在当今汽车、航空航天、国防等领域，安全关键系统的开发正面临前所未有的复杂性挑战。嵌入式软件需求激增、行业标准合规压力加大、开发周期不断压缩，传统的工程模式已难以应对 ------ 硬件与软件团队各自为战形成 工程孤岛，设计假设在跨工具传递中丢失， 后期问题频发，这些痛点严重制约着系统开发的效率与安全性。而 Ansys 推出的 System Architecture Modeler（SAM）Enterprise 能力与 Scade One 软件，正以基于模型的系统工程（MBSE）创新方案，为这一困境提供了破局之道。详细内容，可参考Transforming Safety-Critical System Development With the Ansys SAM Enterprise Capability and Ansys Scade One Software
一、行业痛点：孤岛式开发与系统复杂性的双重桎梏
安全关键系统开发的核心矛盾，源于复杂性攀升与协同不足的碰撞。一方面，软件定义系统成为趋势，从自动驾驶汽车到电动飞机，软件效率直接决定任务成败与续航能力，系统层面与嵌入式软件的联动需求空前强烈；另一方面，传统开发中，架构师、软件工程师、硬件工程师往往依赖独立流程与工具，导致信息断层------ 硬件 - 软件接口 不匹配是典型问题，信号转换、能耗等关键设计细节常被忽略，直到开发后期才暴露，造成大量返工与成本超支。
Ansys 高级产品经理 Michael Soden 指出："系统工程师需要理解设计决策对电气、硬件、机械及软件的全方位影响，但嵌入式软件开发者可能根本不清楚控制算法如何作用于整体系统设计。" 更严峻的是，多工具协作时，缺乏统一的数据源头与标准化接口，手动更新带来的误差进一步拖慢开发进度，这些问题在自动驾驶、无人机等高度动态的复杂系统中尤为突出。
二、SAM Enterprise：基于 SysML v2 的跨工具协同核心
为打破上述困境，Ansys SAM Enterprise 能力以 SysML v2 标准为基石，构建了一套现代化、可协作、高互操作性的 MBSE 平台，成为连接系统设计与下游开发的数字支柱。
1. SysML v2：解决工具互操作性痛点
相较于 SysML v1，SysML v2 的核心突破在于标准化 API------ 这一特性让 SAM 能无缝集成第三方工具，实现数据在不同平台间的顺畅流转，终结了工具孤岛 导致的信息割裂。系统工程师可基于统一的抽象层级定义架构，同时确保需求、设计、测试全流程的可追溯性，从源头减少设计不一致性。
2. 实时协作与高效集成：让左移成为可能
SAM 支持多用户实时并发建模，配合版本控制与配置管理功能，即使是分布式团队也能高效协同。更关键的是，它能与 Ansys medini analyze（安全分析工具）、STK（系统仿真工具）等形成闭环：例如，更新系统设计后，只需一键即可同步安全分析数据，无需手动重复输入，彻底避免了后期修正的高昂成本。正如 Ansys 产品营销经理 Thierry Le Sergent 所说："我们的目标是尽早发现不一致，让问题解决左移，而 SAM 做到了传统工具无法企及的效率。"
三、Scade One：打通系统到嵌入式软件的最后一公里
如果说 SAM 是系统架构的设计师，那么 Scade One 就是嵌入式软件的实现者------ 这款面向安全关键领域的模型驱动开发环境，完美承接 SAM 的设计成果，实现从系统模型到嵌入式软件的无缝过渡。
1. 复用与自动化：消除手动转换的误差
Scade One 可直接导入 SAM 定义的接口、模块与需求，无需人工重新定义，从根本上杜绝了 翻译错误。同时，它支持 Python 自定义转换脚本，企业可根据自身开发流程灵活适配，实现基于特性开发。Ansys 产品经理 Cedric Pasteur 提到："客户不仅用 Scade 平台生成代码，更通过它进行软件原型验证与需求确认，而与 SAM 的集成让这一过程效率倍增。"
2. 安全与速度兼顾：适配安全关键领域需求
依托工业级可靠性的技术积累，Scade One 在建模、测试环节严格满足功能安全标准（如 ISO 26262、DO-178C），确保嵌入式软件的安全性。同时，早期原型验证与需求闭环能力，帮助团队在开发前期发现软件层面的问题，避免后期返工 拖慢进度 ------ 这对于自动驾驶、航空电子等对安全性与开发周期均有严苛要求的领域至关重要。
四、多行业落地：从软件定义汽车到自主系统
SAM 与 Scade One 的组合，已在多个转型中的行业展现出强大价值：
- 汽车领域：面对软件定义汽车（SDV）从硬件为中心到软件为中心的转型，SAM 帮助工程师高效管理架构迭代，Scade One 则快速实现嵌入式软件落地，二者协同支撑智能驾驶功能的快速开发；
- 自主系统：在无人机、移动机器人等场景中，SAM 可建模控制逻辑、环境模型与任务目标的复杂交互，SysML v2 的动态特性让系统适应环境变化的能力更易验证；
- 国防领域：现代国防系统多为 "系统之系统"（systems-of-systems），SAM 能精准定义各子系统并与 Ansys STK（任务级仿真工具）联动，支撑复杂任务场景的建模与仿真。
未来，SysML v2 还可能进一步融合 UAF、DODAF 等架构框架，实现更抽象的任务建模，为跨领域协同开辟新空间。
五、结语：构建安全关键系统开发的 "数字线程"
当安全关键系统的复杂性持续攀升，Ansys SAM 与 Scade One 的组合并非简单的 工具叠加，而是重构了 MBSE 的核心流程 ------ 它们将系统设计、仿真、嵌入式软件开发串联成一条连续的数字线程，让各工程团队在使用专业工具的同时，始终保持设计一致性与数据统一性。
对于系统工程师而言，这意味着从此无需在效率与安全之间妥协：通过早期发现问题、减少手动返工、确保全流程可追溯，SAM 与 Scade One 正在推动安全关键系统开发进入高效协同、风险可控的新 时代。在软件定义一切的未来，这样的 MBSE 方案，无疑将成为企业应对转型挑战的核心竞争力。