需求建模是复杂产品开发的第一步,目的是为开发过程提供一个正确合理的需求文档。需求变更贯穿着项目的立项、研发和维护整个生命周期,如果不能对需求进行有效跟踪,会给复杂产品的开发带来不断的变更,从而引起成本投入的增加和开发进度的滞后,最终可能导致项目失败。本文首先对复杂产品的开发过程进行了分析,基于其固有的复杂性和抽象性等特点,提出采用基于模型的系统工程方法(MBSE)作为其开发过程的指导方法。然后通过对国内外研究现状的分析和相关的数据统计总结了需求开发和管理对复杂产品开发的重要意义,并结合MBSE方法总结了需求开发和管理的一般流程。最后在此基础上设计和实现了需求建模与跟踪系统。需求建模功能负责在需求开发阶段对需求进行表示,并通过导入、编辑、关联和条目式管理等手段,借助MBSE方法将用户需求转化为系统需求。需求跟踪功能负责在需求管理阶段进行需求的跟踪和变更管理。本文主要的研究工作和创新性成果如下:(1)对条目化和图形化的需求建模进行了设计,细化了面向MBSE的需求建模流程,并研究了条目化需求与需求图之间的转换。(2)设计了建立需求关系的数据结构:需求跟踪链接,在此基础上开发了用于需求变更和跟踪的两种应用:需求跟踪矩阵和需求变更层级分析,并总结了需求变更与跟踪的一般过程。(3)设计并实现了面向MBSE的复杂产品需求建模与跟踪系统,可以实现需求的获取、分析、建模、关联和跟踪。最后以美国弹道导弹防御系统为例进行了实例验证。