裝備技術體係設計與評估 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容介紹
裝備技術體係是武器裝備體係的重要補充和完善，裝備技術體係研究是體係研究的重要組成部分。本書全麵係統地介紹瞭裝備技術體係設計與評估的相關問題，主要內容涉及裝備技術體係的生成、描述、技術貢獻度評估、麵嚮不完備信息的裝備技術體係成熟度評估和麵嚮主觀信息與客觀信息的裝備技術體係滿足度評估問題。

目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 武器裝備體係與裝備技術體係 1
1.1.1 武器裝備體係基本概念 1
1.1.2 裝備技術體係基本概念 2
1.1.3 裝備技術體係與武器裝備體係的關係 4
1.2 美國國防部體係結構框架 5
1.2.1 發展曆程與主要內容 5
1.2.2 體係結構框架理論中的技術視圖 7
1.3 裝備技術體係設計與評估中的關鍵問題 9
1.3.1 裝備技術體係生成 9
1.3.2 裝備技術體係描述 10
1.3.3 裝備技術體係貢獻度評估 11
1.3.4 裝備技術體係成熟度評估 12
1.3.5 裝備技術體係滿足度評估 16
1.4 裝備技術體係設計與評估的意義 18
參考文獻 19
第2章 裝備技術體係的生成與描述 24
2.1 裝備技術體係生成方法 24
2.1.1 傳統裝備技術體係生成方法 24
2.1.2 裝備技術體係中技術的特點 25
2.1.3 裝備技術體係生成 27
2.2 裝備技術體係描述方法 29
2.2.1 多視圖描述方法與現有技術視圖 29
2.2.2 裝備技術體係相關元素 29
2.2.3 裝備技術體係多視圖描述 33
2.3 裝備技術體係生成與描述示例 35
2.3.1 裝備技術體係的生成 35
2.3.2 裝備技術體係的描述 37
2.4 小結 40
參考文獻 40
第3章 技術貢獻度評估 41
3.1 技術貢獻度相關概念及分析思路 41
3.1.1 係統軍事價值、技術支持度和技術貢獻度概念 41
3.1.2 係統軍事價值與技術支持度分析思路比較 43
3.2 技術貢獻度評估框架 44
3.3 技術對係統支持度分析 46
3.3.1 技術對係統支持度求解框架及步驟 46
3.3.2 灰靶分析原理及計算步驟 51
3.3.3 灰靶分析中標準模式改進 57
3.3.4 灰靶分析的數理分析 58
3.4 技術對體係貢獻度分析 61
3.4.1 係統軍事價值分析 61
3.4.2 係統到技術的映射矩陣 68
3.4.3 技術貢獻度的計算 71
3.4.4 技術貢獻度可比性分析 72
3.5 示例分析 73
3.5.1 各項技術對主戰坦剋的支持度計算 73
3.5.2 主戰坦剋軍事價值分析 81
3.5.3 係統到技術的映射矩陣 85
3.5.4 技術對體係貢獻度計算結果及討論 87
3.6 小結 88
參考文獻 88
第4章 裝備技術體係成熟度評估 90
4.1 係統成熟度評估問題 90
4.1.1 Sauser的係統成熟度評估方法 91
4.1.2 Tan的係統成熟度評估方法 92
4.1.3 現有係統成熟度評估中存在的問題 93
4.2 基於證據推理算法的成熟度評估方法 94
4.2.1 模型假設與評估步驟 94
4.2.2 ISRL的計算 96
4.2.3 證據推理算法 98
4.3 裝備技術體係成熟度評估示例 99
4.3.1 無人機技術組閤成熟度評估 99
4.3.2 某簡化技術組閤成熟度評估 102
4.3.3 哈勃望遠鏡修復技術組閤成熟度評估 106
4.3.4 與傳統係統成熟度的比較分析 110
4.4 裝備技術體係評估中不完備信息影響因素分析 110
4.4.1 兩條規則融閤時模型 110
4.4.2 不完備信息的取值範圍 111
4.4.3 不完備信息的靈敏度分析 114
4.4.4 規則一緻性的含義 115
4.4.5 討論 117
4.5 小結 118
參考文獻 118
第5章 麵嚮主觀信息的裝備技術體係滿足度評估 120
5.1 麵嚮主觀信息的裝備技術體係滿足度評估問題分析 120
5.2 基於證據推理的裝備技術體係滿足度評估方法 122
5.2.1 D-S證據理論簡介 122
5.2.2 證據推理方法與置信規則庫學習 126
5.2.3 置信規則庫的構造 128
5.2.4 激活規則的權重及信度分布的調整 128
5.2.5 存在的主要問題 129
5.3 置信規則庫的結構學習方法 130
5.3.1 主成分分析 130
5.3.2 多尺度分析 131
5.3.3 Isomap 132
5.3.4 灰靶分析 133
5.3.5 結構學習方法 133
5.4 無人機技術滿足度評估 134
5.4.1 問題建模 135
5.4.2 使用證據推理方法進行滿足度評估 135
5.4.3 主成分分析/多尺度分析/Isomap/灰靶分析的輸入 137
5.4.4 不同方法選擇的關鍵技術 137
5.4.5 不同方法的結果對比分析 142
5.4.6 PCA-RIMER的魯棒性分析 147
5.4.7 討論 149
5.5 小結 150
參考文獻 150
第6章 麵嚮客觀信息的裝備技術體係滿足度評估 155
6.1 麵嚮客觀信息的裝備技術體係滿足度評估問題分析 155
6.2 基於置信規則庫參數學習的裝備技術體係滿足度評估方法 157
6.2.1 研究現狀及存在的主要問題 157
6.2.2 置信規則庫的參數學習方法 158
6.2.3 待估計的參數 159
6.2.4 優化模型 160
6.3 基於差分進化的求解算法 161
6.4 無人機燃油輸送能力需求滿足度評估 164
6.4.1 背景介紹 164
6.4.2 場景I：基於完全數據集 166
6.4.3 場景II：基於特定數據集 167
6.4.4 討論 170
6.5 小結 172
參考文獻 172
附錄A 裝備技術體係生成示例 175
附錄B 成熟度評估中不完備信息βD的推導 176
附錄C 成熟度評估中不完備信息βD取值範圍的證明 177
附錄D 成熟度評估中不完備信息影響因素對評估結果的靈敏度分析證明 181
附錄E 麵嚮主觀信息滿足度評估示例中的置信規則庫 183

在綫試讀
第1章 緒論
　　1.1 武器裝備體係與裝備技術體係
　　1.1.1 武器裝備體係基本概念
　　武器裝備體係是建立在體係相關概念的基礎上，用大係統的觀點和方法研究武器裝備建設問題的重要概念。武器裝備一經産生，武器裝備體係就客觀存在，但武器裝備體係概念的提齣卻經曆瞭一個逐步的演變過程。體係是由係統組成的係統，英文對應的是System-of-Systems、Family of Systems、Super-Systems、Meta-Systems、Joint Systems等，體係在民用和軍用領域有著廣泛應用，齣現瞭眾多體係的概念，這些概念從不同角度反映體係的特徵。2006年，在以“體係開發規律與科學途徑”為主題的香山會議上，與會專傢討論認為體係是為達到一定目的而以一定方式集閤若乾係統共同工作所形成的更大規模或更高層次的係統。武器裝備體係的建設決定作戰使命和任務能否完成、能力需求和裝備需求能否得到滿足；相應的，武器裝備體係的能力需求和裝備需求也牽引和指導裝備技術體係的構建。
　　Maier總結體係具有五大特徵[1]，即組分係統獨立運行、組分係統獨立管理、地理分布範圍廣泛、湧現性和演化性。不同研究人員也從自身研究角度齣發提齣瞭新的武器裝備體係特徵，魯延京[2]總結武器裝備體係具有地理分布性、湧現性、裝備的獨立性、演化性，以及有機性等特點。程賁[3]認為武器裝備體係具有分布性、湧現性、獨立性、演化性和整體性。
　　學者對於武器裝備體係的定義仍然存在分歧，目前有兩種比較有代錶性的觀點。一種觀點[4,5]認為，武器裝備體係並不麵嚮具體作戰使命和作戰任務，強調一個國傢所擁有的武器裝備構成武器裝備體係。此類武器裝備體係的定義為：“武器裝備體係是指為保障軍隊作戰、訓練和其他任務實施而確定的武器裝備總體結構、數量規模、技術水平，以及為實現這種構成所進行的一係列管理活動的有機整體”。另一種觀點[6,7]認為，武器裝備體係是麵嚮作戰的，即武器裝備體係是在特定的使命任務牽引下構建和發揮作用的。此類武器裝備體係的定義為：“武器裝備體係是在一定的戰略指導、作戰指揮和保障條件下為完成一定作戰任務，由功能上互相聯係，相互作用的各種武器裝備係統組成的更高層次的大係統”。
　　武器裝備體係已經吸引瞭眾多科研人員和利益相關者的研究興趣，相關的研究成果很多[2-7]。全軍和各軍兵種科研院所都擁有從事總體設計的相關單位。國防科學技術大學是國內在這一領域內從事科學研究的主要單位之一，自“十五”以來，陸續承擔瞭軍內科研、條件建設、自然科學基金等有關裝備體係的多個項目，培養瞭超過100名裝備體係相關專業的博士、碩士研究生，在國內外學術期刊發錶瞭超過300篇高水平學術論文[2，3，7-13]。火箭軍工程大學是火箭軍軍種中承擔裝備體係需求分析與結構設計、裝備維修與綜閤保障、能力評估與優化等課題的對口單位，具有深厚的科研實力，且與火箭軍機關和基層聯係緊密，具有應用背景與實踐優勢。
　　1.1.2 裝備技術體係基本概念裝備技術體係指的是，為滿足多樣化、多層次能力需求和裝備需求，由各項技術組成的，具有層次結構和體係特徵的技術集閤。
　　裝備技術體係的核心是技術及技術之間的關係。各項技術均由武器裝備體係當前或未來的能力需求和裝備需求牽引獲得，技術之間的關係部分來源於技術與能力需求和裝備需求的關係，部分來源於技術本身的屬性，如層次、類彆等。這闡明瞭裝備技術體係的來源：特定或非特定作戰使命驅動下的能力需求和裝備需求。同時，這也說明，裝備技術體係構建的根本目的是為滿足武器裝備體係當前或未來的能力需求及裝備需求。
　　裝備技術體係具有如下特點[14-16]。
　　(1)裝備技術體係中各項技術本質上是同質的
　　技術都具有共同的基本屬性，如技術成熟度、層次、類彆等。這與武器裝備體係中的武器裝備有本質區彆，各種武器裝備都有自身的戰技指標，不同類型裝備，如戰鬥機和裝甲車的戰技指標有可能完全不同。此外，武器裝備體係中還有作戰任務、作戰活動、能力、功能等元素，種類多樣。但是，裝備技術體係的元素本質上是同質的。
　　(2)裝備技術體係中技術之間的關係相對簡單
　　相比而言，武器裝備體係中的元素眾多(包括使命、任務、活動、能力、裝備等)，各元素之間的關係也相對復雜。根據能力需求和裝備需求與技術之間的關係，可以大緻判定技術之間耦閤的緊密程度：相同或類似能力需求或裝備需求牽引而得的技術組閤內的技術關係是非常緊密的，而不同技術組閤內的技術之間的關係是非常鬆散的。
　　(3)裝備技術體係的結構具有層次性這是由處於源頭的能力需求和裝備需求的特徵決定的。能力需求和裝備需求本身是有層次結構的，能力需求和裝備需求越明確，技術越清晰，技術的層次越多；相反，能力需求越模糊，技術也越抽象，也難以再繼續分解。
　　(4)裝備技術體係具有湧現性、演化性等體係層次的屬性
　　技術的特徵湧現為技術體係的特徵，但技術體係層麵的特徵僅能從體係層麵來認識、研究。技術是不斷變化的，這錶現為技術體係的演化行為，技術的變化錶現在兩個方麵。
　　①技術屬性的變化，如技術的成熟度、技術風險的不斷變化等。
　　②舊技術的淘汰和新技術的引入帶來瞭裝備技術體係結構上的變化。
　　(5)裝備技術體係的評估需要大量的專傢參與和考慮大量的主觀信息
　　由於裝備技術體係中的各項技術都是抽象的概念，技術本身的屬性多是靜態的，因此裝備技術體係的評估不能選用武器裝備體係評估中常用的仿真等方法，而是應當采用基於專傢知識、定性定量相結閤的方法。此外，由於專傢的大量參與，還需要綜閤考慮其中的不確定性。
　　(6)裝備技術體係的地位非常重要，需求非常急迫，但其相關研究處於很不成熟的階段。
　　裝備技術體係結構是裝備技術體係評估與優化的基礎，是武器裝備體係規劃決策的重要依據，是武器裝備體係建設風險的重要影響因素，更是確保體係建設進度、費用和性能的有力保證。然而，國內外開展相關研究的機構較少，可藉鑒的成果不多，還處在探索和實證研究階段。相比而言，武器裝備體係已經成為國內外相關研究機構和學者的研究重點之一，已經取得瞭重要的研究成果。因此，武器裝備體係的相關研究成果可以服務於裝備技術體係的相關研究。
　　1.1.3 裝備技術體係與武器裝備體係的關係
　　從武器裝備體係和裝備技術體係的概念齣發，可以初步獲得裝備技術體係與武器裝備體係的關係，如圖1.1所示。
　　圖1.1武器裝備體係與裝備技術體係關係
　　裝備技術體係與武器裝備體係之間的關係總結如下[14-16]。
　　①裝備技術體係源於武器裝備體係。裝備技術體係的兩大核心要素，即技術和技術之間的關係，都來自於武器裝備體係中的能力需求和裝備需求。
　　②裝備技術體係建設的直接和根本目的是滿足武器裝備體係的能力需求和裝備需求。裝備技術體係建設的成果也直接服務於武器裝備建設規劃計劃論證，並且對國防預研項目的設置起指導作用。
　　③裝備技術體係是武器裝備體係的重要補充和完善。目前開展的武器裝備體係的相關研究雖然已經涉及技術層麵，但是研究尚不深入。以目前廣為接受的美國國防部體係結構框架為例，其中關於技術的視圖僅有兩個，這顯然不能滿足需求。
　　④裝備技術體係與武器裝備體係一樣，也具有湧現性、演化性等體係屬性。
　　對比圖1.1中武器裝備體係與裝備技術體係的關係，可以發現技術組閤是非常重要的概念。技術組閤對應於比較獨立和完整的組件級能力需求或裝備需求，是裝備技術體係滿足度評估中的基本單元。相比較而言，單項技術對應的能力需求或裝備需求層次較低，並不是滿足度評估中的重點。實際上，單項技術在大多數情況下並不能對應於完整的能力需求或裝備需求，往往無從分析。
　　綜上所述，裝備技術體係的相關研究是武器裝備體係的重要補充和完善，武器裝備體係現有的研究成果對於裝備技術體係的相關研究具有重要的藉鑒意義，但是裝備技術體係不是武器裝備體係嚮技術層的簡單延伸，而是需要在綜閤對比分析的基礎上繼承武器裝備體係中的相關研究成果。
　　1.2 美國國防部體係結構框架
　　1.2.1 發展曆程與主要內容
　　目前國內外有很多關於武器裝備體係的研究，其中具有代錶性的是美軍先後提齣的C4ISR(command,control,communication,computer,intelligence,surveillance,reconnaissance)框架[17]和國防部體係結構框架(DoD architecture framework，DoDAF)[18-21]。該結構框架為體係結構提供瞭規範化的描述建模方法和標準。
　　美軍先後於1996年6月和1997年12月頒布瞭C4ISR體係結構框架1.0版(簡稱C4ISR1.0)和C4ISR體係結構框架2.0版(簡稱C4ISR2.0)，以這兩個版本的C4ISR框架報告為基礎，美軍分彆在2003年、2007年、2009年和2011年發布瞭國防部體係結構框架1.0版(簡稱DoDAF1.0)、國防部體係結構框架1.5版(簡稱DoDAF1.5)、國防部體係結構框架2.0版(簡稱DoDAF2.0)和國防部體係結構框架2.02版(簡稱DoDAF2.02)。這四個版本的報告對美軍建設武器裝備體係具有很強的指導意義，極大地提高瞭美軍武器裝備互聯互通互操作的能力，已被美國國防部要求推廣至美軍所有在役和在研武器裝備的研製和改進過程。
　　錶1.1綜閤對比瞭已有C4ISR和DoDAF中的視圖分類和數量，其中標“*”號的視圖在不同版本框架中名稱不同。以DoDAF2.0版本為分界點，DoDAF2.0之前的技術視圖稱為技術標準視圖，之後的版本(2.0與2.02版本)稱為標準視圖；DoDAF2.0之前的係統與服務視圖在2.0與2.02版本中分為係統視圖與服務視圖。自DoDAF2.0開始，視圖類彆和數量大幅增加，主要增加瞭能力視圖、數據與信息視圖、項目視圖和服務視圖(服務的概念在DoDAF1.5版本中已有涉及，但在DoDAF2.0中纔開始單列為一類視圖)。DoDAF2.0與DoDAF2.02中的視圖類彆、數量是完全一緻的，隻是具體內容與涉及元素稍有差異。
　　錶1.1 已有C4ISR和DoDAF中的視圖分類和數量
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