前言1978年9月27日，錢學森、許國志和王壽云聯名在《文匯報》發(fā)表了一篇題為《組織管理的技術——系統(tǒng)工程》的文章，這篇文章開創(chuàng)了中國系統(tǒng)工程的研究熱潮。錢學森等構建了一套完整的復雜產品研制框架和思路，組建了總體工程研究所、分系統(tǒng)工程研究所和單機工程研究所的組織機構，開展了以“兩彈一星”為實例的最佳實踐，形成了中國完備的系統(tǒng)工程研制體系。其研制手段采用了基于文檔的系統(tǒng)工程，串接了總體、分系統(tǒng)、單機各個設計鏈路，覆蓋了方案論證、方案設計、工程研制、部署交付等各個階段，其局部的技術手段和技術點隨著計算機、信息化和工業(yè)軟件的不斷發(fā)展，不斷被吸納更新進復雜產品研制活動里，形成了一系列局部意義上的系統(tǒng)工程創(chuàng)新實踐。歷經幾代人的工程實踐，系統(tǒng)工程學科取得了迅猛發(fā)展，其里程碑事件如下：1）傳統(tǒng)的串接復雜產品研制從研制總要求、方案論證報告、方案設計報告、任務書、各類技術要求、測試大綱、測試要求、測試細則、發(fā)射流程，到終點的發(fā)射總結報告,從早期的手寫階段到電子化階段，形成了Word、Excel、Visio等各類電子文檔。2)傳統(tǒng)的基于手畫的理論圖、復雜產品設計二維圖，歷經二維電子文檔、AutoCAD等，到三維全要素的CAD模型，完成了產品設計的全三維模型的升級。3)傳統(tǒng)的基于手算的各類公式和分析，完全被計算機各類專業(yè)軟件，如MATLAB、CAE類軟件等取代，完成了計算分析類以模型為核心的專業(yè)化、精細化、快速化升級轉變。4)技術狀態(tài)管控的升級，從早期的檔案室文檔管理、電子化文檔管理到現在的基于模型的PDM技術狀態(tài)管控。面向未來的智能設計，當前系統(tǒng)工程存在不足，分析如下：1）針對各類文檔，形式化嚴重不足，是未來復雜產品設計制造服務智能化的一塊短板。隨著面向對象的技術日漸成熟，借鑒三維CAD思想，運用全要素模型化和唯一數據源思想，開展文檔模型化，有機組織系統(tǒng)設計、系統(tǒng)研制過程和系統(tǒng)屬性，形成全要素的系統(tǒng)模型，為未來智能設計奠定良好的數據基礎。2）針對產品設計領域，數據標準化不足，以及產品設計模型和系統(tǒng)設計領域的系統(tǒng)模型、專業(yè)仿真模型和各類算法模型的互操作性不足，需要繼續(xù)加強產品設計領域的模型元素資源化和數據標準化。3）針對技術狀態(tài)管控領域，目前技術狀態(tài)管控領域與產品設計模型互操作性良好，如Windchill與Creo、3DE與CATIA、TC與NX，不足之處是技術狀態(tài)管控與其他電子電氣、軟件產品設計模型的互操作性不足。截至目前，電子電氣學科模型、軟件學科模型等各類模型的元素級的技術狀態(tài)管控在工程實踐中尚不充分。此外，針對系統(tǒng)設計領域的系統(tǒng)模型的元素級管控，技術狀態(tài)管控平臺和軟件尚在發(fā)展中，暫無成熟的實踐案例。4）全生命周期多源異構模型的建立和數據互聯互通也是亟待解決的問題。針對上述問題，基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）是很好的解決方案。本書將重點介紹通過模型化傳統(tǒng)的系統(tǒng)設計領域的文檔，構建系統(tǒng)模型的基礎理論與建模實踐，講述系統(tǒng)模型與傳統(tǒng)各類模型的協(xié)同方法，實現系統(tǒng)設計過程的模型化、系統(tǒng)設計結果的模型化和系統(tǒng)研制過程的全鏈路協(xié)同。本書試圖說明基于模型的系統(tǒng)工程基礎理論、設計原則及良好的實踐流程，輔以具體的工程實踐示例，建立型號實踐與基于模型的系統(tǒng)工程理論之間的橋梁，便于工程界更好地開展系統(tǒng)工程實踐，但不強調完成某個具體型號任務。本書包含7個核心章節(jié)：①基于模型的系統(tǒng)工程概述；②基于模型的需求工程；③基于模型的功能設計；④基于模型的邏輯架構設計；⑤基于模型的物理架構設計；⑥基于模型的協(xié)同設計；⑦基于模型的系統(tǒng)工程環(huán)境。本書可為系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)設計師、信息化管理人員和數字化轉型領導者提供自頂向下的參考，同時本書可為系統(tǒng)工程學者和研究者提供工業(yè)界的系統(tǒng)工程流程、實踐方法和所需理論及技術。在此，感謝劉振東、羅珊、趙國毅、靳益利、蔡小雙、俞壬棟、洪蓉、龍廣宇、蔡承志等各位同志對建模實踐提供的支持和幫助。感謝科技部重點研發(fā)計劃“復雜產品設計制造服務一體化系統(tǒng)建模理論”(2020YFB1708100)、民用航天技術預先研究重大項目“基于MBSE的航天運輸系統(tǒng)體系設計與驗證技術”(D020101)和中央軍委裝備發(fā)展部“十四五”預研項目“多系統(tǒng)建模與設計空間智能決策技術”（50923010101）等基金的支持。在本書編寫過程中，作者參考并引用了大量國內外相關著作和資料，在此一并對其作者表示衷心的感謝。由于作者學識水平有限，書中難免出現疏漏和不妥，懇請廣大讀者批評指正。作者