http://www.gkong.com 2026-01-16 10:56 来源:西门子工业业务领域
在人类航空航天史上,阿波罗计划无疑是一座里程碑。它不仅成功实现了人类首次登月,更催生了无线耳机、集成电路、电子邮件以及无绳工具这些改变我们生活的技术成果。
同时,这项计划还孕育出一项常被忽略的宝贵遗产——系统工程(Systems Engineering)。NASA 当时建造的运载火箭首次大规模集成了大量高度复杂、相互集成的系统,传统的工程方法已无法应对如此复杂的系统协同问题,系统工程应运而生,随后更是迅速扩展至整个航空航天产业,持续推动着新型飞行器和航天器的创新。
挑战:复杂性加剧与数字鸿沟
系统工程通过对复杂系统进行结构化拆解和跨系统协同管理,确保火箭各子系统能够高度一致地协同工作。然而,系统工程在降低产品复杂度的同时,其自身也逐渐变得复杂。在现实中,不同工程领域之间的集成程度往往低于企业的主观认知,许多问题只有在跨域接口发生故障时才被暴露出来,即便从传统的文档驱动方法演进到模型驱动系统工程(MBSE),这一问题依然存在。
这种集成上的不足往往导致设计错误、项目延期以及系统风险的指数级放大。随着新一代飞行器和航天器持续引入更复杂的电子系统与软件系统,整体复杂度也随之增加。
在此背景下,系统工程亟需从“局部优化”迈向“整体协同”,实现跨工程域的高度互操作与协同设计。这一转型离不开系统性的数字化转型投入,而这一需求在中国尤为迫切。
SysML v2:弥合工程鸿沟的关键工具
要实现系统工程的整体化,首先需要支撑新型协同流程的工具体系。SysML v2 正是在这一背景下展现出关键价值。
相较于注重模型的严谨性但互操作性有限的 SysML v1,SysML v2 是一种更直观的建模方法。它使企业能够灵活运用多种不同的建模方法论,从而极大地方便了数据的交换。
通过建立标准的框架,SysML v2 能使企业在不同工程域之间开放地共享信息,确保了数据的一致性,并促进了集成化系统架构的开发。
这使其能够作为跨工程域的统一语言,在系统、软件、电子与机械工程之间建立一致的数据与语义基础。更重要的是,SysML v2 降低了系统工程的使用门槛。通过兼容多种建模思维,它使更多工程师能够快速参与系统级设计,从而推动系统工程真正“下沉”到一线研发团队,而非局限于少数专家。
人工智能(AI):探索创新的新路径
另一项能够变革系统工程的关键技术是 AI。随着 SysML v2 实现流程和工作流的标准化,航空航天企业将更有能力将 AI 引入其工程战略。
AI 技术的复杂程度将不断提高。企业可以从相对简单的任务入手,如数据传输和模型转换,逐步过渡到更复杂的任务,如模型生成和验证。SysML v2 可以提供标准的框架和工作流作为 AI 模型的基底,从而提高 AI 的准确性和可靠性。
通过将这些重复性、繁琐的任务交给 AI,工程师可以将更多时间投入到需要创新的任务上,从而加速产品上市时间,成倍地放大新系统工程战略的影响力。
综合数字孪生:数字化转型的底座能力
任何成功的数字化转型,都离不开全面数字孪生和开放生态系统的支持,它们是连接所有工具的基础。
全面数字孪生并非单一模型,而是贯穿产品全生命周期、覆盖多工程域的虚拟系统映射。它通过端到端的数据可追溯性,将需求、设计、制造、验证、运行乃至运维阶段有机连接起来。
此外,全面数字孪生可以轻松融入开放的数据环境和生态系统,与其他工具集成并协同工作。通过构建这样的生态系统,企业可以将 SysML v2 和 AI 等工具与数字孪生链接起来,充分发挥它们各自的优势,实现能力叠加和相互促进。
以数字化系统工程,支撑航空航天新增长极
构建真正整体化的系统工程体系并非一蹴而就,但路径已经清晰。SysML v2 能够提供跨域协同的语言基础,全面数字孪生构建了全生命周期的数字底座,AI 则为工程效率与创新能力带来大幅提升。当这些能力通过开放的数字生态有机连接,其价值将被成倍放大。对于正处在高速成长与深度变革中的中国航空航天产业,尤其是以 eVTOL 为代表的低空经济新赛道而言,这不仅仅是技术升级,更是构建长期竞争力的关键路径。