系統(tǒng)工程是被世界先進(jìn)企業(yè)廣泛采用的復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)方法與理論體系，而正向設(shè)計(jì)是系統(tǒng)工程理論的核心。應(yīng)用系統(tǒng)工程理論對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分解和展開(kāi)，形成V字流程，如圖所示。

理想的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的起點(diǎn)是涉眾需求，經(jīng)過(guò)需求定義、功能分解、系統(tǒng)綜合、物理設(shè)計(jì)、工藝/試制、部件驗(yàn)證、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗(yàn)證和系統(tǒng)確認(rèn)等階段，最后完成產(chǎn)品的驗(yàn)收。V模型的右邊部分既是產(chǎn)品交付，又是對(duì)左邊相應(yīng)部分的驗(yàn)證。如果驗(yàn)證出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)回到左邊的相應(yīng)流程進(jìn)行修正。這個(gè)過(guò)程稱為“正向設(shè)計(jì)”，左圖則是正向設(shè)計(jì)模型。該模型有兩個(gè)特點(diǎn)：①標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)稱模型；②設(shè)計(jì)入手點(diǎn)很高。

但通常來(lái)說(shuō)，企業(yè)發(fā)展都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)逆向工程過(guò)程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的起始點(diǎn)不是涉眾需求，而是從V模型中間某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，如右圖所示。“物理設(shè)計(jì)”是中國(guó)企業(yè)的常見(jiàn)起點(diǎn)，本階段仿照已經(jīng)存在的產(chǎn)品，繪制圖紙，進(jìn)入試制和驗(yàn)證各階段，完成產(chǎn)品交付或推向市場(chǎng)。V模型的右邊出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，由于左邊無(wú)法對(duì)應(yīng)，所以只能回溯到前一階段查詢和解決問(wèn)題。當(dāng)回溯到物理設(shè)計(jì)階段仍然解決不了問(wèn)題時(shí)，則成為永遠(yuǎn)的問(wèn)題。清醒的企業(yè)會(huì)有意識(shí)地研究物理設(shè)計(jì)之前的各個(gè)過(guò)程，以圖追溯和還原仿制對(duì)象的本源，當(dāng)然，這樣只能還原部分本源。以上過(guò)程我們稱為“逆向工程”，右圖則是逆向工程模型。相對(duì)正向設(shè)計(jì)，逆向工程模型也有兩個(gè)特點(diǎn)：①不對(duì)稱的殘缺模型；②設(shè)計(jì)入手點(diǎn)比較低。

依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的起點(diǎn)可以評(píng)判一家企業(yè)的設(shè)計(jì)能力。從V模型的哪個(gè)階段入手設(shè)計(jì)產(chǎn)品，基本可以斷定該企業(yè)的設(shè)計(jì)能力就是這個(gè)起點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的能級(jí)。這樣，我們可以把企業(yè)設(shè)計(jì)能級(jí)（成熟度）分為五級(jí)：仿制級(jí)、逆向級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、正向級(jí)和自由級(jí)。

為了保證V模型左半邊的四個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)果正確，需要引入五個(gè)小V循環(huán)，分別是需求確認(rèn)、功能確認(rèn)、系統(tǒng)確認(rèn)、物理確認(rèn)和制造確認(rèn)。由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)物并沒(méi)有被制造出來(lái)，所以在數(shù)字化仿真技術(shù)出現(xiàn)之前，這種確認(rèn)只能用實(shí)物的替代品來(lái)實(shí)現(xiàn)，確認(rèn)難度非常大，效果也很不理想。自從仿真技術(shù)出現(xiàn)后，可以通過(guò)計(jì)算、分析、模擬或仿真等手段對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行確認(rèn)和優(yōu)化，如圖所示。

這樣最終確定的研發(fā)體系是由多個(gè)V嵌套的模型（確切地講是六個(gè)V），姑且稱為“多V模型”。整體來(lái)看，多V模型的最左側(cè)是設(shè)計(jì)過(guò)程，最右側(cè)是試驗(yàn)與驗(yàn)證過(guò)程，最底層是試制過(guò)程，中間則是一系列仿真過(guò)程。

如圖所示，在正向設(shè)計(jì)多V模型中，仿真的位置預(yù)示著它是正向設(shè)計(jì)的核心，事實(shí)上也的確如此。仿真是產(chǎn)品得以正向設(shè)計(jì)的保障，或者說(shuō)，沒(méi)有仿真，正向設(shè)計(jì)無(wú)從談起，至少無(wú)法順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)在任何一個(gè)階段都應(yīng)該在得到驗(yàn)證后才往下進(jìn)行，否則后期返工帶來(lái)的成本和周期難以承受。對(duì)設(shè)計(jì)的最終驗(yàn)證是物理試驗(yàn)，但在設(shè)計(jì)前期產(chǎn)品尚未成形，根本無(wú)法做物理試驗(yàn)，有時(shí)候可以用替代品做一定程度的驗(yàn)證，但往往無(wú)法達(dá)到目的。所以，在計(jì)算機(jī)中的虛擬驗(yàn)證就變得無(wú)比重要，仿真就是在計(jì)算機(jī)中做虛擬試驗(yàn)的過(guò)程。