內容概要：在當今科技飛速發展的時代，隨著制造業的不斷發展，系統的復雜度不斷攀升，從航空航天的高精尖裝備，到智能網聯汽車的復雜體系，傳統基于文檔的系統工程方法（TSE）在應對海量信息與數據時愈發捉襟見肘。在此背景下，基于模型的系統工程（MBSE）應運而生，它以建模方法的形式化應用為核心，貫穿系統從概念設計到全生命周期的各個階段，為解決復雜系統工程問題提供了新的思路與途徑。近年來，數據顯示，基于模型的系統工程（MBSE）發展迅速，市場規模持續攀升，2024年，中國MBSE軟件市場規模達到28.7億元，增長16.2%。我國MBSE軟件對外依賴度大，IBM、達索、西門子等跨國廠商憑借產品成熟度高、配套工具與服務完善等優勢，在國內市場占據主導地位，2024年海外廠商市場份額占比超7成。隨著我國工業軟件自主可控需求上升，國內企業紛紛加大MBSE軟件研發力度，推出相關產品。國產廠商加速崛起，并逐漸被越來越多的國內大型用戶所接受，市場份額不斷提升，預計到2025年本土企業市場份額將超30%，2027年有望突破40%。

上市企業：中國船舶(600150)、中國核電(601985)、中航科工（02357）、中國中車（601766）、小鵬汽車-W(09868)、理想汽車-W（02015）

相關企業：杭州華望系統科技有限公司、蘇州同元軟控信息技術有限公司、北京世冠金洋科技發展有限公司、北京靈思創奇科技有限公司、上海創景信息科技有限公司、北京科思誠科技有限公司、北京君合創想科技發展有限公司 南京遠思智能科技有限公司 達索析統(上海)信息技術有限公司、武漢大海信息系統科技有限公司、北京潤科通用技術有限公司、中國商用飛機有限責任公司

關鍵詞：基于模型的系統工程 (MBSE)、工業軟件、汽車、航空航天

一、基于模型的系統工程 (MBSE)行業相關概述

根據國際系統工程協會（INCOSE）在2007年發布的《SE愿景2020》中的定義，基于模型的系統工程 (MBSE)是建模方法在系統工程中的形式化應用，用以支持在系統全生命周期內開展需求、設計、分析、驗證和確認相關的活動。MBSE是基于文檔的傳統系統工程工作模式的演進，力求以多視角的系統模型做為橋梁，將跨學科/領域的模型關聯起來，實現跨學科/領域的模型追溯，從而驅動大型復雜系統生存周期內各階段的工程活動，最終實現以模型驅動的方法來采集、捕獲和提煉數據、信息和知識。

MBSE包含三個要素。（1）MBSE建模語言。建模語言定義了建模過程中的各種可視化元素以及各種元素所代表的語義。MBSE中所使用的語言主要是指SysML。（2）MBSE建模工具。MBSE建模工具是指系統開發人員在創建和管理模型過程中所使用的軟件系統。建模工具能夠部署一種或幾種建模語言提供建模語言中各種元素的可視化功能，并根據建模語言的標準賦予各種元素語義。（3）MBSE方法論。MBSE方法論是定義了設計團隊如何利用系統建模語言的各種圖形來建立系統模型，也就是工作流程。目前主要的方法包括：IBM提出的Harmony SE、INCOSE的Object-Oriented Systems Engineering Method (OOSEM)、Dori提出的Object-Process Methodology（OPM）、Vitech公司的系統工程方法論、噴氣推進實驗室的State Analysis方法等等。

MBSE使用更接近于人的理解和認識的模型作為主要工具，尤其是可視化模型，有利于設計者將精力集中在和業務邏輯相關的工作上，而不用過多地考慮與平臺相關的具體實現細節。在面對不同應用領域時，MBSE強調使用功能強大而靈活的領域相關建模語言創建系統的模型，基于領域知識實現領域專家、設計人員、系統工程師以及架構師等不同人員之間的良好溝通。具體來說，MBSE相對于TBSE具有如下優勢：1）可以清晰地刻畫復雜系統的初期結構、功能和行為等多方面的需求，具有無二義性。在傳統的系統工程工作過程中，系統的初期需求是以文檔為主的方式獲取的，但文字描述具有語義模糊性及理解的差異性，初期需求階段中不精確的需求說明會導致系統設計或實現階段產生巨大的偏差，而這種偏差往往會造成巨大的經濟損失及時間損失。2）系統設計的一體化。由于系統模型的建立是涵蓋系統的整個生命周期過程的，包括系統的需求、設計、分析、驗證和確認等活動，是一個統一整體的過程，可以提供一個完整的、一致的并可追溯的系統設計，從而可以保證系統設計的一體化，避免各組成部分間的設計沖突，降低風險。3）增強知識的獲取和再利用。系統生命周期中包含著許多信息的傳遞和轉換過程，如設計人員需要提取需求分析人員產生的需求信息進行系統的設計。由于模型具有的模塊化特點，使得信息的獲取、轉換以及再利用都更加方便和有效。4）模型具有可重用性，提高工作效率。對比傳統以文檔為中心的系統工程設計方案，基于模型的系統設計具有更強的模塊化特征，特別是在“面向對象的系統設計”中，同層次模型間耦合度較低，封裝性好。因此，模型的后期結果可在未來相關領域研究中被重用或修改后重用。5）基于模型的系統設計方法可以更好的支撐需求的跟蹤與管理。驗證系統設計方案是否滿足各方用戶的不同需求是系統工程工作過程中非常重要的一環，基于模型的系統工程方法可建立需求、功能、系統間的映射關系矩陣對系統需求進行跟蹤與管理。設計方可根據關系矩陣來確認方案與預期結果的差異，明確未達成的需求，并分析需求、功能及系統結構設計的的改變對系統整體的影響。

相關報告：智研咨詢發布的《2025年中國基于模型的系統工程 (MBSE)行業市場研究分析及產業趨勢研判報告》

MBSE最早應用于航空航天領域。美國國家航空航天局（NASA）明確要求系統論證交付物必須以模型形式呈現。波音、洛克希德·馬丁等航空航天巨頭積極采用MBSE開發各類飛行器系統，借助其可視化、集成化優勢，有效提升系統開發效率、降低成本，確保復雜航空系統的設計質量與可靠性。例如在新型飛機的研制中，通過 MBSE 構建的系統模型，能在設計早期對飛行器的空氣動力學、結構強度、航電系統等多方面進行聯合仿真與優化，避免后期設計變更帶來的高額成本。中國航空工業集團與 IBM 合作，引入 IBM Harmony - SE 方法及整套工具體系開展航空系統工程工作，通過仿真試驗對系統設計進行驗證與優化。中國商飛運用 Harmony - SE 方法解決飛機需求復雜、驗證難度大等問題，為大型飛機研制提供有力支撐。目前, 國內外MBSE的領域應用由航空航天領域擴展至國防工業、汽車、船舶、核工業等, 旨在通過系統模型體現系統工程流程, 并貫穿于全生命周期, 實現設計一致性與關聯可追溯性。如在汽車領域，福特公司利用 MBSE 完成智能汽車從用戶需求分析、系統架構設計到整車級系統仿真驗證的全流程工作。國外工業軟件供應商如法國達索系統（Dassault Systèmes）、德國西門子等，構建起覆蓋汽車從系統需求、開發、詳細設計到集成測試的完整 MBSE 解決方案，成為汽車電氣系統開發等領域的主流技術手段。

二、基于模型的系統工程 (MBSE)行業市場現狀

1、相關政策

國家高度重視工業軟件自主研發，提出構建自主可控、安全可靠、高端先進的國產工業軟件產業體系，加快國產工業軟件發展速度，國家政策在其中扮演著重要的引導角色。近年來，我國發布了一系列政策，支持基于模型的系統工程（MBSE）發展。2024年12月，工信部等三部門印發的《制造業企業數字化轉型實施指南》中，基于模型的系統工程（MBSE）被多次提及，顯示了其已成為國家當前著重關注的工業軟件領域之一。

2、市場規模

在當今科技飛速發展的時代，隨著制造業的不斷發展，系統的復雜度不斷攀升，從航空航天的高精尖裝備，到智能網聯汽車的復雜體系，傳統基于文檔的系統工程方法（TSE）在應對海量信息與數據時愈發捉襟見肘。在此背景下，基于模型的系統工程（MBSE）應運而生，它以建模方法的形式化應用為核心，貫穿系統從概念設計到全生命周期的各個階段，為解決復雜系統工程問題提供了新的思路與途徑。近年來，數據顯示，基于模型的系統工程（MBSE）發展迅速，市場規模持續攀升，2024年，中國MBSE軟件市場規模達到28.7億元，增長16.2%。

2024年，華東、中南和華北三個地區是MBSE軟件市場發展最為領先的區域，市場總體規模占據全國的領先位置，市場份額分別達到33.5%、23.7%和21.4%，主要是由于三個地區制造業發展較快，汽車、電子、鋼鐵、石化等產業在全國處于領先地位。同時，三個地區坐擁眾多高校和科研機構，科研實力較強，研究需求旺盛，MBSE相關成果轉化速度較快，在市場的供給端注入了較大活力。

3、企業格局

我國MBSE軟件對外依賴度大，IBM、達索、西門子等跨國廠商憑借產品成熟度高、配套工具與服務完善等優勢，在國內市場占據主導地位，2024年海外廠商市場份額占比超7成。隨著我國工業軟件自主可控需求上升，國內企業紛紛加大MBSE軟件研發力度，推出相關產品。國產廠商加速崛起，并逐漸被越來越多的國內大型用戶所接受，市場份額不斷提升，預計到2025年本土企業市場份額將超30%，2027年有望突破40%。

本土企業競爭力持續增強，部分中國廠商技術理念更為完善，可兼顧系統建模和仿真，能更好地助力用戶具備采用系統工程方法進行高端復雜裝備設計的條件和能力。目前，包括杭州華望系統科技有限公司、蘇州同元軟控信息技術有限公司等在內的國內企業在MBSE軟件領域實現較大突破，為MBSE軟件自主可控作出了重要貢獻。

三、基于模型的系統工程 (MBSE)行業發展趨勢

（1）與數字工程深度融合

伴隨著數字化研發技術體系的升級，MBSE正逐步延伸為數字工程或新一代MBSE技術體系。它將進一步整合各專業的CAD/CAE工具，強調任務、需求、功能、性能、物理、可靠性、工藝、維護以及孿生模型等全生命周期多階段模型在系統研制中的作用。通過數字工程平臺，實現系統研發全過程的數字化、集成化與智能化，提高系統整體性能與研發效率。

（2）系統建模語言的進化

SysML作為MBSE重要的建模語言，其2.0版本將帶來顯著變化。一方面，定義內核建模語言（KerML），增強語言擴展能力，可構建語義豐富且可互操作的領域化建模語言；另一方面，提升設計與仿真集成能力，強化SysML與Modelica等語言的協同，更好地實現數字化設計與驗證在復雜系統研制中的同等重要作用，為復雜系統建模提供更強大的支持。

（3）人工智能賦能MBSE

將MBSE方法應用于智能化系統中，用于智能算法設計與驗證。例如在設計自動駕駛算法時，借助MBSE構建系統模型，對算法在不同場景下的性能、安全性進行模擬與驗證，確保智能算法符合系統整體需求。利用AI算法提升復雜系統數字化設計與驗證能力。如通過機器學習算法對大量歷史項目數據進行分析，輔助需求提取與模型優化；利用自然語言處理技術實現需求文檔與模型之間的自動轉換，提高工作效率。

以上數據及信息可參考智研咨詢（www.szxuejia.com）發布的《2025年中國基于模型的系統工程 (MBSE)行業市場研究分析及產業趨勢研判報告》。智研咨詢是中國領先產業咨詢機構，提供深度產業研究報告、商業計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業動態。