基于能力的武器装备体系结构建模、评估与组合决策分析方法

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新世纪新阶段，着眼有效履行新的历史使命和不断提高完成多样化军事任务的能力，高技术武器装备发展及其体系建设是加快转变战斗力生成模式与拓展武装力量运用方式的物质基础，也是全面推进巩固国防和强大军队现代化建设的根本出发点和落脚点。面对日益复杂和不确定的多种挑战，军队及其决策者们在进行体系发展决策时处于进退两难的境地：一方面，在预算紧缩环境下不可能不加选择地发展大量甚至重复的武器装备系统；另一方面，又必须根据多样化的变化的能力需求选择一组合适的系统类型进行发展，使其能够适用于更大范围的可能场景或者为应对新挑战做出快速调整。此外，武器装备发展过程中延续的“烟囱式”部门结构及其分散决策造成了严重的“超预算、拖进度、降性能”问题，导致大量装备重复建设且不能有效互操作。因此，相对于传统面向型号的单一最优选择决策，武器装备体系发展必须更加强调系统组合决策与管理，在体系层次上对能力需求进行完整的理解与优化，并将众多系统作为一个整体进行权衡分析与采办决策。同时，体系结构层次上的早期概念分析与设计决策直接决定了武器装备体系的系统组成以及功能和行为，并对全寿命费用和进度等产生不对称影响。
　　因此，本文主要研究基于能力的武器装备体系结构建模、评估与组合决策分析等问题，旨在从技术性和社会性两个角度深入分析武器装备体系发展决策的内容和过程，科学决策与统筹推进武器装备体系中各能力领域和各类武器装备的整体协调发展，从而达到体系结构系统组合方案的灵活性、适应性和鲁棒性，确保最终构建的武器装备体系能够最大限度地提高总体质量和发挥整体效能。本文主要研究内容和创新点如下：
　　首先，提出了基于能力的武器装备体系结构开发的治理结构和社会技术过程。针对武器装备体系发展决策中面临的诸多技术性和社会性挑战，结合基于能力的体系结构开发及其系统组合选择的特点，提出了一个责任、权利和问责相匹配的治理结构，将武器装备体系的使命目标与各方切身利益结合起来，明确各利益相关方参与的界限，可以充分调动各自的主观能动性，并确保他们之间合作及竞争关系的存续和扩展；研究了武器装备体系结构开发的社会过程和技术过程，促进各利益相关方共同参与到武器装备体系发展决策过程，形成最可能相互满意的武器装备体系结构系统组合方案。
　　其次，提出了一种新颖的体系结构建模与分析方法。围绕基于能力的开发思想以及针对体系结构模型中相同语义内容的不一致表述问题，提出了描述体系结构数据要素语义关系的高层数据元模型并确定核心体系结构数据要素，作为通用一致的数据字典指导体系结构数据建模；研究了元模型层次的通用模型转换规范，指导直接从体系结构数据进行体系结构描述和可执行模型构造；研究了利用体系结构静态模型和可执行模型开展体系结构静态分析、动态分析和试验分析，允许对体系结构、行为和能力性能等特征进行早期探索与评估，为有效稳定应对体系挑战提供更多的灵活性和适应性。
　　再次，提出了基于偏好规划的系统组合评估与分析方法。针对不确定条件下武器装备体系结构开发中的系统组合选择问题，研究了在能力准则权重、系统能力水平和费用等信息不完全以及变化预算水平下对系统组合选择问题进行偏好规划建模，并且考虑系统之间的依赖关系、交互和协同效应等；根据决策者不同的价值导向，研究了所有各类非支配系统组合方案的计算，并且按照系统层的核心指数以及不同决策规则确定出关键系统和最佳的系统组合方案；同时，研究了确定进一步偏好信息诱导和缩减不确定性范围的侧重点。
　　最后，提出了基于冲突消解图模型的交互式体系组合决策分析方法。针对基于能力的武器装备体系结构开发中跨能力领域的多利益相关方系统组合选择问题，研究了最大限度地利用少量定性信息对体系层次上的系统组合选择决策进行系统地建模；研究了具有完全不同价值体系和决策行为模式的所有关键利益相关方在各自的能力领域内进行系统组合选择与权衡分析；研究了在不需要事先聚合个体偏好和价值情况下，通过捕获真实的个人偏好和选择行为以及检查群体之间可能的策略交互，达到相互之间一致满意的体系结构系统组合方案。

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作者
葛冰峰;
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作者单位

国防科学技术大学;

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授予单位国防科学技术大学;
学科管理科学与工程
授予学位博士
导师姓名陈英武;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类武器、军用器材;
关键词
武器装备体系; 体系结构; 偏好规划; 冲突消解; 组合决策分析;

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