基於模型的系統工程 (MBSE) 是一種方法，側重於建立和利用數位系統和工程領域模型，作為交換資訊、回饋和需求的主要手段，有別於以文件為主的系統工程。 這涉及到整個過程，包括捕捉、溝通和確保我們用來表示一個系統的所有數字模型在整個系統生命周期中保持協調和維護。

在1990年前，系統工程設計往往是一堆相關的文件和紙張，其中包含圖面、圖表、數學公式、需求條件和其他系統運作方式的規範。但大約在那段時間，專案變得過於龐大，無法依賴紙本文件。其中問題包括：

• 隨著系統概念的發展，設計規格的維護也隨之改變：在過去，如果一個工程師在一個文件中修改了一個尺寸，他們必須遍歷整堆文件，確保這個改變在包含該尺寸的每一個文件中都被修改。如果還有其他副本，則難以確認所有副本上都記錄了此變更。
• 人類的人為的解讀這是完全可能的，由於人為書寫和理解的模糊性，兩位工程師可能會讀到規格中相同的句子，但卻有不同的理解。
• 可驗證性：在將一個模型的計算結果作為後續計算的輸入之前，您如何確保該模型在其中一個頁面上進行的計算是無誤的呢？

MBSE 的開發是為了使用「智慧型」數位模型取代靜態文件，這些模型包含了關於系統的一切重要內容：條件需求、架構，以及系統各部分間的介面。這些數位模型不同於最多只能整理成文件夾的紙張文件，它們通過「數位線索」連接在一起，可以追蹤該線索以了解整個設計的內容。

整體系統架構模型 (SAM) 是專案成員的「權威事實來源」。數位模型有一個中央位置，可由專案的所有工程師存取，但無法由他人獨立進行修改，以此保留單一事實來源。任何變更都會自動傳播到整個模型中，並由軟體檢查內部的一致性和準確性。

MBSE 依賴三個主要元件：

1. 在SAM（System Architecture Model）中，設計的系統以一系列連接的方塊圖來描述系統的物理和功能架構。SAM還包含了系統所需具備的全面品質清單或需要執行的功能（需求）。SAM 是使用專門的軟體程式所建構，並利用特殊用途的語言來描述系統架構。
2. 工程模擬軟體。可以將 SAM 比做電腦輔助設計 (CAD) 繪圖：它詳細說明了該系統，但僅從 SAM 中無法判斷該系統是否符合需求。為此，SAM 必須與工程模擬搭配使用。如果您設計的飛機必須能承受 6 G，那麼工程師就必須進行模擬以判斷自己設計的飛機是否符合這項任務。由於複雜的系統可能需要工程師執行許多不同類型的模擬求解器，如結構、流體、電磁、嵌入式軟體、安全性、資訊安全等等，因此能夠使用多種不同類型的模擬工具非常重要。
3. 集中式運算中心。無論位於公司內部或雲端，這個集中式的運算中心包含 SAM 與可執行軟體。它會執行所有功能，並儲存 MBSE 程序的所有結果

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