《Proceedings of the Design Society》：Using model-based systems engineering (MBSE) and SysML for integrated sustainable manufacturing
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本文论证了在组织开发中运用基于模型的系统工程（MBSE）和系统建模语言（SysML），并主张将可持续领导力（SL）以基于模型的方式集成到可持续制造（SM）中。研究人员探讨了由SM和SL文献产生的建模需求能否通过SysML得到满足，并提出了初步的黑盒视角与元模型
本文论证了在组织开发中运用基于模型的系统工程（MBSE）和系统建模语言（SysML），并主张将可持续领导力（SL）以基于模型的方式集成到可持续制造（SM）中。研究人员探讨了由SM和SL文献产生的建模需求能否通过SysML得到满足，并提出了初步的黑盒视角与元模型。该研究是一项更大研究项目的组成部分，旨在将SM和SL研究成果转化为基于模型的集成化SM，以支持以人为本的视角。本研究表明，SysML适用于组织应用场景。
该论文发表于《Proceedings of the Design Society》。其研究背景植根于设计科学及其研究方法——设计科学研究方法（Design Science Research Methodology，DSRM），研究人员以期通过该方法设计科学工件，而系统模型正是其中的重要形式。系统工程（Systems Engineering，SE）旨在分析并呈现系统的实体、相互关系、依赖关系与动态特性，从而在不将系统割裂为孤立片段的前提下形成整体视角。基于模型的系统工程（MBSE）则为复杂系统模型的开发提供方法、工具与语言支持，能够同时映射社会技术系统中的技术要素以及角色、任务与流程。可持续制造（SM）本质上是一种社会技术系统，追求三重底线（Triple Bottom Line，TBL），即环境、经济与社会三大可持续性维度；其通常围绕价值创造要素（Value Creation Factors，VCF）——产品、过程、设备、组织与人——展开，并贯穿产品全生命周期阶段，贯彻6R价值回收策略。然而，现有SM研究多聚焦技术导向议题，忽视社会维度；SM评估方法也往往是分段或按顺序处理，难以支撑跨维度的综合决策。与此同时，可持续领导力（SL）研究虽已提出以人为本的领导要素与框架，却同样缺乏形式化、标准化的建模语言，相关框架多为非形式化的文本与简化图形，异质性高、定义不一，且鲜有系统工程或MBSE方法介入。因此，将SL以形式化模型方式与SM整合，成为弥补社会维度缺失、支持制造组织可持续转型的关键需求。
针对上述问题，研究人员开展了以下工作：通过系统文献检索筛选出18篇代表性SM建模与SL框架研究并总结其优势与不足；从文献中提炼建模需求并评估SysML在满足这些需求方面的适用性；选择MagicGrid 101方法作为建模路径，使用Dassault Systèmes CATIA Magic Systems of Systems Architect工具，提出面向SM与SL集成建模的黑盒视角与初始元模型。研究得出的核心结论是：SysML适合用于组织级场景，能够以清晰、可扩展的图形化方式表达复杂、多层、多元的社会技术系统关系；MBSE通过需求、结构、行为与参数四个支柱可支持SM与SL集成模型的构建；但必须对传统技术导向的MBSE方法进行重新诠释与扩展，需要引入面向领导实践、组织文化和利益相关者的新构造型（stereotypes）与建模元素。该研究的重要意义在于为SM与SL之间架起了形式化建模桥梁，为领导者识别行为依赖、反思管理行为并推动可持续转型提供了可视化与沟通工具。
研究采用的关键技术方法可概括为：以Scopus和Web of Science为数据源开展SM与SL文献的系统检索与筛选，最终选取18篇代表性文献；以DSRM为整体研究框架，选择MagicGrid 101作为MBSE建模方法；采用CATIA Magic Systems of Systems Architect作为建模工具；运用SysML构建需求、结构、行为与参数视角，并设计面向SM与SL的黑盒视角与初始元模型。
研究结果部分：在“可持续制造系统及其模型表达”中，研究人员指出SM是以VCF和6R策略为核心的多层次社会技术系统，但现有文献普遍缺乏MBSE与形式化建模语言的应用，导致复杂关系可视化不足；在“可持续领导力及其框架可视化”中，研究发现SL框架呈现非形式化、定义 heterogeneous、结构层级不清晰等特点，MBSE尚未用于SL建模；在“方法学背景”中，研究明确将DSRM作为整体框架，以MagicGrid 101为建模方法，并说明完整评估与细节设计将纳入后续工作；在“利用SysML开发面向SM的领导模型”中，通过对比SysML与ISM、UML、系统动力学及既有框架，证明SysML在图形化、可扩展性和关系表达方面最符合SM与SL的建模需求。在“建模组件选择”中，文章从黑盒视角切入问题域，暂时搁置安全可靠性及实施域；在“问题域黑盒视角”中，研究人员将关注系统（System of Interest，SoI）界定为“用于呈现和支持SM领导实践的模型”，识别出包括文化、制度、产业、历史和政治背景在内的上下文元素，并将用户定义为团队领导、部门主管、部门经理、总经理、项目经理及独立员工等不同领导类型，进一步提炼出伦理价值贯彻、SL理解应用、SM整体推进等用例（use case），以及员工满意度、福祉、动机、绩效、缺勤率与审计成功等效能指标（Measures of Effectiveness，MoE）；在“SysML元模型”中，研究人员给出由包（package）组织的初始元模型，列出用于内外部元素的块（block）、连接实体的关系、多视角图（diagram）以及按类型划分的需求和图例说明，为后续建模提供可扩展的构造型基础。
讨论部分指出，SysML因其清晰的图形表达、灵活的扩展性和多尺度系统描述能力，特别适合以人本领导视角推进SM；MBSE与SysML的应用需要从传统工程技术领域迁移到组织与社会技术情境，这意味着必须重新定义方法范式与建模元素。研究进一步强调，黑盒视角尤其重要的是突出情境分析与系统边界意识，这正是实施可持续实践的前提；通过SysML模型，用户可在不同层级、视角和图之间交互导航，获得整体性系统观。未来研究将深入展开设计研究、完整实现白盒与解决方案域，并对模型工件进行系统评估，同时将产品生命周期中的增值过程、组织结构与角色关联纳入模型，同时关注SysML v2在互操作性上的潜力。
研究结论可翻译如下：本研究为可持续制造（SM）和可持续领导力（SL）引入了一种基于模型的系统工程（MBSE）和系统建模语言（SysML）建模方法，以支持社会技术系统中复杂信息的可视化与沟通。由于SM和SL领域鲜有交叉且均多样化、范围广泛，有必要采用形式化且集成的建模方法来捕捉其复杂性。基于文献综述，研究人员推导了建模需求并评估SysML为适用方法。从黑盒视角概述了MBSE的适用性，并提出了包含SM与SL相关建模元素的初始元模型。设计科学研究方法（DSRM）为研究提供了框架。本研究聚焦于设计循环，旨在提供一种运用MBSE和SysML捕捉SM与SL以设计基于模型的集成化SM的方法。
