如何开发高度复杂的车辆架构，将软件、电子和机械无缝集成并且是在日益缩短的开发周期内？这个问题目前困扰着汽车行业的几乎所有参与者。软件定义汽车正在从根本上改变行业：功能日益由软件控制，车辆平台更加模块化，创新周期更短。与此同时，安全标准、产品变体多样性和集成要求却在不断增加。

汽车制造中日益增强的软件中心化趋势，给开发组织带来了巨大挑战

汽车制造的新规则

在此背景下，一种方法日益受到关注：基于模型的系统工程。作为一种贯穿始终、数字化的开发方法，MBSE有潜力使复杂技术系统变得可控，并且是跨越所有学科、部门和公司边界的。

就在几年前，以文档为中心的流程还主导着车辆开发的日常。需求是手动记录的，测试计划在Excel中维护，系统架构在PowerPoint中可视化。如今，这种做法已不再可行。当今车辆包含多达1.5亿行代码，大量控制单元要与机械部件和软件模块协调一致，并且要确保在整个生命周期内可靠地进行空中升级。

工作流替代线性流程

在此背景下，MBSE用跨学科的、基于模型的工作流取代了线性开发流程。与其将规范记录在孤立的文档中，不如创建作为“唯一事实来源”的数字系统模型。

要成功实现向软件定义汽车的转型，企业不仅需要新技术，还需要新的方法论基础。MBSE是这一转型的核心赋能因素之一。基于模型的方法为开发过程和产品本身都带来了一系列具体优势。

1. 通过并行流程加速开发： 利用MBSE，可以同步建模需求、架构和测试用例。这使得目标冲突或设计缺陷能够及早被发现。验证通过仿真支持进行，从而减少了物理测试循环的次数。开发时间得以明显缩短。

2. 更高的产品质量与功能安全： 尤其是在涉及安全的关键部件（例如驾驶辅助或控制系统）中，一致性至关重要。MBSE通过集成的需求管理、可追溯性和系统性验证，支持遵守ISO 26262（功能安全）或ISO 21448（预期功能安全）等标准。

3. 改善跨学科协作： 系统模型成为来自软件、电子和机械的开发团队共同的沟通基础。取代静态的任务书，一个动态的、共同维护的模型应运而生，它能透明地记录变更。沟通变得更高效，误解风险降低。企业越早将基于模型的原则整合到其流程中，其潜力就发挥得越充分，特别是与ALM工具、仿真验证和安全相关标准规范相结合时。

众多主机厂和供应商已成功实施MBSE。例如，采埃孚将MBSE与数字孪生相结合，以建模、仿真并及早验证电动汽车逆变器等电力电子系统。沃尔沃使用基于模型的开发与PTC Codebeamer，以推动部件的端到端模块化并缩短开发周期。MBSE的效用尤其在需要同时应对系统复杂性、变体多样化压力和安全要求的地方得以展现。关键不仅在于对功能关联进行模型技术层面的映射，还在于整合相关标准和流程。通过辅以数字孪生、语义可追溯性和适应变体的建模，从而形成一个既能提升标准符合性又能增强创新能力的开发框架。