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)計是系統(tǒng)工程理論的核心。應(yīng)用系統(tǒng)工程理論對產(chǎn)品設(shè)計過程進(jìn)行分解和展開，形成V字流程，如圖所示。

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

但通常來說，企業(yè)發(fā)展都會經(jīng)歷一個逆向工程過程。產(chǎn)品設(shè)計的起始點(diǎn)不是涉眾需求，而是從V模型中間某個點(diǎn)開始，如右圖所示?！拔锢碓O(shè)計”是中國企業(yè)的常見起點(diǎn)，本階段仿照已經(jīng)存在的產(chǎn)品，繪制圖紙，進(jìn)入試制和驗證各階段，完成產(chǎn)品交付或推向市場。V模型的右邊出現(xiàn)問題時，由于左邊無法對應(yīng)，所以只能回溯到前一階段查詢和解決問題。當(dāng)回溯到物理設(shè)計階段仍然解決不了問題時，則成為永遠(yuǎn)的問題。清醒的企業(yè)會有意識地研究物理設(shè)計之前的各個過程，以圖追溯和還原仿制對象的本源，當(dāng)然，這樣只能還原部分本源。以上過程我們稱為“逆向工程”，右圖則是逆向工程模型。相對正向設(shè)計，逆向工程模型也有兩個特點(diǎn)：①不對稱的殘缺模型；②設(shè)計入手點(diǎn)比較低。

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

為了保證V模型左半邊的四個設(shè)計過程結(jié)果正確，需要引入五個小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)計過程中，實(shí)物并沒有被制造出來，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，可以通過計算、分析、模擬或仿真等手段對設(shè)計進(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V嵌套的模型（確切地講是六個V），姑且稱為“多V模型”。整體來看，多V模型的最左側(cè)是設(shè)計過程，最右側(cè)是試驗與驗證過程，最底層是試制過程，中間則是一系列仿真過程。

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