【導(dǎo)讀】系統(tǒng)工程源于NASA運載火箭的復(fù)雜系統(tǒng)集成需求，以結(jié)構(gòu)化拆解與跨系統(tǒng)協(xié)同管理，成為航空航天產(chǎn)業(yè)的核心支撐。但隨著飛行器、航天器集成度提升及復(fù)雜電子與軟件系統(tǒng)的引入，其自身復(fù)雜度加劇，跨域集成不足、數(shù)字鴻溝等問題凸顯，即便MBSE也未能根治。在此背景下，系統(tǒng)工程需從“局部優(yōu)化”轉(zhuǎn)向“整體協(xié)同”，而SysML v2、AI與綜合數(shù)字孿生三大技術(shù)，從協(xié)同語言、效率提升、數(shù)字底座維度提供了新路徑，為中國航空航天產(chǎn)業(yè)突破瓶頸、搶占低空經(jīng)濟新賽道創(chuàng)造了機遇。
挑戰(zhàn)：復(fù)雜性加劇與數(shù)字鴻溝
系統(tǒng)工程通過對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化拆解和跨系統(tǒng)協(xié)同管理，確保火箭各子系統(tǒng)能夠高度一致地協(xié)同工作。然而，系統(tǒng)工程在降低產(chǎn)品復(fù)雜度的同時，其自身也逐漸變得復(fù)雜。在現(xiàn)實中，不同工程領(lǐng)域之間的集成程度往往低于企業(yè)的主觀認(rèn)知，許多問題只有在跨域接口發(fā)生故障時才被暴露出來，即便從傳統(tǒng)的文檔驅(qū)動方法演進(jìn)到模型驅(qū)動系統(tǒng)工程（MBSE），這一問題依然存在。
這種集成上的不足往往導(dǎo)致設(shè)計錯誤、項目延期以及系統(tǒng)風(fēng)險的指數(shù)級放大。隨著新一代飛行器和航天器持續(xù)引入更復(fù)雜的電子系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)，整體復(fù)雜度也隨之增加。
在此背景下，系統(tǒng)工程亟需從“局部優(yōu)化”邁向“整體協(xié)同”，實現(xiàn)跨工程域的高度互操作與協(xié)同設(shè)計。這一轉(zhuǎn)型離不開系統(tǒng)性的數(shù)字化轉(zhuǎn)型投入，而這一需求在中國尤為迫切。
SysML v2：彌合工程鴻溝的關(guān)鍵工具
要實現(xiàn)系統(tǒng)工程的整體化，首先需要支撐新型協(xié)同流程的工具體系。SysML v2 正是在這一背景下展現(xiàn)出關(guān)鍵價值。
相較于注重模型的嚴(yán)謹(jǐn)性但互操作性有限的 SysML v1，SysML v2 是一種更直觀的建模方法。它使企業(yè)能夠靈活運用多種不同的建模方法論，從而極大地方便了數(shù)據(jù)的交換。
通過建立標(biāo)準(zhǔn)的框架，SysML v2 能使企業(yè)在不同工程域之間開放地共享信息，確保了數(shù)據(jù)的一致性，并促進(jìn)了集成化系統(tǒng)架構(gòu)的開發(fā)。
這使其能夠作為跨工程域的統(tǒng)一語言，在系統(tǒng)、軟件、電子與機械工程之間建立一致的數(shù)據(jù)與語義基礎(chǔ)。更重要的是，SysML v2 降低了系統(tǒng)工程的使用門檻。通過兼容多種建模思維，它使更多工程師能夠快速參與系統(tǒng)級設(shè)計，從而推動系統(tǒng)工程真正“下沉”到一線研發(fā)團(tuán)隊，而非局限于少數(shù)專家。
人工智能（AI）：探索創(chuàng)新的新路徑
另一項能夠變革系統(tǒng)工程的關(guān)鍵技術(shù)是 AI。隨著 SysML v2 實現(xiàn)流程和工作流的標(biāo)準(zhǔn)化，航空航天企業(yè)將更有能力將 AI 引入其工程戰(zhàn)略。
AI 技術(shù)的復(fù)雜程度將不斷提高。企業(yè)可以從相對簡單的任務(wù)入手，如數(shù)據(jù)傳輸和模型轉(zhuǎn)換，逐步過渡到更復(fù)雜的任務(wù)，如模型生成和驗證。SysML v2 可以提供標(biāo)準(zhǔn)的框架和工作流作為 AI 模型的基底，從而提高 AI 的準(zhǔn)確性和可靠性。
通過將這些重復(fù)性、繁瑣的任務(wù)交給 AI，工程師可以將更多時間投入到需要創(chuàng)新的任務(wù)上，從而加速產(chǎn)品上市時間，成倍地放大新系統(tǒng)工程戰(zhàn)略的影響力。
綜合數(shù)字孿生：數(shù)字化轉(zhuǎn)型的底座能力
任何成功的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，都離不開全面數(shù)字孿生和開放生態(tài)系統(tǒng)的支持，它們是連接所有工具的基礎(chǔ)。
全面數(shù)字孿生并非單一模型，而是貫穿產(chǎn)品全生命周期、覆蓋多工程域的虛擬系統(tǒng)映射。它通過端到端的數(shù)據(jù)可追溯性，將需求、設(shè)計、制造、驗證、運行乃至運維階段有機連接起來。
此外，全面數(shù)字孿生可以輕松融入開放的數(shù)據(jù)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)，與其他工具集成并協(xié)同工作。通過構(gòu)建這樣的生態(tài)系統(tǒng)，企業(yè)可以將 SysML v2 和 AI 等工具與數(shù)字孿生鏈接起來，充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)能力疊加和相互促進(jìn)。
以數(shù)字化系統(tǒng)工程，支撐航空航天新增長極
構(gòu)建真正整體化的系統(tǒng)工程體系并非一蹴而就，但路徑已經(jīng)清晰。SysML v2 能夠提供跨域協(xié)同的語言基礎(chǔ)，全面數(shù)字孿生構(gòu)建了全生命周期的數(shù)字底座，AI 則為工程效率與創(chuàng)新能力帶來大幅提升。當(dāng)這些能力通過開放的數(shù)字生態(tài)有機連接，其價值將被成倍放大。對于正處在高速成長與深度變革中的中國航空航天產(chǎn)業(yè)，尤其是以 eVTOL 為代表的低空經(jīng)濟新賽道而言，這不僅僅是技術(shù)升級，更是構(gòu)建長期競爭力的關(guān)鍵路徑。
面對系統(tǒng)復(fù)雜度與跨域集成挑戰(zhàn)，SysML v2、AI與綜合數(shù)字孿生三大技術(shù)各展所長，經(jīng)開放生態(tài)融合實現(xiàn)能力倍增，為系統(tǒng)工程向“整體協(xié)同”轉(zhuǎn)型提供支撐。對處于變革期的中國航空航天產(chǎn)業(yè)而言，以三者為核心推進(jìn)數(shù)字化系統(tǒng)工程，是破解難題、搶占低空經(jīng)濟新賽道、構(gòu)建長期競爭力的關(guān)鍵。未來，數(shù)字化系統(tǒng)工程將成為產(chǎn)業(yè)新增長極的核心引擎。
