海军装备技术体系中的系统成熟度评价方法研究

采用系统成熟度评价方法能够有效控制武器装备研制的技术风险。文章详细阐述了海军装备技术体系中的系统成熟度评价需求,总结了国内外系统成熟度评价的研究前沿和应用情况,分析了系统成熟度评价的算法模型,提出了与我军装备发展过程相适应的评价等级定义,为系统成熟度评价方法的推广应用提供了参考。     

大型武器系统的技术成熟度评估方法

在介绍国外技术成熟度评估发展的基础上,给出了大型武器系统的技术成熟度评估方法;以导弹武器系统为例,说明了确定关键技术元素（CTE）的方法和步骤;最后通过对武器系统各单项关键技术元素的技术成熟度等级进行集成评估,得出整个武器系统的系统成熟度等级。     

基于马尔可夫链的装备技术成熟度评估方法

针对传统技术成熟度评估中存在的时滞问题,基于有限状态齐次马尔可夫链模型,对装备技术成熟度、集成成熟度和系统成熟度的初始状态、演化过程和稳态分布进行研究,降低了时滞带来的决策误差,通过示例进行了演示验证,示例显示建立的方法科学有效、通用性强,具有实际意义和推广价值。     

技术成熟度多维评估模型研究

技术成熟度直接关系到武器装备的研制和应用。针对技术成熟度评估存在过度依赖专家智慧、操作周期长、费用高;指标单一、可信度缺乏;数据难以获取、评价方法难度较大等问题,研究了技术发展与技术对应文献关系,提出了基于技术分解结构构建技术成熟度多维评估模型,分析了基于S曲线知识图谱划分技术成熟度等级,并以航母电磁弹射器技术为例进行模型验证。研究表明,技术成熟度多维评估模型具有客观、简便、费用低、易操作等特点,可以与TRL互为补充。     

基于TRL的技术成熟度模型及评估研究

当前,因武器装备采办项目中应用的技术成熟度不高而导致费用超支、进度拖延等问题已引起发达国家的普遍关注,美国、英国、加拿大等发达国家纷纷依据本国的国防采办流程,开展武器装备采办项目技术成熟度评估,以减少项目开发风险。在对技术成熟度、技术就绪水平(TRL)和技术就绪评估(TRA)、技术成熟度影响因素等问题展开深入研究基础上,探索技术成熟度的评估方法,以期能够应用到武器装备项目研制的立项论证、转阶段评审、检查验收等环节中。研究表明,基于TRL的技术成熟度模型及评估研究可以实现对各个环节技术状态的准确把握,对武器装备研制项目成功推进具有一定的理论与现实意义。     

基于贝叶斯网络模型的BMD系统效能评估

针对BMD系统作战效能评估中存在不确定决策问题,提出了贝叶斯网络的解决方法,其中核心问题是运用贝叶斯网络的建模过程。以主要效能指标为节点建立该武器系统效能评估模型,并应用所建立模型处理不同战场环境下武器系统各项参数。通过分析所得数据,验证了该模型的正确性与有效性。     

基于参数辨识的电动舵机系统健康仿真和评估

针对目前电动舵机系统故障诊断方法不能有效预测缓变故障,提出基于舵机系统模型的状态变量检测法对飞行器常用的执行机构电动舵机系统进行健康分析与仿真评估。分析电动舵机系统子系统电机本体、控制器、传动机构的常见故障,对其中反映系统性能的关键参数进行数学建模;通过对系统注入不同的健康参数得到相关故障状态下的状态变量特征,进而作为定位故障源的知识库,引入健康因子评估故障参数的变化趋势;仿真算例选择电机本体的主要物理参数电机绕组阻值和反映永磁体性能的电机力矩常数作为健康因子,通过定位知识库建立的健康因子评估算法验证了方法的可行性。     

协同仿真平台下鱼雷仿真模型设计与实现

针对系统仿真建模可重用的需求,采用组件对象建模的思想对鱼雷进行建模,通过分析鱼雷模型的特点,完成了协同仿真平台下由鱼雷动力学、运动学模块、动力系统模块、控制系统模块、弹道解算系统模块、自导系统模块、引信系统模块、尾流自导模块、误差模块所组成的鱼雷层次结构模型设计,并已实现协同仿真环境中不同粒度的可重用模型的程序开发.通过对鱼雷仿真模型的测试与应用,验证了协同仿真环境下组件对象建模方法具有建模过程快捷、灵活、适应性高、可重用性好和利于跨平台移植的优点.     

建立作战系统人员配置和减少舰员的模型

NAVSEA 03K41负责形成作战系统战斗管理组织(BMO)和功能流程图(FFD)。几年前,NAVSEA提供资源,实施支援BMO和FFD开发和验证的功能分析。实行分析中的主要障碍是要获得如何构造功能层次的一致意见。由于选择了非最优层次组织;因此,难以定义、寻找、使用和验证功能。认识到这项工作的不足,于是,进行研究,评估最新的结构化建模技术、概念和方法。詹姆斯·马丁找到两个建模概念,可应用于作战系统功能分析:风险计划建模概念和功能分解建模概念。韦顿、本利和巴劳的结构建模定义提供了使用马丁概念的指南。在以后的BMO和FFD开发工作中,发展了舰艇的作战系统(SCS)建模概念并开发了一个SCS模型。本文叙述在BMO和FFD开发和验证过程中如何使用建模概念和工具。来自SCS模型的数据提供了定义作战系统要求(例如,软件、数据显示、数据库、网络连接等)的基础。     

基于UML的装甲装备主动式保障系统建模研究

摘要：为将主动式保障先进理念应用于装甲装备保障过程,采用UML系统建模理论和方法,在分析装甲装备保障主要业务内容的基础上,通过系统需求分析建模和系统分析与设计建模,构建装甲装备主动式保障系统用例模型、对象类静态模型、动态交互模型和状态模型,以及体系结构模型,明确装甲装备主动式保障系统的结构功能与运行流程,为系统仿真与评估、演示验证等后续研究奠定基础．     

基于DoDAF的舰载武器系统体系结构建模

针对越来越复杂的系统和越来越短的产品研制周期要求,探讨基于DoDAF(Department of Defence Architecture Framework)体系结构建模方法的特点与建模步骤,并以典型舰载武器系统为例进行建模及验证,所建模型说明该方法能够满足系统准确建模的要求,可对舰载武器系统研制过程的优化设计、变更影响分析和风险控制等方面提供技术支撑.     

舰艇编队作战指挥系统设计与仿真平台

作战指挥系统是海上舰艇编队的神经中枢。针对现代舰艇编队作战指挥系统研制过程的特点,构建了支持协同建模、动态重组、敏捷制造和增量开发等功能的支撑平台。该平台由建模工具、仿真引擎、系统管理与模型部署3个工具组成,重点对建模工具和仿真引擎进行了介绍。建模工具支持多种开发视图、多种建模方法和模型表示方法,特别适用于对复杂大系统进行多层次、多粒度的建模;仿真引擎是模型的求解环境,为模型的运行提供柔性的架构、简单的接口和高级的支撑服务,大大地简化了应用系统的实现,促进了模型的复用。最后,举例说明了如何应用该平台开发一个应用系统。     

多分辨率建模航空武器装备体系对抗效能评估

根据多分辨率建模的思想,分析航空武器装备体系对抗的特点,提出基于多分辨率建模的航空武器装备体系对抗效能评估模型框架,通过体系对抗过程物理特性的分析提炼数学描述方法,基于主动元建模技术建立从高分辨率实体仿真模型的仿真元模型,探讨了对仿真元模型进行基于马尔科夫链的串联聚合和基于元胞自动机的空间聚合方法,提出效能评估多维矢量空间指标体系,研究结果对我军航空武器装备效能评估以及作战论证都具有一定的指导意义和参考价值.     

陆战平台分布式综合模块化系统架构建模方法

分布式综合模块化系统架构,成为航空应用领域的主流架构和发展趋势.我国空军已进行了分布式综合模块化系统架构研究设计和仿真评估,但缺乏系统级的架构优劣评估.兵器领域已将综合模块化系统架构应用于型号项目中,但在分布式综合模块化架构方面,尚未在具体项目中应用.针对分布式综合模块化系统架构缺乏系统级评估手段的问题,提出一种陆战平台分布式综合模块化系统架构建模方法.根据系统架构评估需求,建立不同层级实体的模型及约束,分别对应陆战平台信息控制系统的业务层、操作系统分区层、模块层、子系统层、系统层;在层级划分的基础上,定义各层级模型的属性;通过对评估指标中的综合度、耦合度进行评估计算,对系统架构建模方法进行验证.系统架构建模方法为系统架构评估提供了一种参考.     

装备研制项目立项论证技术风险评估方法研究

通过分析美国国防部最新DoD 5000系列采办文件以及英军采办文件,研究了美英军队对武器装备采办项目技术成熟度的评估方法;结合我军实际情况,引入了质量功能展开(QFD)理论,并借鉴技术实用水平(TRL)的思想提出了在装备研制项目的立项论证阶段进行技术风险评估的新方法———基于QFD和TRL的技术风险评估方法,为装备管理人员提供了新思路。     

基于Stateflow的复杂可修系统的建模与仿真方法

介绍了应用Stateflow对复杂可修系统进行建模与仿真的方法.首先,对复杂可修系统与Stateflow相关概念进行了简单介绍.然后,利用有限状态机理论与面向对象编程思想提出了建立基于Stateflow复杂可修系统模型的思路、分析步骤、难点问题的解决以及参数统计模型;最后,使用Stateflow对一类复杂可修系统进行了具体的建模与仿真.仿真结果表明,基于Stateflow的模型与仿真能够有效地评估复杂可修系统的可靠性参数特征,并具有可视化、流程化和层次化的特点.     

考虑退化-冲击竞争失效的系统可靠性建模

针对在复杂环境中工作的关键系统,提出一种考虑退化-冲击关联竞争失效的可靠性建模方法。选取Wiener过程和齐次泊松过程分别描述自然退化与随机冲击,通过冲击造成的退化增量表示退化-冲击之间的关联性,基于此建立退化-冲击关联竞争失效的退化模型和可靠性模型;通过定期检测获取系统退化数据,采用极大似然法估计退化模型参数;以陀螺仪为例,通过对比分析和敏感性分析验证了模型的有效性和应用价值。     

C4KISR系统成熟度的评价方法及其成熟度模型

针对指挥自动化系统与武器系统一体化(即C4KISR)的演进过程及发展趋势,探索C4KISR系统成熟度的有关问题。在对C4KISR系统的内涵、组成、功能和主要特征作简要分析之后,提出了评价系统成熟度的两种方法,构建了系统成熟度模型框架,并针对其中一种方法建立了系统成熟度模型。该模型为衡量C4KISR系统的发展水平提供了方法。     

基于证据网络的空间信息支援体系能力评估模型构建

针对空间信息支援体系能力评估中信息存在多种不确定性的问题,采用基于证据网络的方法开展建模研究。利用因果图方法进行证据网络结构建模,建立有向无环图;利用条件信度参数方法进行证据网络参数建模,表征节点之间的定量化关联关系;最后,以空间导航定位体系能力评估为案例,建立相应的证据网络模型,并与贝叶斯网络建模方法进行了对比分析。结果表明:证据网络能够处理空间信息支援能力评估中的认知不确定,验证了所提出方法的正确性和有效性。     

影响图建模理论及其应用实例分析

影响图方法体现了定性分析与定量分析相结合的建模思想,可对复杂系统进行规范化建模。介绍了影响图建模思想和相关的基础理论,通过对C4ISR系统参与下的战术防空作战过程的分析,给出了描述作战过程所需的参数及其间耦合关系,最后采用影响图方法建立了防空作战的影响图模型,并指出了应注意的几个问题。