随着智能制造已成为中国建设制造强国的发展战略,数字化研发方法的应用也在渐渐普及。在面对产品研发型号多、迭代快的情况下,所使用的传统系统工程（Traditional Systems Engineering,TSE）方法对系统各方面构成的描述以及数据传输的过程大多是基于文本的形式,在设计中存在的问题往往在后期才能暴露出来。而修正问题所涉及到的文档数量众多,维护各个版本文档之间的一致性费时费力,并会导致研发迭代周期变长且系统的正确性与一致性无法得到保障。因此,针对此类亟需解决的研发问题,结合先进的数字化技术,对复杂系统进行数字化设计与应用的研究具有重要意义。本文使用基于模型的系统工程（Model-based Systems Engineering,MBSE）,以自适应巡航控制系统为案例,对复杂系统的数字化设计进行研究与分析。主要的工作分为以下几个部分:首先分析当前复杂系统研发过程中遇到的问题,引入MBSE方法进行系统数字化设计的尝试,对MBSE实施三要素（建模方法、建模语言、建模工具）进行了研究;然后对自适应巡航控制系统进行工作原理、系统状态以及控制逻辑的分析;接着对Arcadia建模方法进行研究分析,为避免建模过程中由于前期模型元素未定义完整,而在后期需要过多返回以增添模型元素的情形发生,结合SMW建模工具构建了相应的流程框架;随后提出了详细的本地化设计流程,即每一层次建模的具体步骤,进行了相应地模型构建;最后进行了复杂系统在数字化设计领域内概念设计阶段后的应用研究,完成了以自适应巡航控制系统为例的MBSE研究与应用。本论文中,在构建相互具有强关联关系的模型之后,完成了模型的逻辑验证、动态验证以及语法语义验证,进行了项目内TSE与MBSE的对比,结果表明将MBSE应用至复杂系统的研发概念设计阶段中,可以使得设计过程中对系统的描述不仅内容准确无误,而且层次更加直观清晰。综上,在复杂系统的研发以及后期迭代更新时,以模型为主要载体的信息交流方式相较于传统方式具有明显优势。