武器装备需求建模、量化、集成的理论与方法研究

论文摘要

在信息化战争条件下,武器装备需求涉及作战、系统、技术等方面,它们之间的关系复杂且动态演化。武器装备需求开发涉及相关角色——个人或组织、资源——现有和将来特定时期内可能拥有的武器装备与技术、目的——使命或任务,问题具有复杂的非线性特征。因此,武器装备需求开发必须具有系统性。针对武器装备需求开发的系统性问题,需要回答三个关键性问题:武器装备需求、需求映像有哪些特性?需求如何科学的映射到需求映像?需求开发需要哪些关键技术?为了科学的回答这些问题,论文从基础理论、开发框架、关键技术和应用实例四个层面进行了研究,具体而言,主要包括以下六个方面内容:首先,研究了武器装备需求开发的基础理论。以关系代数、高阶逻辑为主要手段,从武器装备需求问题框架出发,分析影响武器装备需求的要素、影响要素的关系,提炼出武器装备需求的关键影响要素,建立了一个通用层次的武器装备需求参考模型——包括武器装备需求的关键影响要素、关键影响要素的属性、关键影响要素之间的关系,基于参考模型形式化分析了武器装备需求、武器装备需求映像的基本性质,为武器装备需求开发具体方法的研究提供指导。第二,研究了武器装备需求开发框架。为了说明武器装备需求开发的基本要求,建立武器装备需求开发概念模型,给出了武器装备需求开发常用概念、术语的含义以及相互关系;提出基于武器装备演化规律的3维分类模型（简记为“3-D模型”）,从任务模糊性、结构复杂性和技术不确定性划分武器装备类型,分析了3-D模型中不同坐标对应的武器装备的需求特征,提出了确定武器装备的类型的方法。针对武器装备需求精确性问题、正确性问题和前瞻性问题,提出与“3-D模型”对应的、逐层递进的开发模式——“复制”、“发现”和“创造”。第三,研究了武器装备需求开发中的第一个重要环节——武器装备需求模型构建,旨在解决武器装备需求从主观认识向客观描述的转化问题。研究给出武器装备需求模型化思路、武器装备需求模型的要素、武器装备需求模型的形式;研究武器装备需求本体,并构建了武器装备需求本体元模型、语义模型;提出基于本体建立武器装备需求模型的具体步骤,并结合实例进行了应用说明。第四,研究了武器装备需求开发中的第二个重要环节——武器装备需求指标映射,旨在解决武器装备需求从定性描述向量化标准的转化问题。分析了武器装备需求指标的结构,提出能力-任务匹配的思想、并分析了匹配的要素,提出面向能力-任务匹配的武器装备需求指标映射方法,并结合实例进行了应用说明。第五,研究了武器装备需求开发中的第三个重要环节——武器装备需求映像集成,旨在解决武器装备需求的系统化的问题。分析了武器装备需求系统化的目标,研究了武器装备需求映像的宏观层次与微观层次、武器装备需求映像的宏观关联与微观关联,提出了基于综合微观分析的武器装备需求映像集成方法。最后,综合应用论文提出的方法,研究信息化战争条件下联合火力打击战役对综合电子信息系统的信息支持能力需求,验证了方法的有效性和适用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 信息化战争与军事需求工程
• 1.1.2 现状及存在的问题
• 1.1.3 研究问题的提出
• 1.2 相关领域及其国内外研究现状
• 1.2.1 军事需求工程典型技术
• 1.2.2 外军军事需求产生状况
• 1.2.3 国内军事需求相关研究
• 1.2.4 相关领域研究现状小结
• 1.3 研究内容与组织结构
• 1.3.1 研究思路及内容
• 1.3.2 论文的主要创新点
• 1.3.3 论文的组织结构
• 第二章 武器装备需求开发基础理论
• 2.1 武器装备需求问题框架
• 2.1.1 武器装备需求问题框架的提出
• 2.1.2 武器装备需求问题框架的“要素”
• 2.1.3 武器装备需求问题框架的“关系”
• 2.2 武器装备需求参考模型
• 2.2.1 武器装备需求参考模型的提出
• 2.2.2 武器装备需求参考模型的“要素”
• 2.2.3 武器装备需求参考模型的标记
• 2.3 武器装备需求基本性质
• 2.3.1 武器装备需求的充分性
• 2.3.2 武器装备需求的前提合理性
• 2.3.3 武器装备需求的实现可行性
• 2.3.4 武器装备需求的必要性
• 2.3.5 武器装备需求的层次性
• 2.4 武器装备需求映像基本性质
• 2.4.1 武器装备需求映像的充分性
• 2.4.2 武器装备需求映像的前提合理性
• 2.4.3 武器装备需求映像的实现可行性
• 2.4.4 武器装备需求映像的指导性
• 2.5 基本性质检验与讨论
• 2.5.1 武器装备需求充分性检验
• 2.5.2 武器装备需求必要性检验
• 2.5.3 武器装备需求必要性讨论
• 2.5.4 武器装备需求映像必要性讨论
• 2.6 本章小结
• 第三章 武器装备需求开发框架
• 3.1 武器装备需求开发的特点
• 3.2 武器装备需求开发概念模型
• 3.2.1 武器装备需求开发概念模型的结构
• 3.2.2 武器装备需求开发概念模型的“客体”
• 3.2.3 武器装备需求开发概念模型的“主体”
• 3.2.4 武器装备需求开发概念模型的“开发”
• 3.3 面向需求开发的武器装备分析模型
• 3.3.1 武器装备3维分类模型
• 3.3.2 武器装备3维特征分析
• 3.3.3 武器装备类型确定方法
• 3.4 武器装备需求开发模式
• 3.4.1 武器装备需求“复制”
• 3.4.2 武器装备需求“发现”
• 3.4.3 武器装备需求“创造”
• 3.4.4 “复制→发现→创造”
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于本体的需求模型构建
• 4.1 武器装备需求模型化
• 4.1.1 武器装备需求模型化思路
• 4.1.2 武器装备需求模型的要素
• 4.1.3 武器装备需求模型的形式
• 4.2 武器装备需求本体构建
• 4.2.1 武器装备需求本体分析
• 4.2.2 武器装备需求本体构建过程
• 4.2.3 武器装备需求本体元模型
• 4.2.4 武器装备需求语义模型
• 4.3 基于本体的武器装备需求模型构建算法
• 4.3.1 作战需求模型构建算法
• 4.3.2 系统需求模型构建算法
• 4.4.3 技术需求模型构建算法
• 4.4 应用示例
• 4.5 本章小结
• 第五章 面向能力-任务匹配的需求指标映射
• 5.1 武器装备需求指标的结构
• 5.2 能力-任务匹配的基本思想
• 5.3 能力-任务匹配的基本要素
• 5.4 面向能力-任务匹配的武器装备需求指标映射过程
• 5.4.1 第一环节：作战任务分析
• 5.4.2 第二环节：功能活动分析
• 5.4.3 第三环节：作战能力分析
• 5.4.4 第四环节：能力缝隙分析
• 5.5 应用示例
• 5.6 本章小结
• 第六章 基于综合微观分析的需求映像集成
• 6.1 武器装备需求系统化的目标
• 6.2 武器装备需求映像的层次
• 6.2.1 武器装备需求映像的宏观层次
• 6.2.2 武器装备需求映像的微观层次
• 6.3 武器装备需求映像的关联
• 6.3.1 武器装备需求映像的宏观关联
• 6.3.2 武器装备需求映像的微观关联
• 6.4 基于综合微观分析的武器装备需求映像集成方法
• 6.4.1 综合微观分析的基本思想
• 6.4.2 武器装备需求映像集成的基本原理
• 6.4.3 武器装备需求映像集成的基本模式
• 6.5 本章小结
• 第七章 应用实例研究
• 7.1 实例背景
• 7.2 原则、思路与过程
• 7.2.1 基本原则
• 7.2.2 思路与过程
• 7.3 环境范畴分析与描述
• 7.3.1 环境数据分析
• 7.3.2 作战任务分析
• 7.3.3 作战需求分析
• 7.4 系统范畴分析与描述
• 7.4.1 系统数据分析
• 7.4.2 系统需求分析
• 7.4.3 技术需求分析
• 7.5 信息支持能力需求
• 7.6 本章小结
• 第八章 结束语
• 8.1 本文的主要贡献
• 8.2 进一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 作者在学期间取得的学术成果
• 附录B 文中缩略语英汉对照表