开始出现一个概念，把概念变成设计再制造，然后再去试验，试了不成功再去调整。基于模型的系统工程，不是在V型模型的左边完成设计，等硬件在底端制造出来，再去V型的右边综合和验证，而是在V型的中间插入一个模型库，V型的左边每一步都和模型库对应，进行虚拟数字环境下的设计、制造、装配、试验、验证等全过程，就是以V型的左边和中间的模型库实现全V过程的虚拟化，并快速迭代，最后等硬件制造出来就实现了“一次成功”，从而使V型的右边得以顺利快速地完成，而这对于传统系统工程来说，V型的右边往往是工程延迟和失败的危险区。NASA讲的“建造前飞行（fly before built）”就是指开始并没有制造，在虚拟数字环境下基于模型去设计、制造、试验等，就可以看到最终场景，并在整个过程中不断完善需求，不断适应变化。这就是MBSE所带来的巨大变革。

所以，面对复杂系统，应对的策略是以科律性的流程-结构化的过程知识来应对复杂系统结果的不确定性；以系统化的模型-结构化的元素关系，来应对复杂系统工程的可演进性。(www.daowen.com)

2007年，国际系统工程学会（INCOSE）在《系统工程2020愿景》中提出MBSE的定义：对系统需求、设计、分析、验证与确认等活动的建模行为的形式化与标准化的应用，这种建模应用从系统概念设计阶段开始并贯穿系统开发及之后的生命周期。INCOSE强调，MBSE是未来系统工程方法与技术的发展趋势，是系统工程领域的一次变革。

2010年，对象管理组织（OMG）对美国各家军工企业的MBSE应用情况进行调研，结果表明47.2%的企业已经将系统建模集成进业务流程，NASA十大中心已经明确要求系统论证交付物必须是模型，洛克希德·马丁公司潜艇设计团队在进行全新潜艇电子系统设计过程中花费1年时间将原来的文档全部转换为系统模型，建模对象包括来自于20个项目办的35套分系统、3 500条接口需求、500项服务、5 000个接口实体模型、15 000条模型元素之间的关系，通过模型化描述的方式解决了其过去复杂系统工程过程中变更管理不易开展的问题。此外，美国国防部对系统工程研制模式的革新格外关注。2013年，美国国防部“负责系统工程的助理部长帮办”和“海军航空系统司令部”联合支持美国国防部系统工程研究中心开展“通过MBSE实现系统工程转型”的研究，旨在通过MBSE对现行研制模式进行全面梳理与重新组织，实现转型升级。德国“工业4.0实施规划”中将“利用模型掌握系统复杂性”列为8个未来重要活动领域之一。这些数据和信息表明以美国、德国为代表的工业强国充分重视MBSE，已经就MBSE开展了较为广泛的实践应用与持续创新。

鉴于以模型为中心带来的巨大价值，MBSE可以进一步拓展应用到所有的工程领域，从SoS工程、系统工程、机械工程、电气工程和软件工程等都以模型为中心，从而实现整个系统全生命周期的基于模型的工程（MBE），进而实现全生命周期的协同产品开发、多学科多属性的空间探索，以及基于数字线程技术的连续性闭环验证与确认，如图3所示。

图3　DBSE到MBSE，再到MBE