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在软件方面， 飞机所涉及的软件代码数量也是其他产品无法企及的。比如，空客A380有800多万行代码，国外某航空航天制造商每年所编写的软件代码数量超过了微软公司。在研发规模上，飞机通常是由多个国家合作投资研发的;民机的研制周期和服务领域包括从顾客提出对飞机的需求开始，到飞机设计、制造、交付出厂，以及投入航线后的服务工作，其研制周期和服务时限也都相对较长。比如，波音787飞机的研发就涉及10个国家的43家一级供应商，全部供应商达1万多家;空客A380从方案可行性报告到交付使用共用了19年时间，预期服务年限则超过40年。
总的来说，每一个组成部分的设计、制造、试验和应用都需要有统一协调的技术要求，才能使全系统协调一致地运转;对所有承担研制的单位以统一的计划和协调的程序进行高度集中的调度，才能使研制工作处于最优的管理状态，使研制费用最少，时间最短。完成这些艰巨而复杂的总体协调工作最科学的方法就是系统工程。飞机的研制过程无疑是一个庞大的系统工程， 是高端制造业的代表。
创新从需求开始
当前，中国正在全面进入“中国制造2025”、“工业4.0”与“互联网+”的新时代，对于高端制造业而言，拥有自主创新能力至关重要。而对于航空制造业而言，随着航空产品复杂性的提高，传统的基于文件的系统工程已经不能满足创新发展的需求，亟需基于模型的系统工程方法和工具。
作为中国航空的旗舰企业， 中国航空工业集团公司(下简称中航工业)面临的主题是创新驱动发展。伴随产品研发的日益复杂，转型过程之中，诸多挑战纷纷出现。例如：复杂性要求对质量管理实践的挑战，在相关联的世界中如何处理安全和行业规约，来自产品创新速度的竞争压力，增加最终用户对更多的特定和定制化产品提出范围的期望等。因此，建立一个开放的工业体系，掌握和全球对接的工业方法成为必然要求。中航工业亟需采用基于模型的系统工程方法与工具，打造基于统一IT架构的新型集团IT治理体系，与航空产品和技术匹配发展。
中航工业信息化专家、中航工业智能制造项目论证工作组副组长，中航工业系统工程推进办公室副主任、中航工业信息技术中心常务副主任(金航数码科技有限责任公司常务副总经理)高星海解释说，创新是从需求开始的，航空复杂产品涉及到供应商、组成制造单位，在这个过程中，需求变化如何规范，并进行准确的传达，已经成为大家共同面对的问题。而模型驱动的理念能够做到跨产品生命周期的协同，能够使开发部门的各个单位和各个业务部门，完全基于一套语言来工作，从而避免沟通所带来的误差。
也就是说，工业需要用时间的总量或者模型去洞察整个研发过程，而基于模型的系统工程就是在产品开发前期准确表达用户需求，表达产品设计架构的功能以及产品内部的各个元素之间的逻辑关系。
2013年，中航工业与IBM进行合作，力促系统工程方法论及相关技术在航空产品研发中的应用，全面推广基于航空产品的全专业级需求管理系统，建立以需求为驱动的航空产品协同研发体系，合作提升系统工程的应用水平。
需求管理系统帮助中航工业完善了设计、运营环节，使需求的传递、更改更为清晰。
在设计的过程中，航空航天的设计过程不是独立研发，而是要充分考虑运行环境。以飞机为例，飞机只是交通运输的一个环节，还要考虑和机场、地勤、加油设备以及空中的交通系统等的关系。而这种关系在一开始的过程中不是通过机械部分表达的，需要通过特定的描述，将用户和各个利益相关方，包括飞行员、乘客、政府管理部门等联系起来。
首先要把需求条目化，确保每个需求都是明确的，可验证的。之后进行整个系统的功能和逻辑的设计，这一步由很多复杂的子系统组成。需要明确每个子系统应该完成什么功能，之间的交联关系是怎样的。在逻辑设计中要把前端需求分解下来，其中有些系统是直接承担顶层系统的某项需求，有些则是一个需求分拆成多个相关联的需求，交给不同的子系统来完成。这个过程需要很长的时间周期。
高星海举例说：“比如航空机载软件的研发，当研制到后期时，上游提出更改意见。在过去这是一个巨大的变更，我们设计师团队要围绕这些更改召开很多会议进行商讨。现在有需求管理工具以后，软件人员通过需求跟踪，很快就发现只需要更改少量代码就可以满足上游要求。这在研制组织管理上发挥了巨大的作用，为未来在新的型号上如何缩短开发周期、提高质量找到了切入点。”
不仅如此，在运营环节上，可能随着新的技术出现，或者随着用户需求调整，需要重新改进过去的需求点。如哪些子系统或者哪些部件升级之后，它的交联关系和原来的系统是不是还能保持正常。需求管理系统使这些问题得以有效解决。
通过三年的实践，中航工业通过分领域试点，总结形成系统工程流程体系和标准规范，通过最佳实践案例推广，快速展开推进工作。先后从航空运载器、发动机到航空系统开展了基于模型的系统工程实施工作，完成了航电、飞控、机电等多个领域的需求管理、基于模型的系统工程、联合仿真、软件工程等项目的实施工作，逐步探索出一条适合航空产品研制应用的路线，为在航空行业内以及其他行业进行基于模型的系统工程推广打下坚实的基础。
同时，作为国内引领系统工程的推进单位，中航工业信息技术中心还基于国际系统工程协会(INCOSE)的系统工程知识体系、战略合作伙伴的最佳实践以及自身最佳实践积累形成了完整的系统工程推进建设框架和标准实施方案。
工业知识的内生机制
高星海表示，从国际的角度来看，航空企业在不断地探索过程中带动了系统工程相关的学术研究以及方法论的提供。“IBM 是国际系统工程协会核心方法论的提供者，在IBM的帮助下，中航工业参加了国际系统工程协会，获得了国际系统工程学会最新的知识体——系统工程手册， 在这个手册的基础上，我们组织了翻译、出版，同时又开展了和国际对接的系统工程师的培训。通过三年的认证培训，如今有将近700名国际系统工程师。”
如今，中航工业已经形成了一种有自己特色的工业知识的提取、传播、验证和型号推广应用的机制，体现在以下三方面：
首先， 中航工业信息技术中心在国际系统工程学会的指导下，完全掌握了这套方法论，并通过培训实践不断完善，完成了思维的突破。
其次，中航工业信息技术中心建立了一套完整的基于模型的系统工程工具的实施系统。
最后，在新型号研制过程中， 中航工业认识到基于模型的重要性，也理解了只有基于模型的系统工程全面应用，才能保证未来的重点型号一次设计成功，一次制造成功。因此，中航工业围绕重大型号的研制全面开始推进基于模型的系统工程进一步完善。
高星海表示，研发人员在设计过程当中要考虑如何采用系统思维的方式去管理整合自己的设计过程和管理自己的设计对象。过去以产品为目标进行工作，只要把工作完成就可以。但是站在复杂系统的角度，要满足用户的弹性需求，则需要将工作上升到方法论和工具层面，才能满足精益求精的工匠精神。
同时，信息技术中心还有另外一个角色——金航数码，是国家两化融合的重要支撑单位，拥有国家级信息化和工业化深度融合创新体验中心、信息化和工业化深度融合工业软件研发基地，承担着将工业知识融入工业软件，从而将国际上最先进的工业方法向其他行业进行推广，服务于更广大的工业领域的责任。高星海表示，中航工业会持续在基于模型的系统工程领域探索实践，并将新技术进一步融入其中，为“中国制造2025”做出贡献。
他说，基于模型的思想在持续拓展，从基于模型的系统工程，到整个设计、制造、检测、维护环节都采用模型的定义和连续的传递，成为基于模型的工程。如果企业管理也全部基于模型开展数据的交换以及生产系统的仿真，企业就会变成基于模型的企业。而模型背后体现的是设计方法和设计流程，以及对新工具的使用技能。利用工具将设计流程变得可传承、协同，模型就有了知识化的特征，在这个基础上提取模型之间的关联关系，并利用认知计算开展模型的自动推理和计算机的深度理解，工业会走入一个新的阶段。
