2019年10月18日，华为公司第一届MBSE技术工程大会在深圳坂田基地F1召开。
原中航工业副总经理、清华大学特聘教授张新国受邀演讲，他演讲的题目是《MBSE与创新转型》。心声社区对此进行了记录整理，全文如下。
过去我们跟踪式发展，别人有什么系统，我们就把这个系统分解成子系统、分系统、部件去跟踪模仿，但实际上我们研发的产品都处于一个更大的系统中，比如手机，是在网上运行的，是处于一个更大的系统（System of System，SoS）中。
另外，这个SoS可能是属于个人的，也可能属于组织的。讲组织，一定是包含人、财、物、技术、组织、流程、文化等。人类第一次把面对物理系统工程的方法用到了人类组织本身，这就是Enterprise Systems Engineering（ESE）。
按照ESE理念，一个公司的所有利益相关者都应该统一综合考虑，包含人、财、物、技术、组织、流程、文化等。例如，一个公司内部研发体系和质量运营体系，应该是统一的整体，而不是通过组织和人的形式进行隔离。
从中航工业近10年的实践和国防工业整个推进MBSE的历程看，对中国工业来说，如何从跟踪型发展转变到创新性发展，我们正处于一个转折期，我们全面的创新还没有开始。所以，应该借这次机会实现工业转型。
工业转型我们已经说了好多年，但转什么、到底怎么转，我认为（MBSE）是一个很好的契机。后边会解释创新转型和MBSE的关系。
早期的产品如飞机，主要是机械系统，90%的部件是机械，仪表也是机械的。后来有了嵌入式系统，飞机的控制系统、航电系统都发生了变化。后来飞机上有了总线、局域网，有了网络，系统变得更复杂。万物互联，不能是Bottom up，必须按照Top down的方式来设计。未来是万物互联，通讯业变得异常复杂，还能否用过去的方式来研发，这是一个问题。
我们用Complex Index（复杂度指数）来表达，也就是系统内部的部件数、部件之间的关系数，还有系统与外部元素的关系数来表达，机械时代的复杂度是10三次方，发展到机电时代的10六次方，再到现在的机电软网时代的10九次方，肯定不能用机械时代和机电时代的方法，必须用新的研发模式，还要问我们的研发是怎么组织的。
系统工程综合多个学科，从用户的运行需求（怎么用），变成一个涵盖多学科的解决方案，这是系统工程的职责所在。但我国在系统工程教育上有较大缺失，大学里只设各个专业，没有教系统工程，没有提供多学科综合人才的培训。而国外几乎每一个有名的大学，都有系统工程专业。研究问题靠专业，解决问题靠综合（系统工程），不可能由一个专业去回答solution的问题。
我们在航空航天及国防领域做了调查，按传统的系统工程，一个工程研发，一次迭代需要3-5年，几百亿的经费，而大的工程需要迭代2-3次。美国国防部希望减少迭代，但人的认知是基于迭代的，减少迭代就会减少对系统的认知，就会增加风险。
如何把系统工程V型图中左侧的数字域到右侧的物理域的迭代，变成在左侧的数字域的迭代，这种迭代速度会很快、次数会很多，把迭代时间从论年算变成论月算、论周算。搞MBSE绝不是赶时髦，如果没有弄清楚其中的道理，根本就不要搞。
说到模型，很多同志都感到麻木，说模型都做了几十年了。但实际上现在的模式都是各个专业的，机械的、电子的，热的、流体的、固体的，等等，没有建过系统级模型。
为什么？因为你建的要么是数学模型，要么是物理模型。我们现在要建的是概念模型（Conceptual Modeling），这是人类第一次对概念建模。
为什么要从概念建模？因为创新和创造是从idea、概念开始，而过去是跟随式、模仿式创新，可以照着别人的做，可以从物理模型开始建模。
如果想真正创新，必须从idea、概念开始建模。概念如果不能建模，概念如何传递到各个学科，没有概念模型，就无法把各学科的模型综合起来。为什么现在这么多的各个学科的模型，却无法集成，为什么不能在硬件制造和软件编程前进行集成？可不可以不要目标机、不要目标软件，就进行计算机的软硬件综合？实际上，在航空航天界已经做到了。
因为从用户需求的捕获到系统规格，都是用自然语言写文档，非常模糊，有歧义，各自有各自的理解，这是70%的错误被引入的主要原因。
目前各个企业的软件工具非常多，但这是碎片式的数字化，数据不能交互，工具是异构的，不能形成工具链，靠做出实物来综合。仍然是碎片化的建模与仿真，看到全局的时候还是靠最后的实物。30年的数字化，为什么不能看到数字域的全局，谁来回答这个问题。
基于文档模式下，工程师的活能干完，但文档写不完，必须把工程师从写文档中解放出来。
国防工业调查结果显示，大量工程师的活能够干完，但文档写不完。为什么要把工程师大量的精力花在写文档上？写文档是不是创造性劳动？但是评审需要、质量管理需要、领导要看需要，这些事值不值？也不问这些文档有什么用、存在什么问题？文档既不能表达多视角，也不能准确表达语义，也不能保持协调一致性，更可怕的是根本没有可追溯性。
今后，把工程师从写文档中解放出来，工作主要用模型，文档用于查询、存档，文档由模型生成。
各个行业的技术发展很快，变更是很常见的，但如果不能准确地进行变更影响分析，则很容易在变更时解决了1个问题，而引起了3个问题。因为任何变更都是局部发起的，局部的变更一定要知道对整体的影响。但基于文档模式下，很难进行变更影响分析。变更影响分析的基础是可追溯性。
MBSE采用图形化、正规化的语言，替代自然语言，每个人看到后的理解是一样的，同时，该语言也是人和机器（计算机）都能够解读、理解的。现在我们很多软件的语言只是他这个团队的人能够看懂，用户看不懂。
我们国防工业的成果是辉煌的，但研发过程是极其落后的。我估计华为也是一样的，因为我们有一个共同的大环境。
刚才说系统工程研发过程是一个大迭代过程，时间很长，原因是什么？
因为过去我们在左上角只能描述和分析功能，不能运行功能，不能展示行为，只能进行结构分析，我们这么多年做的Digital Mockup、电子样机、数字样机，仅仅是是几何样机。
如果我们能够在左边展示行为、验证功能，那我们就可以做功能样机，这是目前高铁、汽车、飞机这些大的工业领域都在做的。如果一旦能够做数字功能样机，就意味着在制造之前进行虚拟综合，进行虚拟产品的综合测试。这是一次技术革命，也是工业4.0背后的逻辑。
R（需求）是问题域，是用户需要什么；F（Function）是系统提供什么功能来满足客户的需要，是系统所要做的事，不是怎么做。
怎么做是逻辑层L（Logical）考虑的，功能分配是F向逻辑层的分配，我们长期的跟踪式发展，使我们没有认真进行过功能分配，这是创新的很关键的一步，就是你把这个功能使分配给硬件还是软件，分配给电磁还是液压，这些都要和物理层（Physical）对接。而且每一层是独立的，需求独立于功能，功能独立于方案，方案独立于技术，不要用下一层回答上一层的问题，否则会阻碍创新，也会误导问题。
大家还没有区分C和C++的巨大变化，C还是面向过程的，C++是面向对象的，我们大量的软件还没有转过来。
面向对象，就是要面向问题，而不是用解决方案回答问题。过去是在肢解结构，而面向对象，是结构和行为的同步分解，当分解行为的时候不会破坏整体。另外，面向对象的抽象、封装、继承、多态，都是符合系统论的。
基于文档到基于模型的转变，前边已经讨论过。
关于求解问题的正规方法（Formal Method），简单问题，可以靠直觉，所以把工程师就做problem solver（问题解决者）；面向复杂问题，不可能直接得到解决方案，必须先表达问题，独立于解决方案，通过计算，输出，通过解释得到解决方案。这才是Formal Method。
来源：心声社区，记录人：陈红涛，可信系统工程实验室；审核人：张博
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