装备综合保障关键技术研究

分类号！＝！！圈学号ＵＤＣ密级工学硕士学位论文装备综合保障关键技术研究硕士生姓名盆盔学科专业扭撼王焦研究方向装查堡佥堡睦指导教师盆丞盛型数援国防科学技术大学研究生院二ＯＯ六年十一月坌五国防科学技术大学研究生院学位论文摘要装备综合保障是指在装备的寿命周期内，为满足系备完好性要求，降低寿命周期费用，综合考虑装备的保障问题，确定保障性要求，进行保障性设计，研制并规划保障资源，及时提供装备所需保障的一系列管理和技术活动。本文的装备综合保障是大保障的概念，涵盖可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性等装备的“五性”。目前，我军存在大量的保障问题，如设计阶段缺乏系统规范的保障性设计，装备使用阶段保障费用居高不下，新装备投入后形成保障能力周期长等。为此，必须开展装备综合保障方向的研究。本文针对全寿命周期中的装备综合保障，建立了初步的关键技术体系，分析了相关软件，并研究基于地理信息系统（ＧＩＳ）的装备综合保障辅助优化决策。论文的研究内容和主要工作如下：１．为了避免概念混淆，便于叙述，本文首先明确了装备综合保障的相关概念，分析了国内外装备综合保障技术的发展现状，总结了装备综合保障的发展趋势ｔ２．在全寿命周期的基础上，初步建立了装备综合保障关键技术体系，对装备综合保障的方案论证、设计、论证评估、试验验证、部署使用等阶段的相关技术进行了系统的调研，从总体技术、方案设计、试验验证和作战运用四个方面分析了装备综合保障关键技术；３．针对装备综合保障全寿命周期各环节，系统调研了国内外综合保障相关软件的功能和特点，分析了综合保障相关软件在装备综合保障中的作用，并对这些软件二次开发的可行性进行分析；４．分析了ＧＩＳ技术在装备综合保障中的应用，研究了基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策。利用ＳｕｐｅｒＭａｐｏｂｊｃｃｔｓ系列组件进行二次开发，编程实现了装备综合保障辅助优化决策中的最短路径优化和仓库选址优化；装备综合保障问题是我军装备建设中的重大课题，本文仅就其中的部分内容开展了初步的探索和研究。本文的研究工作可以为后续的装备综合保障建模仿真、并行设计、体系优化等关键技术的深入研究打下良好的基础。关键词：装备综合保障保障性全寿命周期二次开发地理信息系统第ｉ页国防科学技术大学研究生院学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗｈｉｃｈｒｅｆｅｒｔｏ０ＬＳ）ｉｓａｓｅｒｉｅｓｏｆｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅＴｏｔａｌＬｉｆｅ—ｃｙｃｌｅ，ｍｅｅｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｏｆｔｈｅｌｏｇｉｓｉｔｃｓｓｕｐｐｏｒｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｒｅａｄｉｎｅｓｓ，ｌｏｗｅｒＬｉｆｅ—ＣｙｃｌｅＣｏｓｔ，ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｓｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ，ｄｅｖｅｌｏｐａｎｄｐｌａｎｓｕｐｐｏｒｔｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｎｅｅｄｓｆｏｒｌｏｇｉｓｔｉｃｓｔｉｍｅｌｙ．ＴｈｅＩＬＳｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｗｈｉｃｈｃｏｖｅｒｓａｗｉｄｅｎｅｄｓｕｐｐｏｒｔｃｏｎｃｅｐｔ．ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ’ＳＲＭＳＴＳＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｕｃｈａｓＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，Ｍａｉｎｔｅｎａｂｉｌｉｔｙ，ｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｕｐｐｏｒｔＳｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ，Ｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄＳａｆｅｒｉｔｙ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｉｓｓｕｅｓｉｎｏｕｒａｒｅａａｒｍｙ，ｓｕｃｈａｓｌａｃｋｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｅｒｓｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙｄｅｓｉｇｎＵＳｅＳｓｔａｎｄａｒｄｓｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｔａｇｅ，ｈｉｇｈｌｏｇｉｓｔｉｃｓｃｏｓｔｗｈｅｎｔｈｅａｒｍｙｓｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙｗｈｅｎｎｅｗｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｒｅｓｅａｒｃｈＩＬＳ．ａｒｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓａｎｄｌｏｎｇｃｙｃｌｅｏｆｆｏｒｍｉｎｇｆｉｒｓｔｕｓｅｄｉｎａｒｍｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｗｅｎｅｅｄｔｏＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅａｎａｌｙｓｅｄＩＬＳｗｈｉｃｈｉＳｂａｓｅｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌＩＬＳｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈＩＬＳ．ＦｉｎａｌｌｙｂａｓｅｄＯｉｌｏｎｔｈｅＴｏｔａｌＬｉｆｅ－ｃｙｃｌｅ，ａｎｄｔｈｅｎｗｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅＳＯｌ，ｗａｒｅｓＧＩＳｗｅａｎＭｙｓｅｄｔｈｅａｓｓｉｓｔａｎｔｏｐｔｉｍｕｍｄｅｃｉｓｉｏｎｏｆＩＬＳ．ａｒｅａｓＡｍｏｎｇｔｈｅｓｔｕｄｙａｎｄｔｈｅｍａｉｎｗｏｒｋｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｌｅａｒｌｙ，ｗｅｅｘｐｌａｉｎｅｄｔｈｅｔｈｅｎｗｅｉｎｔｒｏｄｕｅｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ１．ＴｏａｖｏｉｄｃｏｎｆｕｓｉｎｇｃｏｎｃｅｐｔｓａｎｄｃｏｎｃｅｐｔｓｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈＩＬＳｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＡｎｄｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎＩＬＳ．ＷｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄａｎｃｙｏｆｔｈｅＩＬＳ；２．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＴｏｔａｌＬｉｆｃ—ｃｙｃｌｅ．ｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｙｓｔｅｍｏｆＩＬＳ．ｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｅａｃｈｐｈａｓｅｏｆＩＬＳｓｕｃｈａｓｗｅｄｅｔｉａｌｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｄｅｓｉｇｎ，ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎａｎｄａｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｗｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｏｕｒａｓｐｅｃｔｓｓｕｃｈｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；３．ＩｎｖｉｅｗｏｆｖａｒｉｏｕｓｅｌｅｍｅｎｔｓｉＵＩＬＳ’ＳＴｏｔａｌＬｉｆｅ－ｃｙｃｌｅ，ｗｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎｓｏＲｗａｒｅｓｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈＩＬＳ，ａｎｄｔｈｅｎａｎａｌｙｓｅｄｔｈｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｏｓｅｓｏｆｔｗａｒｅｓ；４．ＷｅａｎａｌｙｓｅｄＩＬＳｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＧＩＳｉｎＩＬＳａｎｄｔｈｅａｓｓｉｓｔａｎｔｏｐｔｉｍａｌｄｅｃｉｓｉｏｎｏｆＧＩＳ，ａｎｄｔｈｅｎｗｅｕｓｅｄＳｕｐｅｒＭａｐＯｂｊｅｃｔｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｏｂｊｅｃｔｓｏｆｓｈｏｒｔｅｓｔｐａｔｈｅｓａｎｄｗａｒｅｈｏｕｓｅｓ’ｌｏｃａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｌｙ．ＴｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆＩＬＳａｒｅｍａｊｏｒｉｓｓｕｅｓｉｎｂｕｉｌｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｎｏｕｒａｒｍｙ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｌｏｒｅｄｓｏｍｅａｓｐｅｃｔｓｏｆＩＬＳ．Ｂｙｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｗｏｒｋｓｓｕｃｈａｓｃａｎｄｏｂｅｔｔｅｒｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＩＬＳ，ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｄｅｓｉｇｎ，ｓｙｓｔｅｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＳＯｏｎ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＩｎｔｅｒｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔ，Ｓｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ，ＴｏｔａｌＬｉｆｅ－ｃｙｃｌｅ，ＳｅｅｏｎｄａｒｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ第１１页独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果．尽我所知，除了文中特别加以标注和袭谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意．学位论文题目：学位论文作者签名：茁盘堡佥佳睦差缝拉盔盈窥｛鑫熟：日期：≯一‘年／／月膳日学位论文版权使用授权书本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定．本人授权国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阏；可以将学位论文的全部或部分内客编入有关数据库进行检索，可以采用影印．缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文．（保密学位论文在解密后适用本授权书．）储舯教雠牲学位论文作者签名：学位论文题目：羞叠壁垒堡睦差缝控盔盈究ｇ盆丕Ｂ凝：阳口‘年／ｔＡ１３Ｂ日期：≯秭年“月侈日国防科学技术大学研究生院学位论文第一章绪论§１．１课题概述】．１。ｌ基本概念由于装备综合保障在上世纪八十年代才引入我国，目前在我国的装备综合保障系列概念比较混乱，为了便于下文的叙述，我们有必要对装备综合保障系列概念进行明确。在以下概念中。我们将酋选采用我国标所下的定义，在不足或不明确的地方参考其他定义。．一、装备综合保障（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔ）：１９６４年美国国防部发布条令ＤｏＤｌ４１００．３５《系统和设备综合后勤保障要求》’。首次提出。ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏＲ”的概念，明确规定在装备设计时同步开展综合后勤保障的设计和管理。我国在引入相关概念的时候，为了和我们传统的后勤观念相区别，将综合后勤保障改称为“装备综合保障”或“综合保障”ｆｍ】。装备综合保障是指在装备的寿命周期内，为满足系备完好性要求，降低寿命周期费用，综合考虑装备的保障问题，确定保障性要求，进行保障性设计，规划并研制保障资源，及时提供装备所需保障的一系列管理和技术活动（ＧＪＢ３８７２．９９）。综合以上，我们给出装备综合保障的定义：装备综合保障是指为了使装备处于战备完好状态、战时能持续的完成任务和降低全寿命周期总费用所需的一切活动。它的目的是将保障性有效的纳入到装备的方案确定和设计阶段，在全寿命周期中，使得主装备与其保障系统相匹配，最大限度地发挥装备的性能，降低全寿命周期总费用。本文所使用的装备综合保障概念是大保障的概念。涵盖装各设计阶段的可靠性、维修性、保障性、测试性和安全性等装备“五性”的设计，以及其他～系列相关活动。二，保障性（Ｓｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ）：系统的设计特性和计划的后勤资源，包括后勤保障要素，便于满足系统可用度和战时利用率要求的程度（美国防务采办术语一９８）。系统的设计特性和计划的后勤资源，包括人力，满足系统平时战备及战时使用要求的程度（美国ＤｏＤＤ５０００．３９．８３）。系统的设计特性和计划的保障资源能满足平时战备及战时使用要求的能力（ＧＪＢ４５１．９０、ＧＪＢ３８７２—９９）。保障性的内涵是【３＿ｌ：１．保障性是装备的一种特性，是从保障的角度对整个装备系统设计的一种系统描述。它反映了在预定的使用和保障环境（包括费用约束）下，整个装备系统对作战需求的一种适应性。第ｌ页国防科学技术大学研究生院学位论文２．保障性强调装备自身的保障设计特性和外部的保障条件。一方面，装备的设计要容易保障和便于保障，即所谓的“好保障”。另一方面要为装备的保障提供必需的资源和条件，即所谓的“保障好”。不仅如此，保障性还强调这两个方面之间的协调匹配和综合权衡。３．保障性是一种综合特性，它将整个系统各个要素的设计特性关联起来。保障性既有顶层的度量参数，也包括对系统单个要素的度量参数。４．保障性以战备完好性和寿命周期费用为项层参数，力求两者达到最佳平衡。三、可靠性（Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）：系统及其组成部分在无故障、无退化或不要求保障系统的情况下执行其功能的能力（防务采办术语．９８）。产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力（ＧＪＢ４５１．９０）。四、维修性（Ｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ）：产品在每一规定的维修和修理级别，由具有规定等级的人员和按规定的程序和资源进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力（防务采办术语．９８、ＭＩＬ．ＳＴＤ．７２１Ｃ．８１、ＭＩＬ．ＨＤＢＫ．３３８Ａ．８７）。产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力（ＧＪＢ４５１．９０、ＧＪＢ／ｚ９１．９７）。五、测试性（Ｔｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ）：产品能及时、准确确定其状态（可工作、不可工作或性能下降）并隔离其内部故障的一种设计特性（ＧＪＢ４５１．９０、ＧＪＢ２５４７－９５、ＧＪＢ３３８５－９８、ＭＩＬ．ＳＴＤ－２１６５Ａ－９３）。六，安全性（Ｓｅｃｎｒｌｔｙ）ｊ不导致人员伤亡，危害健康及环境，不给设备或财产造成破坏或损伤的能力（ＧＪＢｌ４０５．９２）。不发生事故的能力（ＧＪＢ一９００－９０）七、寿命周期费用（ＬｉｆｅＣｙｃｌｅＣｏｓｔ）：系统在其寿命期内，用于采办和拥有该系统的总费用。它包括研制、采办、使用、保障和处置（适用时）的费用（防务采办术语一９８）。在装备寿命期内用于研制、生产、使用与保障以及退役所消耗的一切费用总和（ＧＪＢ／Ｚ９１．９７）。在预期的装备寿命周期内，为装备的论证、研制、生产、使用与保障、退役所付出的一切费用总和（ＧＪＢｌ３６４－９２）。１．１．２研究背景在高科技的推动和需求的牵引下，武器装备的发展日新月异，一大批功能强大结构复杂的武器装备被研究出来。随着武器装备技术水平的越来越先进，技术性能越来越高，装备的保障资源和保障条件要求越来越多，造成装备的使用和保障费用急国防科学技术大学研究生院学位论文剧增加。在传统的装各研制过程中，主装备的设计片面强调装备本身的战术技术性能，而没有全面地考虑到保障需求，使得装备的可靠性差、战备完好率低、备件需求量大、备件种类过多、寿命周期费用显著增加和装备后长期形不成应有的战斗力。如美军Ｆ．１５Ａ“鹰”战斗机，在研制的时候片面强调技术性能，忽视可靠性、保障性等的设计，大量高科技技术应用其中，该型号飞机在１９７５年装备美军后，由于使用可靠性低，维修困难，保障性差，经常会被拉回车间修理，获得“车间女皇”之称【５川】。通过调研，如果对装备没有进行有效的装备综合保障优化设计，通常会带来以下几个问题：１．装备的可靠性差、维修困难：在装备的设计过程中，片面强调装备的性能，忽视装备的保障性、可靠性、维修性等方面的设计，造成装备可靠性差，维修困难，给装备的使用带来许多麻烦；２．备件种类过多、备件需求量大：装备的复杂度越高，随之而来的装备的零部件种类和数量也越多，备用零部件的种类和数量需求也随之增加；３．战备完好率低、资源消耗量大：现代战争是高强度战争，战争强度大，范围集中，日消耗资源明显增加，装备在战争中幸存率低；４．全寿命周期费用显著增加：目前，装备的研制周期虽然越来越短，但是装备的研制费用却显著增加，不仅如此，装备的使用费用和保障费用也明显增加，占全寿命周期总费用的６０％，甚至７０％一８０％；５．装备后长期形不成应有的战斗力。装备在装配后与主装备相关的保障资源、保障设备和相关备件没有配套的装配，使得装备一旦出现故障就需要很长时间等待配件，然后才能进行修复，更有一些装备在缺少必要保障资源的情况下根本无法使用。§１．２国内外研究现状及发展趋势１．２．１国外装备综合保障的研究现状一、美国１９６４年美国国防部颁布了ＤＯＤｌ４１００．３５《系统和设备的综合后勤保障要求》，第一次提出“ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔ，ＩＬＳ”的概念，强调在装备的研制过程中要同步的进行保障性的设计。在随后的几十年里又颁布了一系列的条令条例来完善和发展这一要求，２００３年５月美国国防部颁发的最新版本的５０００系列采办条例，将保障性和持续保障作为武器系统性能的关键要素，强调在装备的采办和持续保障中，应考虑并在现实可行时采用基于性能的后勤策略作为国防部落实装备保障的优选途径。近年来，美军为了提高维修保障能力，节约维修保障费用，在基地级维修中大力提倡这种持续保障合同维修，主张在基地级维修中利用私营企业的力量，引入了军民合作与第３页国防科学技术大学研究生院学位论文军民竞争的机制‘９’１２１。美国历年来颁布的装备综合保障相关要求和标准如表１．１所示，从表中我们可以看出，美国在装各综合保障的相关规定已经越来越成熟，从开始的《系统和设备的综合后勤保障要求》提出装备综合保障概念以来，随着美国各军兵种的发展，逐渐细化在装备综合保障中的各项要求，废除不合适宜的规定。各军种根据自身特点，在美国国防部制定的装备综合保障文件的基础上，颁布了符合自身特点的一系列规范。从目前看，美国已经形成一套行之有效的做法，在装备综合保障方面走在世界各国的前列。表１．１美国后勤保障指导性文件的出台年份１９６４颁布单位美国国防部内容《系统和设备的综合后勤保障要求》将《系统和设备的综合后勤保障要求》改名为《系统和设备的综合后勤保障的采办和管理》《综合后勤保障工作要求》《后勤保障分析》、《国防部对后勤保障分析记录要求》《系统和设备综合后勤保障的采办和管理》《采办过程中的综合后勤保障》《综合后勤保障》《防务采办》《防务采办管理的和程序》废除《系统和设备综合后勤保障的采办和管理》重新颁布《防务采办》颁布《重大防务采办项目和重大自动化信息系统采办项目必须遵循的程序》《后勤管理信息要求》《采办后勤》、废除《后勤保障分析》重新颁布５０００系列《采办条例》１９６８美国国防部美国空军美国国防部１９７２１９７３１９８０１９８７１９８８美国国防部美国海军美国陆军美国国防部１９９ｌ１９９６美国国防部美国国防部美国国防部１９９７２００３另外，美国的一些大学开设了保障相关的课程，加州大学伯克利分校开设了“后勤系统分析”、“后勤网络设计与供应链管理”、“后勤模型”等课程，重点研究后勤决策和规划问题；波特兰州立大学计算机科学工程学院系统工程系开设有“后勤工程”课程，主要研究处理物流过程中的问题。另外还有Ｅｍｂｒｙ－Ｒｉｄｄｌｅ航空大学开设有“综合后勤管理”等面向研究生的课程，美国国防大学设有军事策略和后勤系，该系开设了“军事策略”和“后勤和动员策略”等课程等。开设面向商业应用的“供应链管理”课程的大学更是数不胜数，该课程基本已成为商学院的必修课程。在应用方面，装备综合保障已经得到广泛的应用，如Ｆ２２配有维修训练系统，联合攻击机（ＪｏｉｎｔＳｔｒｉｋｅＦｉｇｈｔｅｒ，ＪＳＦ）、Ｂ．２等采用了基于性能的后勤，ｖ．２２具有自动化维修环境等，ＰＨＭ技术、虚拟现实等技术得到了充分的应用。第４页国防科学技术大学研究生院学位论文二，英国１９９３年英国国防部颁布了《在采购中应用综合后勤保障的》，该文件对装备综合保障的目标做了明确的规定。在１９９６年，英国国防部又颁布了国防标准《综合后勤保障》，该标准与美军的相关标准联合使用，构成了英军装备综合保障标准体系。另外，自１９９７年起，英国国防部成立“综合后勤保障小组”，全面负责装备综合保障工作。英国～些大学也展开对装备综合保障的研究，布里斯托尔大学开设“保障性和后勤工程”等课程，剑桥大学开设有“供应链管理”等。三、韩国韩国自１９８２年开始研究装备综合保障，韩国陆军学院首先开设了装备综合保障系列课程，是亚洲第一所开设装备综合保障相关课程的学校。在１９８３年确立在装备研制过程中全面开展装备综合保障工作。１９８８年，韩国将装备综合保障首次写入陆军条令中，并在１９９０年成立了专门的装备综合保障管理机构。另外，德国、澳大利亚、法国、日本等国和我国的地区也非常重视装备的综合保障工作，先后开展了一系列相关工作，分别取得了不同程度的进展。１．２．２我国装备综合保障研究现状我国在上世纪八十年代后期引入装备综合保障概念以来，经过对国外先进经验的充分研究，结合我国国情，制定了ＧＪＢ３８７２《装备综合保障通用要求》、ＧＪＢｌ３７１《装备保障性分析》和ＧＪＢ３８３７《装备保障性分析记录》等军用标准。当前我国研究装备综合保障并开设相关课程的单位主要有：国防科学技术大学五院开设了“装备综合保障”课程；装甲兵工程学院设有“装备综合保障”硕士研究方向；军械工程学院和后勤指挥学院开设有“军事装备学”等研究方向；理工大学在“机械设计及理论”学科下设立了“军用机械装备综合技术保障”研究方向；北京航空航天大学以杨为民教授【已故】为代表的可靠性方面的研究。出版了如《综合保障工程》、《装备综合保障实施指南》等一系列优秀教材。目前，我国在装备综合保障指导思想方面的研究大部分还停留在系统级别上，对于不同军兵种、不同装备所对应的装备综合保障细则还在研究制定中。另外我国装备综合保障的研究方向比较分散杂乱，研究单位盲目的追赶国外装备综合保障最新研究成果，缺少针对我军特色的装备综合保障研究，尚未建立符合我军的装备综合保障体系。１．２．３装备综合保障发展趋势通过对装备综合保障相关资料的调研和分析，我们总结了以下几点装备综合保障的发展趋势：一、保障工程综合化综合化是综合保障工程发展的主要趋势。随着科学技术的快速发展，各种技术相第５页国防科学技术大学研究生院学位论文互渗透、相互影响，特别是计算机辅助设计（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ，ＣＡＤ）技术和综合产品与过程开发（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＰｒｏｄｕｃｔａｎｄＰｒｏｃｅｓｓＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ＩＰＰＤ）的广泛应用，全面促进了现代武器装备设计、制造、维修和保障过程的综合化，出现了多学科综合设计，即充分利用多学科之间的相互作用所产生的协同效应获得整体性能最优的装备。在工程设计综合化的环境下，进一步带动了可靠性维修性保障性（Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ＭａｉｎｔｅｎａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ，ＲＭＳ）向综合化的方向发展，包括ＲＭＳ设计分析综合化，如可靠性、维修性和可用性的综合分析，可靠性、维修性和保障性的综合设计分析，故障模式及影响分析（ＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅａｎｄＥｆｆｅｃｔｓＡｎａｌｙｓｉｓ，ＦＭＥＡ）与潜在通路综合分析；Ｒ试验综合化，充分利用研制试验、增长试验、环境试验和鉴定试验的试验信息评估装备的可靠性：后勤保障和诊断综合化，即综合后勤保障和综合诊断，利用综合诊断实现设计、生产和维修的测试综合利用；硬件软件综合化，对硬件和软件可靠性进行综合分析；ＲＭＳ信息综合化，建立武器装备综合数据系统，使订购方，使用方、主承制方和转承制方的各种设计，生产、使用和保障信息（包括ＲＭＳ信息）得到综合利用和共享ＩＬ３１。二、保障交互信息化信息化是当前武器装备发展的大趋势，也是综合保障工程发展的必然走向。利用当今快速发展的数字化通信、网络传输等信息技术来完善综合保障管理、改造现有的后勤保障体系，已成为一条必由之路，如美国国防部的一直在推行的持续采办和寿命周期保障（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ．ａｉｄｅｄＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄＬｉｆｅ—ｃｙｃｌｅＳｕｐｐｏｒｔ，ＣＡＬＳ）策略、后勤商务系统，美国战斗机研制中采用的交互式电子技术手册、无纸维修车间、综合维修信息系统以及在军用装备后勤补给中采用的全资可视化系统等。２１世纪，这些技术和策略将会在新一代装备中得到广泛应用。三、保障评估仿真化仿真化是ＲＭＳ技术的深入发展。建模仿真与虚拟现实技术在综合保障领域的应用具有广阔的前景。它不仅可用于可靠性维修性保障性（ＲＭＳ）的指标论证、方案权衡、分析与设计，还可用于ＲＭＳ的试验验证与评价。目前，美国空军联合工业界已开发出大量ＲＭＳ仿真软件，如战备完好性试验可用性原型的快速构建（ＲＡＰＴＯＲ）软件、装备保障性仿真工具ＳＣＯＰＥ、后勤复合模型ＬＣＯＭ、战备完好性评估模型ＭＥＴＲＩＣ、Ｆ．１５Ｅ的可用度评价模型ＳＬＡＭ、ＪＳＦ战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型ＴＳＡＲ等。这些软件工具可用于从ＲＭＳ指标论证、ＲＭＳ方案权衡以及ＲＭＳ与技术性能和全寿命周期费用的权衡，设计、分析直到ＲＭＳ试验验证与评价乃至ＲＭＳ设计人员和维修人员培训等ＲＭＳ工程领域的各个方面，对于帮助设计师和ＲＭＳ工程师提高设计与分析精度、缩短装备研制周期，减少武器装备寿命周期费用，提高战备完好性，解决专家流动、减少维修人力需求，以及采用计算机辅助培训，提高培训质量都有着极其重要的作用。２１世纪，仿真和虚拟现实技术将继续第６页国防科学技术大学研究生院学位论文成为推动综合保障工程发展的重要技术ＩＩ”。四、保障方式自动化自动化是ＲＭＳ发展的～个重要趋势。随着ＣＡＤ和计算机辅助工程（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ．ＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣＡＥ）技术日益广泛应用，以计算机为中心的ＲＭＳ设计与分析自动化将改善２１世纪武器装备ＲＭＳ设计和分析的质量，缩短研制周期，提高ＲＭＳ水平；故障检测与诊断自动化以及维修与后勤保障的自动化将会大大改善装备的保障能力，缩短保障时间，提高新一代武器装备的战备完好性，大大降低装备的使用和保障费用；ＲＭＳ管理和ＲＭＳ信息收集和处理的自动化将大大提高装备的ＲＭＳ管理效率，提高ＲＭＳ信息收集速度，提高收集精确度，从根本解决ＲＭＳ信息的收集和分析处理方面的问题，最终提高装备的ＲＭＳ水平“４１。五、保障手段智能化计算机技术的飞快发展促使人工智能技术在各种武器装备的发展中得到广泛应用，使各种系统具有在任务、环境等变化产生的复杂状态下靠系统自身完成规定功能的能力，实现智能化。在ＲＭＳ领域内，各种类型的智能故障诊断和维修专家系统已用于美国Ｆ．１５战斗机、Ｆ．１６战斗机、Ｂ．１Ｂ轰炸机、Ｃ．１７运输机等现役装备的故障诊断和维修中，有效地减少故障诊断时间和维修技术人员的数量；各种ＲＭＳ管理和设计分析的专家系统，用于帮助装备设计师和可靠性工程师设计更加可靠、易保障和费用更低的武器装备；装备ＲＭＳ设计人员与维修人员培训专家系统，用于培训新装备设计及维修的ＲＭＳ人员，提高培训质量和效率。２Ｉ世纪，随着人工智能技术的进一步发展，不断克服该技术存在有限的时态知识和空间知识的表达、执行常识性推理和识别自身能力等的局限性，在武器装备的容错与重构智能化、武器装备ＲＭＳ设计与制造智能化和武器装备后勤保障智能化等方面将会有更快发展。六、保障内容微观化随着科学技术快速发展，各种新型材料和新型元器件的发展与应用，各种微型装备、微型部件和组件的发展，特别是各种微型电子器件和微机电组件的应用，这些新的需求给ＲＭＳａ－程提出新的挑战，各种新的失效模式和失效机理将会出现，采用传统的可靠性方法将不可能完全有效地解决新问题。因此，自８０年代后期，微观化的可靠性分析技术即以失效机理为基础的可靠性预计技术引起了美英等国的重视，开发了相应的计算机辅助分析软件。近年来，美国山地亚国家实验室又提出了以失效机理为基础的可靠性工程方法，称之为以科学为基础的可靠性工程方法。这种方法强调在装备进入研制之前必须开展由多学科组成的并行研究与开发，在研究装备工作原理的同时要研究其制造方法、失效机理、失效模式和失效模型，并运用系统工程方法开展装备研制，在将可靠性设计到装备中的同时，也使装备具有故障告警和维修时间预测的能力。这种方法己用于该实验室的微型机械研制中，并开发了ＣＡＤ仿真工具，被称第７页国防科学技术大学研究生院学位论文为是２ｌ世纪的可靠性工程方法【”ｌ。七、保障趋势实用化尽管美国从今年起至ｔｊ－－十一世纪初的国防预算一直逐年增加，但是为了维持一支“老龄化”的装备（大部分军用飞机已服役２０～３０年）、其维修费用、备件费用将会显著增加，例如用于Ｆ．１６和ＫＣ一１３５飞机发动机基地修理厂的费用每年分别增加２１．７％和２８％。作为促使降低装备使用和保障费用的ＲＭＳ新技术的应用，也会受费用的制约。因此，在下一代的武器装备发展中，如故障模式、影响及危害性分析（ＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅ．ＥｆｆｅｃｔｓａｎｄＣｒｉｔｉｃａｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓ，ＦＭＥＣＡ）、故障报告分析与纠正措施系统（ＦａｉｌｕｒｅＳｙｓｔｅｍ，ＦＲＡＣＡＳ）、故障树分析（ＦａｕｌｔＴｒｅｅＲｅｐｏｒｔｉｎｇ，ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＣｏｒｒｅｃｔｉｖｅＡｃｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓ，ＦＴＡ）、高效环境应力筛选、研制与增长试验、高加速寿命试验或可靠性强化试验、机内测试（Ｂｕｉｌｔ．ｉｎＴｅｓｔ，ＢＩＴ）技术、健壮设计技术等一批经济有效的实用ＲＭＳ技术，将会得到更广泛的应用和进一步发展，新的实用化的ＲＭＳ技术也将出现。八、保障标准军民两用化改进军用标准体系，优先采用民用规范和标准；发展军民两用的ＲａＭＳ技术和标准：鼓励采用商用现成装备和技术（ＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＯｆｆ－Ｔｈｅ．Ｓｈｅｌｆ，ＣＯＴＳ）和开放式体系结构，便于技术更新和扩充，提高通用性。加强维修保障硬件的建设，将各种军民两用新技术应用到维修设备、设施上，以提高保障的效率。例如：采用远程检测与诊断系统，综合自动检测设备（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ自动识别技术（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ的研究等［ｔ５～ｌ“。ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｅｓｔＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＩＡＴＥ），开展对维修ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＡＩＴ）、故障预测与状态管理技术§１．３论文内容与结构１．３．１论文结构Ｉ装备综合保障关键技术Ｉ拉术分析ｔ‘＃☆＾＿Ｂ＃ｎ｛｜｜ｔ＃＃备＿＿ｊｉ＊计＃￥｜ｌｔ＊＃☆＾＿试－ｍｆ＆｝Ｉｌｔ－＊★镕＿＊麟月＆￥Ｉ窜审审囱审纛Ｉ装备综台保障相关软件调研及其二次开发可行性分析ｌ基于ＧＩＳ的装备综合保障优化决蕈及其编程实现｛应用色三竺竺竿兰兰竺型ｂ三！竺竺竿苎！纠ｌ‘＋“““竿”。““Ｉ鍪彗图１－１论文组织结构第８页国防科学技术大学研究生院学位论文本文按从理论分析到实际应用的层次，分析在装备全寿命周期各阶段的相关关键技术。系统的调研保障相关软件并分析其二次开发的可行性，最终基于ＳｕｐｅｒＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ系列地理信息系统（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＧＩＳ）组件，在Ｖｉｓｕａｌｃ＋＋平台上实现装备综合保障辅助优化决策中的部分功能。论文的组织结构可分为关键技术分析、系统开发分析和应用软件实现，具体见图１．１所示。１．３．２论文主要内容第一章：绪论。本章明晰了装备综合保障相关概念，介绍了论文的研究背景和国内外装备综合保障的发展和研究现状，并简要分析了装备综合保障的发展趋势，最后对论文的组织结构和主要内容进行简要的介绍。第二章：装备综合保障关键技术分析。本章主要是在全寿命周期的角度，分析装备在总体技术、方案设计、试验验证和作战运用等方面的装备综合保障关键技术。第三章：装备综合保障相关软件调研及其二次开发可行性分析。本章对典型的装备综合保障相关的软件进行充分调研，分析其功能，并对该系列软件二次开发的可行性进行总结。第四章：基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策及其编程实现。本章分析了ＧＩＳ技术在装备综合保障中的应用，并利用北京超图公司的ＳｕｐｅｒＭａｐＯｂｊｃｏｔｓ系列组件，编程实现辅助优化决策中的部分功能。第五章：总结与展望。本章对整个论文进行总结，说明论文进一步研究的可行性。第９页国防科学技术大学研究生院学位论文第二章装备综合保障关键技术分析§２．１概述装备综合保障是全寿命周期的系统工程，在总体技术的基础上，包含装备的设计、论证评估、试验验证、作战运用等阶段。本章根据装备综合保障技术的特点，将装备综合保障关键技术划分为总体技术、方案设计、试验验证和作战运用等方面并逐个进行分析，其中总体技术面向全局，为全寿命周期各个阶段提供支持，方案设计、试验验证和作战运用分别针对全寿命周期的各个不同阶段，时间上具有层次性，具体结构如图２．１所示。裁瓣瓣蒜嚣驹瓣搿浠强髻综否裸鞲瑶琴猎嚣缮模型＿．装备综合保障试验理论研究装髻课碌硅维碜径溯试磴ｊ藿一综台保障井行工程技术技术方案设计技术试验验证技术作战运用技术＿．装备体系综合保障仿真推演与动态理论装备保障需求实时获取与预测技术装备快速诊断与维修决策技术装备保障远程技术支撮技术ｆｆｌｔ总体技术体系结构项层规划与论证综合保障体系建横与演化机制装备练合保障分机ＬｓＡ）计术保障体系抗毁伤模型与重组理论装各综合保障公共数据构建技术图２－１装备综合保障中的关键技术层次结构§２．２装备综合保障总体技术装备综合保障总体技术作为全局的支撑技术，为保障过程提供技术支持，是装备综合保障技术体系的基础。总体技术包括保障体系结构的顶层规划与论证、全系统全寿命周期管理和通用数据环境的建立等。２．２．１体系结构顶层规划与论证体系结构顶层规划是指借助系统工程的理论和知识，规划装备综合保障体系结构顶层结构，制定通用标准，涵盖全寿命周期各个阶段的一系列管理和技术活动。系统工程的目的在于将各项需求转换为描述系统的各项参数，并整合系统参数以达到整个系统的最佳。全寿命周期中系统工程的应用促使装备综合保障组成要素达到最佳平衡。装备综合保障中引入系统工程进行体系结构顶层规划，综合了装备系统的构成要素，以经济有效的方式，历经系统分析、系统设计、系统综合、系统发展、系统实施、第１０页国防科学技术大学研究生院学位论文系统评价等六个步骤，来实现原先装备系统设计的预期目标。系统工程设计·系统设计方法·可靠性设计·维修性设计·适用性设计·保障性设计·经济可承受性设计设计工具系装备综合保障过程方案设计论证评估·可行性分析试验验证·系统综合·系统测试·翻试数据分析·翱试报告作战运用生产系统输出高可靠性可保障统工作台工程·保障性评估·可靠性评估·寿命周期费用预计部署使用易保肆易维修高安全性ｊ￡快速产出寿命周期费用低计算机综合环境环境ｊｅｊｔｊ｝装备综合保障公共数据环境系统工程分析·ＲＭＳ分析·可操作性分析·后勤保障分析分析工具·全寿命周期费用分千·决策分析·生产工程分析管理工具图２－２基于系统工程的装备综合保障过程通过运用系统工程技术，对保障系统进行定义、分析、设计和评估，整合有关的关键技术，确保保障系统覆盖全面，各方面能够相互匹配，达到预期的保障系统并实现装备综合保障设计的最优化。整合可靠性、维修性、保障性、安全性、适用性和人素工程，以及其它主要因素，将其融合到系统设计中去。分析其空间，时间因素，建立应用模型，结合系统工程模型，我们给出基于系统工程的装备综合保障过程，如图２．２所示。相关内容如下：一、保障系统的方案设计阶段基于系统工程的装备综合保障过程系统方案设计阶段分为三个步骤：概念设计、初步设计和详细设计。概念设计是指装备在立项研制的前期，对装备的预研过程，在概念设计阶段，通过充分的调研分析，确定装备研制的必要性、可行性等。本阶段基于系统工程的装备综合保障主要是针对保障环境和保障需求的预研分析。在初步设计阶段，我们需要对装备的保障性进行设计，要实现装备的可保障、易保障的设计需求。如图２－２所示，对于经过论证保障性评估不合要求的装备系统，要在初步设计阶段对保障性设计进行更正或重新设计。在详细设计阶段就需要对装备的保障资源进行设计。这是保障装备处于战备完好性的基础。第ｌｌ页国防科学技术大学研究生院学位论文装备能否易保障，取决于设计方案。必须将装备综合保障融入到装备的设计过程中，才能从根本上体现装备的保障性设计。现在研制新装备，不仅仅强调其性能，而且注重经济承受能力，在全寿命周期中，设计阶段对全寿命周期费用的影响占６６％，而论证评估阶段、试验验证阶段各占１９％和１０％。其他阶段仅占５％１Ｊ３】，可见设计阶段是决定装备全寿命周期费用的主要阶段，装备综合保障各种要求必须在设计环节中得到实现，才能在周期寿命过程中达到节省费用、提高保障能力的目的。装备综合保障设计以综合保障分析（ＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＡｎａｌｙｓｉｓ，ＬＳＡ）为基础和信息来源，依据历史数据、军方标准和需求作为设计的前提条件，进行主装备的研制同时并行的进行保障性的设计。并行设计技术在国外已经进入实际开发和使用阶段，如ＧａｒｔｎｅｒＧｒｏｕｐ即将开发出来的并行产品设计新技术环境（ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＡｒｔ．ｔｏ．ＰｒｏｄｕｃｔＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．ＣＡＰＥ），在计算机网络环境内对产品开发的整个设计和管理进行全方位的定义和设计。强调并行工程和面向装配，全面采用ＰＤＭ技术，将装备保障性设计与装备本身功能设计主流程紧密结合起来，真正实现两者的并行设计，才能既满足装备的性能要求，又节约了全寿命周期费用。二、保障系统的论证评估阶段装备论证评估技术是对设计方案的可行性进行分析，通过建立风险分析和费用管理（ＲｉｓｋＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＣｏｓｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＲＡＣＭ）评估模型和建立ＲＭＳ评估平台，分析方案的保障性、可靠性、维修性、可用性、安全性、通用性、兼容性和可运输性等性能指标是否达到要求，对于不符合要求的设计方案重新进行装备的初步设计。在方案论证中，４０％的工作量是用于与保障性有关的工作，需要分析和评估保障性的特性指标和合理性，对各个方面反复进行权衡分析，综合协调，使之达到最优化。三、保障系统的试验验证阶段装备试验验证在装备研制阶段主要是由研制单位组织的研制试验、在装备列装前主要是由军方组织的使用试验。目前装备可靠性试验，特别是电子元器件的可靠性试验，无论在试验理论上还是从技术规范、技术设备上都较为成熟，与之相比，装备综合保障试验缺少系统的、科学的、定量化的试验理论作支撑，缺乏足够的数理统计、方案设计等方面的技术支持，这就造成综合保障试验缺乏严格的实施规范和技术要求。另外，为了缩短装备研制周期，减少试验费用，必须创新试验模式，研究装备保障性维修性测试性的虚拟验证与评估技术、可靠性加速试验与评估技术，提高装备系统综合试验与评估的效率。四、保障系统的作战运用阶段装备综合保障过程的作战运用阶段包含生产、部署和使用等全寿命周期的几个阶段，涵盖了装备生产、列装及其后的所有过程。本文这样安排的原因是装备的保障性主要取决于前面几个阶段，作战运用阶段的一系列活动对于保障性的影响较前面几个阶段要小，前面几个阶段是从本质属性层次上影响装备综合保障。在作战运用阶段更第１２页国防科学技术大学研究生院学位论文多的是面向保障人员的训练，保障资源安排的合理化等。生产阶段是装备从“虚拟”走向“现实”的～步，此过程是保障性设计成为装备固有属性的重要环节。其中包含主装备的生产和保障资源的生产，对于主装备主要考虑装备的保障性、可靠性等性能是否达到要求，而保障资源是保证装备处于战备完好的基础。在装备良好保障性设计的基础上，如何在实际训练和作战过程中最大限度地提高保障能力相对较为重要，这是真正实现信息化战争条件下保障有力的重要一环。我们必须实时掌控战场情况，整合各种保障要素，形成整体合力，发挥体系对抗优势，实现协调一致的保障指挥，最大限度地满足作战需要，实现“保障资源全维可视，保障指挥智能决策，保障行动全程可控”。从作战运用的全局看，必须研究一体化联合作战情况下装备体系综合保障方案的仿真推演与动态，才能实现各种保障需求、保障资源、保障能力的实时动态优化控制，其中涉及最优保障决策、大系统控制、系统保障等理论问题。从作战运用的时间流程看，涉及装备保障需求的实时获取与预测、快速诊断与维修决策、全资可视化、军事物流、专家系统、远程技术支援与维修等多个环节，必须解决其中的关键技术问题，才能在实战中，真正从技术层次上实现“科学预知、精确保障”Ｌ１９】。以上，我们在系统工程的角度分析了装备综合保障各个阶段，简要提及各阶段的关键技术。对于基于系统工程的装备综合保障过程，保障系统要达到以下几个目标：●使保障系统各部分按照规定相互匹配：·使保障系统各部分发挥整体性能；·使保障系统具有最佳的适用性：●降低全寿命周期总费用；·确保保障系统功能符合需求；●确保保障系统具有较强的抗毁伤能力。２．２．２综合保障体系建模与演化机制装备综合保障的体系建模是指在我们明确装备综合保障各阶段相关因素之后，根据装备综合保障体系的特点，建立能够代表装备综合保障系统的模型。演化机制是指对于已经不合时宜的体系模型，经过对装备综合保障影响因素的更改和对权值设置的调整，重新使保障体系模型符合现阶段装备系统的要求。装备综合保障体系建模流程如下：萎囊熊Ｈ篡嚣Ｈ禁蠢篙卜阿第１３页先验知识广１系统因素广—．１保障目标ｎｉｌ”兰“ｌ得到最优体系模型图２－３保障体系建模流程图国防科学技术大学研究生院学位论文综合保障体系模型是建立在历史数据和使用经验的基础上。在设计、试验中已经体现出来影响装备综合保障的因素也会影响体系模型的建立。从这些先验知识中分析影响系统的因素，确立体系模型所应包含的元素，并根据其对整个保障系统的影响力的大小来确立影响因子（即权重）的大小。随着保障系统要求的最优目标不同，各个元素对体系的影响因子也不同甚至系统元素也不相同。通过对保障系统影响因素的分析和辨识，我们建立装备综合保障体系结构模型（图２－４），其中不仅体现了影响保障系统的因素，而且能够直观的反映出各个影响因素对保障系统影响的大小，这样有助于我们对综合保障体系结构有一个直观的理解，便于实现保障系统的最优化。图２－４装备综合保障体系模型对于以上优化形成的体系模型，并不具有普遍最优适用性，在不同的阶段，针对不同的装备系统，必须对其进行演化，以适应不同场合的需求。综合保障模型的应用从时间上贯穿于装备整个寿命周期，从系统上则是从多角度去对综合保障各要素进行优化。除早期用于装备综合保障规划外，更重要的用途还在于保障体系模型可对保障需求进行预计，指导保障性的设计，从而实现主装备和整个保障系统的最佳结合，使装备尽快形成战斗力并能持续保持其战斗力。综合保障模型的主要用途主要表现在以下几方面：１．在装备性能和综合保障系统之间综合权衡；２．对维修备件、保障设备、人力等进行规划；３．选择详细设计方案；４．评价设计ＩＢ标对应的使用保障费用。从综合保障体系模型中可以看出，虽然装备需求如人力、备件等在作战运用阶段体现第“页国防科学技术大学研究生院学位论文出来的因素直接影响到装备综合保障体系模型目标的实现，但由于这一阶段的诸多因素在研制阶段就被设定了，因此，在装备研制阶段开始综合保障工作收效最为明显，而这也正是综合保障模型应用的最佳时机１２０Ｊ。２．２．３保障体系抗毁伤模型与重组理论在现代战争中，由于战争强度大、装备幸存率低等，使得装备保障对战争的胜负产生越来越大的影响，甚至保障的好坏决定战争胜负。这就促使战争的形式发生了改变，现代战争更多的是打后勤、打通讯、打管理、打保障。各种侵袭和干扰破坏可使我综合保障系统遭到严重毁坏。因此，我们必须研究保障体系的抗毁伤能力和部分受到破坏时能迅速重组，保证保障能力。战时保障体系的抗毁伤归结为保障网络拓扑结构的抗毁伤性。对于一体的新式战场，装备综合保障体系趋向扁平化已经成为一种趋势。装备综合保障体系扁平化就是为适应上述要求，以网络技术、信息技术为基础，充分借鉴新军事的理论和实践成果，对装备综合保障体系的组织结构设计提出的一个新构想。下面我们分析保障体系的几种模型，研究如何提高保障体系的抗毁伤能力。如图２．５和图２－６所示，均是遭到破坏后部分或全部功能会瘫痪的保障体系结构模型。图２．５是环型组织结构，环型组织结构比较容易被破坏且不易重组。如图所示，在节点３和节点５被破坏的情况下，节点与节点４的联系就中断。对于节点４就接收不到节点的信息，从而对整个系统的性能造成很大的影响。图２－５含有故障节点的环型组织结构图２－６含有故障点的层级组织结构图２－６是层级组织结构，层级组织结构一般是从上级到下级，一级一级的传达信息，互相并不交叉，一个子节点只有一个父节点，而一个父节点可有ｎ个子节点。如图所示，在节点２被破坏的情况下，则节点８、９、１０和中心节点的联系中断，从而得不到节点的任何指令。对于以上两种结构，不仅仅是在某个或某几个节点被破环的情况下，保障体系的部分功能会面临瘫痪，而且在正常运作中，由于与节点的层级过多，造成节点下达的指令，传输到叶节点或离节点较远的节点时，往往偏离节点的真正意图，造成指第１５页国防科学技术大学研究生院学位论文令错误。解决以上的问题的方法，就是增加单个节点与外界的联系，形成交叉互联，扁平型组织结构就是这个类型。扁平型组织结构通常由一个管理中心和若干个基层组织构成，通过网络技术将各个部分有机地联系在一起。这种信息不仅在管理中心和基层组织间纵向传递，也能在管理中心内部，各基层组织问横向传递。这种组织结构综合了环形和层级型组织结构的优点，能够更好的提高信息的沟通和整个系统的抗毁性能。图２－７扁平化组织结构一、综合保障系统整体抗毁性分析综合保障系统整体抗毁性是指综合保障系统在战争特定环境下，面临敌人的威胁和破坏，仍能维持最低限度的工作，使保障系统仍然能够迅速精确地保障持续作战。从综合保障系统整体抗毁性的概念可以看出，其抗毁性不仅取决予系统本身，还取决于其所处的战场环境条件和人员因素。对综合保障系统整体抗毁性进行评估应从以下３方面考虑：●战场环境因素对综合保障系统的破坏作用主要有。火力环境、电磁环境、战场形态和自然环境等；●综合保障系统内在抗毁性主要有，系统固有特性、系统抗硬毁伤的能力、系统抗软毁伤的能力和系统适应自然环境的能力；·人员因素主要有：兵力因素和指挥因素。若用Ｘ表示战场环境因素，Ｙ表示综合保障系统内在因素，ｚ表示指挥人员因素，用４表示综合保障系统整体抗毁性的度量值，抗毁伤能力可用下面的函数模型来表示【２１】：Ａ＝ｆ（ｘ，Ｙ，ｚ）（２．１）二、系统整体抗毁性评估指标体系１２２１为了便于对保障系统的抗毁伤能力进行评估，我们有必要对抗毁伤评估指标进行分析。对于系统整体抗毁伤评估指标分为定性指标和定量指标两类，其中定量指标能用具体的数值来表示，这类指标又可分为连续型和离散型２种。主要根据抗毁伤指标ｘ相对应的满意度函数／Ｋｘ）的大小来衡量抗毁伤能力的强弱。国防科学技术大学研究生院学位论文１．连续型指标的满意度连续型指标是指该指标可以用连续函数来描述：这类指标分为以下４种：（１）极大型一取值越大越好；（２）极小型一取值越小越好；（３）阀值型一以某一固定常数为最优，在该常数左侧是越大越好，在该常数右侧是越小越好；（４）区间型一取值在某一固定区间内最好。设某连续型指标ｘ的最大值和最小值分别为：Ｍ；ｍ。则当ｘ为极大型指标时，构造的满意度函数／４ｘ）为ｆ１ｘ≥Ｍ（２－２）∥（工）＝｛ｘ一州』订一埘ｍ＜ｘ＜Ｍ【０ｆ０ｘ＜ｍ当ｘ为极小型指标时。构造的满意度函数／４ｘ）为ｘ＞Ｍ（２－３）ｘ＜ｍ／４ｘ）＝｛肘一∥Ｍ一所ｍ＜工＜Ｍ．【Ｘ—ｍｌ当ｘ为阀值型指标（Ｃ为阀值）时，构造的满意度函数／ｚ（ｘ）为，”≤工≤Ｃ／４ｘ）＝Ｃ—ｍＭ—ｚＭ—Ｃ（２－４）Ｃ＜ｘＳＭ当石为区间型指标（区间范围是瓴，ｔ２））时，构造的满意度函数从力为ｌ一刍＝兰ｍａｘ｛，ｌ—ｒｆｌ，Ｍ一乞，ｌＸ＜‘屯（２５）卢（ｘ）＝ｌ一＾ｖＩＸｖＩ兰＝垒ｍａｘ｛，ｌ一所，Ｍ—ｔ２｝Ｘ＞乞２．离散型指标的满意度对于不能用连续函数描述的指标，可首先对指标进行分段或分组处理，然后分段或分组确定其相应的满意度函数。定性指标满意度的计算方法包括：专家咨询评判法、模糊综合评判法。为了最终实现综合保障系统整体抗毁性的定量评估，必须对同层同类指标的满意度进行合并，然后根据前一次合并的结果逐层向上合并，直到最高一层。满意度的合并规则包括：加法规则、乘法规则等。三、系统整体抗毁性评估模型１２２１第１７页国防科学技术大学研究生院学位论文综合保障系统整体抗毁性由系统内在因素、战场环境因素和人员因素三者决定。为求整体抗毁性：一方面要求其子因素的满意度，即内在因素、战场环境因素、指挥人员因素的满意度；另一方面必须确定一个合理的计算模型来综合这三方面因素的满意度。在这三个因素中，系统内在抗毁性是整体抗毁性的基础，而战场环境和人员因素对系统内在抗毁性起着制约和影响作用，因此，可按乘法规则来合并这３种因素的满意度，则综合保障系统整体抗毁性满意度的计算模型为：∥（爿）＝可∥（旦）·∥（岛）·∥（马）式中：∥（彳）为综合保障系统整体抗毁性满意度；∥【崩Ｊ为系统内在因素满意度；∥【乜Ｊ为战场环境因素满意度；∥【岛）为人员因素满意度。综合保障系统内在抗毁性满意度∥（旦）由系统固有特性局。、抗硬毁伤能力旦：、抗软毁伤能力马，和适应自然能力岛．等４个方面的因素决定。因旦，、马。、马，、马。相对地反映晟满意度的大小，故采用“加权求和”的方法来确定系统内在因素抗毁性满意度∥（骂）。计算模型为４（２－６）∥（昼）＝∑暇，－／４Ｂ，，）ｆｌｌ（２—７）式中：∥（且）为系统内在因素满意度；∥（蜀，）为系统内在因素各子因素的满意度；彬，为且。对应的权重，可利用特征根法得出系统整体抗毁性内在因素各子因素权重，以及二级指标马．、且：、Ｅ，、旦。各自子因素的权重后·就可以根据系统内在因素满意度计算模型求出系统内在因素满意度。同理，可依次得出系统人员因素和环境因素抗毁性满意度计算模型。最后我们根据满意度的大小来衡量装备保障系统的抗毁伤的能力。２．２．４装备综合保障公共数据构建技术啪１装备综合保障公共数据环境是建立装备综合保障系统数据库ＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤａｔａｂａｓｅ，ＩＬＳＳＤＢ），营造一个综合数据环境ａ利用综合数据环境有效地实行可靠性维修性（Ｒｅｌｉａｂｌｉｔｙ＆Ｍａｉｎｔｅｎａｂｉｌｉｔｙ，Ｒ＆Ｍ）、承包商的ＬＳＡ过程与Ｒ＆Ｍ及设计工程的集成、以及技术数据的技术状态管理，从而实现设计、试验验证、生产与部署使用过程的并行设计与集成，即实行并行工程，通过数据集成与过程集成以及实行并行工程的方法，最终获得综合保障体系的集成。装备综合保障系统数据库包含用户维、产品维、时间维等，是三位一体的数据结构。１．用户维包含用户身份的辨别，用户所涉及的领域，用户的权限等。它反映的是产品在使用阶段的内容，可以记录装备在使用阶段的保障情况，统计各个部件的保障第１８页国防科学技术大学研究生院学位论文需求，找到相对薄弱的环节，为装备的再设计提供先验数据，使装备达到某种程度的最优化。根据用户的身份不同可以限定用户的使用权限，允许用户对相关数据的整理、更改、统计等操作。２．产品维是以全寿命周期为主线，通过产品的设计和保障性的设计、试验验证、生产部署使用以及退役所有的产品相关信息。其中包括产品的型号、保障资源的类型、保障资源的库存量、产品的各类保障次数等等。３．时间维反映的是装备的历史和未来，是全寿命周期的基础。过去产品的故障模式通常符合浴盆曲线，但是现在随着科技的发展，产品的故障已经不能用简单的浴盆曲线来形容，而是具有更多的形势，而且对于不同的产品，其故障模式也不尽相同。这就需要用时间维来分析装备在各个阶段的故障状态、故障类型。然后处理综合保障系统数据库的数据，获得我们需要的数据。（１）生成数字数据：按数据格式标准与文件格式规范生成合同要求的数字数据或将传统的书面数据转化为数字数据，如将有关技术信息、产品信息、制造信息、库存信息、物流信息、市场信息、用户使用与产品维护等信息转化为数字数据，数字数据的格式包括复合文件（文档图像文件）、图形文件（ＣＧＭ及光栅图）、字母数字文件、超媒体文件、交互式电子技术手册（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ等可处理数据文件。（２）交换数字数据：按电子数据交换标准、文件传输标准、浏览器语言规范、安全标准规范，并根据不同保密层级在系统内部成员之间进行数据交换，交换可采用磁带、磁盘或光盘等实物媒体的传递方式，也可以采用联网计算机的远程通信来实现。（３）进行数据集成、过程集成与产品集成：我们可以采用并行工程对供应商、承包商的设计工艺过程、生产制造过程以及各个后勤保障过程进行集成，从而最终建立一个由三军多种武器系统的数据组成的开放型分布式的综合装备保障系统数据库ＩＬＳＳＤＢ。ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｅｈｎｉｅａｌＭａｎｕａｌ．ＩＥＴＭ）装备综合保障系统数据库是集合一种或多种武器系统共享的所有产品数据和保障数据，且在物理上分散、逻辑上链接的一种数据库。ＩＬＳＳＤＢ是采用开放型交互式的数据库体系结构，数据的地理位置可能是分散的，即数据可以驻留在经常使用的承包商或军方的自动数据处理系统之中。不同的ＩＬＳＳＤＢ用户根据授权规则的许可，对数据进行读、写、修改、删除及使用。为了确保建立一个综合的、共享的数据环境，使得授权的用户能透明地存取数据，ＩＬＳＳＤＢ需由一个包括信息源词典系统（ＩＲＤＳ）在内的全局数据管理系统管理。为了保证数据的安全，ｌＬＳＳＤＢ将强制执行可信计算库的多级保密系统。对于多种武器的ＩＬＳＳＤＢ纵向可以检索、查询与调用同种武器的不同数据，横向可以检索、查询与调用不同武器的同类数据。在影响武器系统的费用、适应性、任务战备完好率和运作效率上，武器系统数据起着关键的作用。ＩＬＳＳＤＢ通过在武器系统寿命周期内提供高效率的综合和使用武器第１９页国防科学技术大学研究生院学位论文系统数据的手段，对武器系统性能的提高有很重要的作用。２．２．５装备综合保障分析（ＬＳＡ）技术ＬＳＡ是用来分析装备系统在初步设计、研制、试验、生产、建造、使用及维修中的各种保障性和保障问题，并通过反复的迭代分析保障性要求、制定并优化保障系统方案、进行保障性设计特性的设计、确定并优化保障资源要求，以及评估保障性可靠性等任务的完成。在研制过程的各阶段，大量的保障性分析都是围绕着保障性方案来展开的，其中包括论证总体设计方案，确定使用方案、设计方案和保障方案，以及确定硬件、软件和保障系统设计过程任务需求及各阶段的技术状态基线，反复迭代地进行保障性分析，以实现其目标。作为保障性分析手段之一的保障性评估，在系统工程过程中履行系统分析和控制职能。保障性评估在装备系统整个寿命周期过程中反复进行，用于验证分析的有效性，支持当前的使用与维修计划决策，保护利用分析生成的信息的准确性，支持对备选方案及保障要素变动的评估。保障性评估是通过一系列技术评审、模拟、仿真、实验验证等方法综合运用进行，实施的具体内容和方法应根据研制类型、研制阶段和风险因素等确定。保障性分析活动依赖于一系列分析技术，其中最主要的有ＦＭＥＣＡ，ＦＴＡ，以可靠性为中心的维修分析（Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ－ｃｅｍｅｒｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓ，ＲＣＭＡ），使用与维修工作分析、修理级别分析（ＬｅｖｅｌｏｆＲｅｐａｉｒＡｎａｌｙｓｉｓ，ＬＯＲＡ）等。保障性分析技术的运用为保障性分析任务的完成提供手段和方法。一、ＦＭＥＣＡ可靠性问题来自装备技术与运用中发生故障这样一个基本事实，装备系统的保障性工作则围绕如何经济而有效地排除故障、预防故障的发生进行，因而对故障的分析是整个保障性分析工作的基础内容。ＦＭＥＣＡ的基本做法就是确定装备所有可能的故障，根据对故障模式的分析，确定每一故障对装备系统的影响，并按故障模式的严酷度及其发生的概率确定其危害性，其基本内容分为：ＦＭＥＡ，危害性分析，维修性信息分析和损坏模式及影响分析（ＤａｍａｇｅＭｏｄｅａｎｄＥｆｆｅｃｔｓＡｎａｌｙｓｉｓ，ＤＭＥＡ）。ＧＪＢｌ３９１《故障模式、影响及危害性分析程序》给出了分析的要求和程序。ＦＭＥＡ是一项基本的分析方法，其目的是为了分析产品故障对系统工作所产生的后果，并将每一故障进行严酷度分类，同时对故障的危害性进行分析阱】。其步骤和内容如下：１．系统定义：系统定义包括就系统的每项任务、每一任务阶段，以及各种工作方式给出其功能描述。２．绘制功能和可靠性方框图：为了描述系统各功能单元的工作情况、相互影响及依赖关系，以便逐层分析故障模式产生的影响，需要建立方框图。这些方框图应标明第２０页国防科学技术大学研究生院学位论文产品所有的输入和输出，每一方框应有统一的编号，以反映系统功能的分级顺序。３．确定故障模式及原因：应确定和说明各产品在约定层次中所有可预测的故障模式，并通过分析相应方框图中给定的功能输出来确定潜在的故障模式。然后进一步确定并说明与假设的故障模式有关的各种原因。４．故障影响分析：故障影响是指每个假设的故障模式对产品使用功能或状态所有可能导致的后果。每个故障除了影响所分析的层次外，还可能影响到几个约定层次。因此，故障影响分析应评价每一故障模式对当前层次局部的、高一层次的和最终层次的影响。局部影响可能就是所分析的故障模式本身。最终层次的影响是指对约定的对最高层次的影响，通常是对系统任务目标的影响。最终影响可能是双重故障导致的后果。５．故障测试方法分析；经分析应指明可采用目视检查、仪器测试、音响警报、自动传感装置或其它特殊手段，抑或无任何检测手段。６．补偿措施分析：通过分析指出哪些措施能够用来消除或减轻故障影响的补偿措施。它们可以是设计的更改，如采用冗余设计、可转换工作方式、安全保险装置等；也可以是操作或维修上的措施。７．确定严酷度类别：对严酷度分类可以给产品故障造成的最坏潜在后果规定一个量度，对每一故障模式和每一被分析的产品，通常按造成损失的严重程度将严酷度分为灾难的、致命的、严重的、轻度的四类。危害性分析是ＦＭＥＡ的补充和扩展，其目的是按每一故障模式的严酷度类别及故障模式的发生概率所产生的综合影响对其划分，以便全面的评价各种可能出现的故障模式的影响。它分为定性分析和定量分析两种方法。当不能获得产品技术状态数据或故障率数据的情况下，应选择定性的分析方法；当有足够的可应用数据时则应以定量的方法计算并分析危害度【２＂７１。通过ＦＭＥＡ可以达到如下目的：·能帮助设计者和决策者从各种方案中选择满足可靠性要求的最佳方案：●保证所有元器件的各种故障模式及其影响都经过周密考虑；●能找出对系统故障有重大影响的元器件和故障模式并分析其影响程度；●有助于在设计审议中对有关措施、检测设备等作出客观的评价；●能为进一步定量分析提供基础：●能为进一步更改产品设计提供资料。二、ＦＴＡ故障树分析是二十世纪六十年代发展起来的用于大型装备系统可靠性、安全性分析和风险评估的一种工程方法，它在装备系统设计过程中，通过对可能造成系统故障的各种因素进行分析，画出逻辑框图（即故障树），从而确定引发系统故障原因的各种可能组合方式及其发生概率，采取应对措施，以提高系统保障性水平。故障树建造是再熟悉系统设计意图、结构、功能、边界和环境情况的基础上，分第２１页国防科学技术大学研究生院学位论文析不希望发生的显著影响性能、经济性和安全性的故障事件，根据分析的目的和故障判据，确定本次分析的顶事件采用演绎法进行故障树的建造。故障树是一种逻辑因果关系图，为了对故障树进行定性和定量分析，必须对这种因果关系给出数学表达式。故障树定量分析是在已知底事件发生概率的情况下，求出顶事件发生的概率，以及按各底事件的重要度，排出轻重次序。定量分析应在给出故障树的数学描述和定性分析的基础上进行。ＦＴＡ的关键是求解故障树的最小割集、最小路集、不交化最小割集或不交化最小路集，从而进行定性、定量的分析计算。然而ＦＴＡ中求解最小割集、不交化、定量分析等，计算量有时是巨大的，这就是ＦＴＡ的ＮＰ问题，即ＦＴＡ的计算量随着故障树规模的加大而成指数增长【２”。ＦＴＡ的特点及运用：１．ＦＴＡ采用图形逻辑演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理过程，可以围绕一个或～些特定的故障状态，作层层追踪分析。２．由于故障树能把系统故障的各种可能原因联系起来，因此在装备的设计阶段进行的故障树分析。能找出系统的薄弱环节和潜在的故障。算出顶事件的发生概率，对于底事件按重要程度排出顺序，从而可采取各种相应的措施，有效地提高装备保障水平。３．由于故障树分析图表达了装备各零部件的逻辑关系，因此它为装备管理及维修人员提供了一个形象的工作指南，也可以作为培训装备各类保障人员的资料素材。４．故障树分析应与设计同步，并与设计和其它保障性分析工作结合进行，以有效地解决装备系统研制中的具体问题。随着研制的进展，各类要素逐渐具体化，故障树分析也应随之细化，树的规模也会很庞大，因此应随时注意作合理的简化。５．ＦＴＡ与ＦＭＥＣＡ及ＲＣＭＡ结合运用，会取得良好的效果。比如，在ＦＴＡ的基础上选择那些危害大的事件作为顶事件进行分析，有助于更好地实现保障性分析目标；运用ＦＴＡ找出各事件的关系，且能避免重要故障的遗漏，可以使ＦＭＥＣＡ和ＲＣＭＡ取得更好的效果。三、ＲＣＭＡＲＣＭＡ是按照以最少的维修能源消耗保持装备可靠性和安全使用原则，应用逻辑决断方法确定预防性维修要求过程或方法【４ｓ】。ＲＣＭＡ是目前国际上流行的、用以确定装备预防性维修工作、优化维修制度的一种系统工程方法。ＲＣＭＡ作为一种基本方，其基础是对产品的故障模式、影响和规律进行深入分析，进而确定适当的维修策略。采用ＲＣＭＡ需注意以下几点：１．适用的维修工作是保持装备可靠性和保证安全使用的有效措施，但是装备的可靠性和安全性是由设计制造所赋予的固有属性，维修只能保持而不能提高它们；２．各个部件的故障有不同的影响或后果，应采取不同的对策；第２２页国防科学技术大学研究生院学位论文３．装备的故障发生规律是不同的，应采取不同的维修措施；４．预防性维修工作有多种类型，其资源消耗、费用和难度、深度是不相同的，应按一定排序选用。基于以上四个方面，权衡满足装备固有可靠性要求所需的维修及保障资源。装备使用中，故障是不可能完全避免的。对于可能发生的故障，应按其性质和后果采取相应的维修对策。ＲＣＭＡ所采用的维修保障的一般步骤如下：１．确定重要项目通过：２．对重要项目进行ＦＭＥＣＡ；３．进行以可靠性为中心的维修（Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ４．确定预防性维修工作的间隔期；５．进行预防性维修工作的组合。ＣｅｎｔｒｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ。ＲＣＭ）逻辑决断；ＲＣＭ在开始实施的时候就要求必须拥有大量的资源、时间、精力。它是一项具有短期收获的长期工作。正规实施ＲＣＭ－ｒ程产生的比较固定的维修程序包括：停机维修、预防性维修、预先维修（利用检测设备、不损坏设备）、详细目录控制、计划和安排。故障根源分析（ＲＣＦＡ）通常从零部件的水平开始（ＲＣＭ则在此水平上结束）分析，并且可以深入到系统的故障或潜在的故障根源水平上进行修复。～旦解决问题就是根本性的，是对一系列棘手问题组成的大问题的解决，而且ＲＣＦＡ是从根本（最底层的根源）上解决了问题【２４】１２扪。尽管单独的实施ＲＣＦＡ或ＲＣＭ都可以很好的提高系统可靠性，但是如果将二者融合在一起实施能够更好的连续提高系统可靠性。如果在一个成功实施ＲＣＭ的领域里，仍然还有一些故障发生，那就是ＲＣＭ不能发现的某些故障机制，这时候可以使用ＲＣＦＡ来搜索决定这些故障的根源，然后解决掉这些潜在的问题，从而强化整个ＲＣＭ维修大纲并有助于提高维护大纲的可信性。四、其它的分析方法使用与维修工作分析作为保障性分析的重要内容，它的任务是确定保障资源要求。通过分析系统和设备的使用与维修工作，可以确定每项工作的保障需求、新的或关键的保障资源要求、运输性要求、超过规定目标值的保障要求，从而为制定被选方案提供保障方面的资料，为制定综合保障文件（技术手册、训练大纲、人员清单等）提供原始资料。ＬＯＲＡ作为保障性分析的一项分析技术，是在装备的研制、生产和使用阶段，对预计有故障的产品，进行非经济性或经济性的分析，以确定可行的修理或报废的维修级别的过程。ＧＪＢ２９６１《修理级别分析》规定了装备寿命周期内进行ＬＯＲＡ的要求和具体工作项目［２４１。第２３页国防科学技术大学研究生院学位论文§２．３装备综合保障方案设计技术２．３．１装备综合保障多指标综合优化设计技术在装备综合保障定义中的“设计特性”是指在产品设计中赋予装备的保障特性，包括可靠性、维修性、测试性、安全性、抢修性、抗毁性、运输性等。在对不同层次、不同方面的研究对象进行综合评价时，为了弥补单一评价方法在评价装备综合保障系统工程评价能力的不足，一般采用的方法是选择反映被评价对象各方面状态的单项指标进行综合，建立起科学有效的指标体系，把各单项指标转化统一量纲后，采用一定的合成方法计算一个综合指标，用这个综合指标对多指标集成的装备综合保障系统进行整体性能的评价，流程如图２．８所示。性能指标分析先验知识ｂｆ数据预先处理目可靠性设计指标维修性设计指标测试性设计指标抗毁伤性能指标抢修性设计指标运输性设计指标其他保障特性设计指标爿数据综合指标优化爿多指标综合优化图２－８装备综合保障多指标综合优化流程图一、预先数据处理对于多指标的综合评价方法，要把描述或评价系统不同方面且往往具有不同量纲的统计指标，转化为能够互相计算的无量纲或有相干量纲的数据评价值。只有经过处理后的数据，才能应用于相互的计算。综合这些评价值，采用某种多指标优化方法得出该事物的一个整体评价的方法。二、保障性能指标分析１．可靠性设计可靠性设计准则是用以指导产品设计的各种技术原则和措施，通常是把已有的、相似的产品设计工程经验总结起来，使其条理化、系统化、科学化，作为设计人员进行可靠性设计所遵循的原则和应满足的要求。制定可靠性设计指标并贯彻可靠性设计准则，将可靠性定性、定量要求及使用与保障约束转化为具体的产品设计指标，以指导装备研制人员正确开展产品设计。可靠性设计准则一般应包括：（Ｉ）采用成熟设计，充分考虑产品设计的继承性；（２）减少不可靠环节的角度提高产品可靠性，优先选用标准件，提高互换性和通用化程度；（３）合理选择、正确使用元器件：第２４页国防科学技术大学研究生院学位论文（４）降额设计，元器件降额准则应符合ＧＪＢ／Ｚ３５《元器件降额准则》的规定；（５）容错技术和冗余设计。冗余设计是最常用的容错技术，它通过采用多套部件或通道实现同一功能来达到提高可靠性的目的；（６）容差设计和防瞬态过应力设计；（７）热设计：（８）环境防护设计；（９）人素设计；∞确定功能测试、包装、贮存、装卸、运输、维修等对可靠性的影响。在以上设计准则中，有些须由某种专业设计提供支持，如降额设计、冗余设计、容差设计、热设计等，具体设计方法可参照有关标准和文献［２９００１。另外将装备可靠性指标分配到功能层次的各部分，以明确各个低层次产品的可靠性指标，是一个由整体到局部、由上而下的分解过程。而可靠性预计是一个由下而上、由局部到全局的综合过程，其目的是预先估计可靠性指标，以便实施对可靠性工作的监控。通过预计若发现可靠性不足，对于基本可靠性通常需简化设计，对于任何可靠性则可以用冗余方法来解决。在论证阶段根据预计结果可以进行方案比较，选择最优方案；在设计阶段，发现薄弱环节和缺陷，以改进设计，并估计更改设计后的影响；最终产品的可靠性预计结果应作为能否提交设计定型试验的依据。２．维修性设计维修性设计指标是指建立与执行维修性设计准则，综合运用维修性分析、建模、分配与预计等手段将维修性定性与定量要求以及试验与保障约束转化为具体的装备设计指标，并需与可靠性等其它保障特性以及保障规划相协调。维修性设计准则是用于指导产品设计的技术原则和措施。在装备研制的初期，承制方即应制定并提交一份设计准则及来源清单，并随着研制的进展不断改进和完善，拟定设计准则必须有助于设计人员选择维修性的定量设计特征，从而把最佳的维修性设计到产品中去，建立维修性模型，预计或估算装备的维修性。模型建立应遵循：准确性、可行性、灵活往、稳定性等。维修性函数表达了规定条件下装备修复该概率与时间的关系，是最基本的数学模型。装备的维修时间不是常量，而是以某种统计分布的形式存在的，因而维修时间的统计分布模型也是维修性计算必不可少的。具体装备的维修时间分布应当根据实际维修数据，进行分布检验后确定。常用的维修时间分布有正态分布、对数正态分布、指数分布和Ｔ分布。３．测试性设计【３１１测试性是产品能及时、准确地确定其状态，并隔离其内部故障的一种设计特性。系统测试性设计指标高，则检查方便，自检功能强，便于使用外部测试设备进行检查测试。第２５页国防科学技术大学研究生院学位论文装备在使用中。其技术状态不断发生变化，使用与维修人员需要随时掌握变化情况，在装备发生故障时，要求能够迅速准确地诊断。测试性操作应包括确定诊断方案和测试性要求，进行测试性设计与评价，指出维修性设计、保障要素的规划以及各约定产品层次的设计工程并与之相吻合。装备测试性设计的内容主要包括：确定诊断方案与测试性要求；测试性初步分析与设计；测试性详细分析与设计；兼容性设计等。常用的测试性设计指标确立方法有：人工测试与自动测试的权衡；ＢＩＴ与ＡＴＥ的权衡；ＢＩＴ和脱机测试的配合。４．抗毁伤设计为使系统具有良好的生存性，除战伤修复外，装备应具有相应的敏感性、抗毁伤性。装备的抗毁伤性设计应与作战运用、战场损失评估和抢修统筹考虑，一般的设计指标是：＜１）采用防止敌方发现与识别的设计技术：（２）采用加固和防护措施；（３）采用提高人员生存性的设计；（４）根据所确认的威胁确定关键部件的抗干扰和保密措施。５．抢修性设计抢修性设计是指在作战条件下和规定时间内，以应急手段和方法维修时，使损伤装备恢复到完成某种任务所需功能和自救的能力。抢修性设计的一般指标为：（１）采用容许取消或推迟预防性维修的措施；（２）采用人工替代的设计措施；（３）便于截断、切换和跨接；“）便于置代；（５）便于临时使用；（６）便于拆拼修理；（７）使损伤的装备便于脱离战斗环境；（ｇ）使零部件具有自我修复能力。６．运输性设计运输性是指产品或系统能利用铁路、公路、水路、海上或空中，通过运载工具、牵引而有效移动的能力。在装备研制中，运输性设计的目标是使装备和运输系统的设计匹配，以实现高效、安全和经济地运送所有设备。运输性设计的一般指标为：（１，装备及其运输系统的设计应具有快速运输麓力，满足环境保护要求，不因运输而增加维修保障负担；（２）一般情况下，设计新的或改进装备时，要考虑各种可能的运输方式并明确其条件；（３）只有在特殊情况下，确为满足规定能力而必须采用性更多的运输方式时，第２６页国防科学技术大学研究生院学位论文才允许按特定运输方式进行设计；（４）当设计新的大、重或不耐冲击和振动的装备及各种设备时，必须考虑其包装、装卸、运输拆装能力和在使用现场易安装的问题；（５）保证运输的安全性，避免给系统本身、人及环境带来危险。７．其它保障特性设计除以上评价指标外，装备保障性设计特性还有适用性、可保障性、自保特性等，它们反映在某些特定情况下的需求，是装备的质量特性，这些设计特性在设计时考虑不周将会带来额外的保障要求，从而影响系统的战备完好性、任务成功性或生存性。三、多指标综合优化方法多指标和单指标的区别不仅在于评价客体的多少，关键是评价的复杂程度有很大的不同。多指标综合评价将评价对象的多项指标信息进行汇总，把多个描述被评价事物不同方面且量纲不同的统计指标，转化成无量纲或具有相对的评价值，形成包含多个方面的综合指标，得出对该事物的一个整体评价的方法，从而由整体上认识评价对象在一定标准下的优劣状况。多指标综合优化设计主要特点有两个方面：一是包含一定数量指标；二是各个指标之问并不都是一致的，而是有些指标是互相抵触的。这就需要对各个指标进行综合分析、整体衡量，在全局的角度对各个指标进行权衡。多指标综合优化的方法有以下几种：１．层次分析法：层次分析法是广泛应用于系统分析的数学工具之一，它使装备综合保障指标层次化、数量化。层次分析法用数学的方法分析、决策、预报装备综合保障设计过程并对多指标进行定量分析，把相互关联的要素按隶属关系分为若干层次，根据经验数据对各层次、各因素的相对重要性给出定量指标，利用数学的方法综合各方意见给出的各层次、各要素的相对重要性权值，最后形成装备综合保障的综合优化设计指标。本文第四章仓库选址就是使用层次分析法来进行仓库优化选址的多指标综合优化【３２～３３１。２．模糊评价法：用模糊数学的理论方法，将装备综合保障设计指标中的模糊信息数值化，再进行定量评价的方法。应用模糊数学理论建立评价的数学模型，可以使装备综合保障设计指标中定性的评价指标定量化、近，定量的模糊评价指标向精确性逼使综合设计指标更具科学性、实用性ｐ“。３．神经网络评价法：适合处理模糊的、非线性的和模式特征不明确的多指标优化问题。其原理是：将描述系统的评价指标体系的基础指标的属性值作为神经网络的输入向量，将其综合评价目标的评价指数值作为神经网络的输出。用足够的样本来训练这个神经网络，使不同的输入向量得到不同的输出值，其所持有的那组权系数值，是网络经过自适应学习所得到的装备综合保障多个指标综合优化的权值表示。ｉＪｉｌ练好的第２７页国防科学技术大学研究生院学位论文神经网络便可以作为一种定性与定量相结合的有效工具，对指标模式以外的装备系统的指标作出综合优化［３５－３７ｌ。４．数据包络分析法：数据包络分析法是运筹学管理科学和数理经济学交叉研究的一个新的领域，是使用数学规划模型评价装备综合保障多个设计指标的相对有效性的理论。它主要用于评价指标之间的相对效率，也是估计多目标决策类问题的有力工具。数据包络分析方法的基本功能是“评价”，特别是进行多个装备综合保障技术指标间的“相对优劣性”的评价。不仅可以对同一类型各指标的相对有效性作出评价和排序，而且还可以进一步分析各指标非数据包络分析有效的原因及其改进方向，从而成为装备综合保障系统工程领域中一种重要而有效的分析工具【３引。２．３．２风险分析和费用管理评估技术风险在装备保障工程中普遍存在，到目前为止还没有一套行之有效的标准来管理和预测风险，甚至不能确定数学算法是否正确预测了风险，而对风险的处理影响预测工程状况的能力。对于风险的正确评估有利于资金的科学安排，减少不必要的浪费，综合提高装备系统的综合能力，因此需要建立风险分析和费用管理模型。评估模型必须基于合理的逻辑，严谨的数学分析和准确的数据来进行。风险分析包括风险辨识、风险估计、风险评价与决策三部分。风险估计又称为风险测定、测试、衡量和估算等，所用方法主要有统计法、分析法和推断法。一、风险产生的原因１３９一州对于装备项目来说，主要存在以下几种风险：技术风险，进度风险和费用风险。以上几种风险之间相互关联。１．技术风险：技术风险是大型装备项目基本的、主要的风险，它表述的是在计划的进度和资源的条件下不能完成研究任务的概率和危害程度。技术风险产生于项目的不切实际的高指标、技术条件欠缺、不合理的设计和制造工艺落后等，进度和费用分配不合理也可能造成技术风险。实践证明，一般情况下，技术风险是主要的，技术风险是直接导致装备的研制周期延长和寿命周期费用增加。２．进度风险：进度风险是表述突破进度的可能性和危害程度。进度风险主要来源于技术风险——在不能按期完成技术要求时，一般只好延长时间继续完成研究任务。进度计划的不准确和费用分配的不合理也是产生进度风险的原因。３．费用风险：费用风险是用来表述在计划时间内不能按分配费用完成项目研究任务的概率和可能超支的幅度。项目的费用风险来源于技术风险和进度风险，进度的延长总是使费用增加；有时，技术方面的风险还将直接导致费用增加；费用预算的不准确也是进度风险产生的原因之一。二、风险分析的几种方法１．概率分布分析法同一个事件在不同条件下所形成的概率变化情况是用概率分布来描述的。确定了国防科学技术大学研究生院学位论文风险事件的概率分布，就能估计风险事件发生的概率和计算风险事件后果的数学期望和方差，其首要任务是确定概率分布。运用概率分布期望值进行风险分析主要有利用风险期望最大、最小原则进行比较或利用期望值直接进行比较的期望值分析法：利用在风险事件的期望值相同的情况下，概率分布越分散标准差越大的标准差分析法；利用概率分布标准差与期望值的比值（即方差系数＞越大风险越大的方差系数分析法；利用一种便于探索问题之间联系、简化问题并确定各种概率的分析和风险估计的概率树分析法，对于装备综合保障出现的风险事件，首先需要统计风险事件并给出其概率分布，然后根据不同情况选择相应的期望值分析法、标准差分析法、方差系数分析法或概率树分析法进行分析，如技术风险采用概率树分析法进行分析，费用风险采用期望值分析法进行分析等，获得装备综合保障的各类风险分析情况。２．风险模糊分析法【４１】多数风险是不确定的现象，对于综合保障中的风险的不确定现象往往是有范围的，针对这种现象，运用定性与定量相结合的风险模糊分析法来进行风险分析。运用模糊分析法主要有三种方法：（１）在模糊环境下，考虑多种风险因素的影响，针对综合保障中的特定风险，进行风险源元素综合评价的风险模糊综合评判方法：（２）数学上按一定要求和规律对综合保障中的风险进行分类分析的风险模糊聚类分析法；（３）从给定的一组风险对象中，判定综合保障中的风险属于哪一类给定风险模型的模糊模型识别法。３．蒙特卡洛风险模拟法【３９Ｉ［４２】蒙特卡洛风险模拟法的基本思想是将未知的综合保障风险变量当作某一特征随机变量，通过某一给定分布规律的大量随机数值，算出该数字统计的统计值，得到所求风险变量的近似值。基本步骤如下：（１）建立数学模型；（２）用随机数发生器产生随机数序列；（３）将随机抽样的数据进行模拟试验，取得计算结果后从中找出规律；（４）用标准差检验结果，确定模拟的可靠程度，并根据可靠度确定是否再进行试验。４．贝叶斯风险测定法贝时斯风险测定法是基于主观性先验知识，即当未来决策因素不完全确定时，必须利用所有能够获得的信息，包括样本信息和先于采样的所有信息，来减少未来事物的不确定性。贝叶斯推断往往与综合保障的某个决策相联系，测定和推断的直接效果是减少事物的不确定性。从而减少决策的风险。第２９页国防科学技术大学研究生院学位论文５．马尔柯夫风险估计法风险过程往往是随机的，而针对随机过程有一重要模型就是马尔柯夫过程模型。若在一定的时间和客观条件下，风险状态的转移概率固定不变，则确定某一时刻的风险状态后，该风险转移的下一个状态所服从的概率规律，可以用马尔柯夫过程的数学描述估计出来。另外，如第三章将分析的Ｒｅｌｅｘ系列软件，已经将马尔柯夫做成软件包，只要有相关的数据就可以对综合保障风险进行分析［３９ｌ。如果对装备综合保障风险进行分析，以上五种方法各有优缺点，其中概率分布分析法的方法比较成熟，但由于风险的概率分布并不都是特殊的分布，有些还是无法用数学方式进行表达的，这样就使得该方法的分析结果较差。另外如贝叶斯风险分析法的主观因素很强，即使对于同一个装备的同一类风险，不同的先验知识分析的结果相差也较大。马尔柯夫相对是比较容易实现的，效果也较前几种分析方法好。三、全寿命周期费用管理模型全寿命周期费用是指在预期的装备寿命周期内，为装备的论证、研制、生产、使用与保障、退役所付出的一切费用总和。由于装备的全寿命周期费用时间上跨距较大，内容较多，有必要建立全寿命周期费用管理模型，对其进行优化分析。装备费用管理模型是一个复杂的模型求解过程，对于各个主要费用所占权重，在模型求解之前就应该给出，一般可通过专业人士给出权重的初始值。其主要步骤如下：（１）制定费用管理各项指标计划，其中包含初始权重的确定；（２）执行计划中所规定的各项指标相关费用；（３）检验执行结果，对费用进行优化配置；（４）总结过程中的问题，给出全寿命周期费用管理模型。２．３．３综合保障并行工程技术美国总统防务咨询委员会早在１９８６年就向总统报告：“武器系统的开发周期太长，生产费用太高，且使用效果不尽人意。”为此，美国国防部指示防御分析研究所对相关的全寿命周期设计及其用于武器系统的可行性进行研究。该研究所于１９８８年ｌＯ月提交了题为“并行工程在武器系统采购中的作用”的研究报告，并建立了并行工程研究中心，致力于并行工程的设计、开发和应用以及相应的标准制定等方面的工作。我国通过“九五”攻关和国家８６３项目的组织实施，在并行工程、工程广义优化和全寿命周期设计技术方面有了较好的基础，中国科学技术大学、浙江大学、华中理工大学、清华大学、北京航空航天大学、上海交通大学和其他一些院校相继开展了并行优化、并行工程技术的研究工作。近年来，他们一直致力于并行工程环境的研制工作，并取得了显著的成绩。综合保障并行工程技术是对装备及其相关保障过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术。它要求产品开发人员从一开始就考虑到装备全生命周期内各阶段（包括预研、设计、制造、装配、试验、检验、运榆、使国防科学技术大学研究生院学位论文用、维修、保养直至退役等环节）的因素．并强调各部门的协同工作，通过建立各决策者之间的有效的信息交流与通讯机制，综合考虑各相关因素的影响，并充分利用先进的质量工程方法和计算机集成环境，使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现，并得以解决，从而使装备在设计阶段便具有良好的可保障性、可制造性、可装配性、可维护性及回收再生等方面的特性，最大限度地减少反复设计，缩短设计、生产准备周期和制造时间，建立产品寿命周期中各阶段间性能的继承和约束关系及装备各方面属性之间的关系，以追求装备在寿命周期全过程中其综合性能最优。作为现代设计与制造科学的研究热点，并行设计强调在装备的设计阶段全面考虑产品后续活动对装备综合性能的影响，以实现装备的综合性能达到最优。具体而言，并行设计进程的组织与实施一般可分为两种模式：一是装备设计与其相关过程设计并行，可简化装备寿命周期中各环节间关系，但对装备质量有一定的负面影响；二是以耦合方式对装备设计及其相关过程设计进行并行组织，可有效提高装备质量，但可能会延长设计周期。因此，如何建立各阶段任务间的耦合关系模型，增强协调性，将直接决定并行设计的有效性。并行工程在装备开发中的作用主要体现在以下几个方面：１．缩短装备开发周期。将装备及其保障资源并行进行设计，可使得在设计阶段不仅设计出装备，而且同步确定与生产、保障有关的程序和计划，缩短生产准备时间，减少制造过程中的更改、返工等，从而使装备总的开发时间减少。２．提高装备质量。在装备设计一开始就考虑生产、试验、使用、保障以及质量、可靠性、维修性等方面，可全面优化产品设计和过程设计，从而减少重新设计和工程更改，降低产品故障率。３．降低装备寿命周期费用。并行工程通过在设计中采用计算机仿真技术，动态模拟产品生产使用过程，优化了设计，从总体上降低了产品的寿命周期费用，包括设计、制造、运输、维修、报废等各项费用。并行工程是实现全寿命周期费用最低的有效手段之一，是使装备成本和性能达到最优化的基础。从时间角度看，并行设计过程比传统的设计过程能节省３００／０．，．５０％的时间；从性能角度看，经过并行设计过程的产品在性能上明显优于传统设计过程；从费用角度看，并行设计过程比传统设计过程要节省约３０％的设计费用【４３４５１。§２．４装备综合保障试验验证技术装备的试验验证环节的主要任务分为两类：装备研制阶段由研制单位组织的研制试验和装备列装前由采购单位进行的使用试验。如图２－９所示，试验验证环节是装备大批量生产并列装的最后一个检验环节，是把握装备质量的最后一个关口。对于装备综合保障来说，通过以上环节，装备的保障特性和所需的保障资源已经基本成形，装备综合保障在本阶段的任务就是验证装备保障性，分析保障资源安排的合理有效性。第３ｌ页国防科学技术大学研究生院学位论文图２－９装备全寿命周期流程２．４．１装备的Ｉ／ＭＳ试验理论研究装备的ＲＭＳ验证是指为确定产品的ＲＭＳ是否达到所要求的水平而进行的试验与评价工作。美军十分重视武器装备的ＲＭＳ验证工作，并将验证结果作为装备设计生产决策的重要依据。美国武器装备的ＲＭＳ试验与评价始于二战之后，随着可靠性系统工程的发展，逐渐融入到整个武器装备的试验与评价管理中，至２０世纪８０年代后期，其管理方法已基本趋于成熟。我们可以借鉴美国成熟的理论，对我国的装备保障试验理论研究提供理论支持。一、装备ＲＭＳ验证的分类分析１４６Ｉ装备ＲＭＳ试验验证分为两类：研制试验与评价（ＤＴ＆Ｅ）和使用试验与评价（０Ｔ＆Ｅ）。ＤＴ＆Ｅ是指为验证工程设计和试制过程是否完备而进行的试验与评价，评估装备设计方案，验证分析模型，量化合同的技术性能和制造质量，衡量系统工程设计和研制的进展情况，减少设计风险，并在与作战使用相关的环境下预测系统的综合性能，在装备综合保障方面，主要用于评价ＲＭＳ设计，分析设计的保障资源是否合理。ＯＴ＆Ｅ是指装备或保障资源的任何项目在真实条件下进行的现场试验，目的是确定装备或保障资源在作战环境和平时使用中的效能和适用性，并评价这种试验的结果。为了缩短产品的研制周期，节省资源和降低费用，美国在充分肯定ＤＴ＆Ｅ与ＯＴ＆Ｅ的同时。近年来又大力提倡采用组合试验与并行试验的方法。组合试验是指同时支持研制试验和使用试验目的的试验过程。并行试验是指把研制试验和使用试验作为两种和不同活动。同时并行的进行试验。美军装备的ＲＭＳ要求分为战备完好性、可靠性、耐用性、维修性、测试性、保障性等特性的定量要求和定性要求。根据ＤＴ＆Ｅ与ＯＴ＆Ｅ工作界限的划分，ＤＴ＆Ｅ和ＯＴ＆Ｅ中的主要ＲＭＳ验证工作内容如下：１．研制试验与评价中的主要工作内容从方案与技术开发阶段开始至系统研制与验证阶段结束，结合实验室性能试验，第３２页国防科学技术大学研究生院学位论文可靠性研制／增长、寿命试验，环境试验，现场试验，ＲＭＳ仿真试验等技术，全面收集和分析与产品ＲＭＳ有关的数据和信息，运用各种有效方法对装备的ＲＭＳ进行综合评估；对部分关键设备或分系统进行可靠性鉴定试验；对装备的维修性进行核查和验证：对保障性指标和保障资源满足使用要求的程度进行初步试验与评价；在生产与部署阶段，按合同的要求对设备进行可靠性验收试验。２．使用试验与评价中的主要工作内容在方案与技术开发阶段，验证单位就介入试验与评价中，收集和分析与ＲＭＳ使用参数有关的数据，初步规划ＯＴ＆Ｅ中的ＲＭＳ验证工作；在系统研制与验证阶段，收集和分析相关数据，对装备可靠性、维修性和保障性的使用参数进行的早期评估，并详细规划和设计ＯＴ＆Ｅ验证计划；在生产与部署阶段，主要通过在真实条件下的现场试验对装备可靠性、维修性、测试性，保障性和保障资源进行评价和验证；在使用与保障阶段，通过对装备的战备完好性和可靠性、维修性、测试性、保障性的评价得出装备使用适用性的全面结论。二、采用多种验证方法拓宽了产品ＲＭＳ要求的可验证性ＲＭＳ验证的目的是给出可靠的结论性意见，以证实装备是否达到所要求的ＲＭＳ水平。除采用实验室试验和现场试验方法进行ＲＭＳ验证外，还规定可以采用分析、核查、演示、综合评估等多种有效方法进行验证，这不仅大大拓宽了各项ＲＭＳ要求的可验证性，而且对于大多数装备，在工程研制阶段结束前就能给出装备是否满足ＲＭＳ要求的结论性意见，这对于降低投产决策风险具有十分重要的意义【４７】。另外，为了引入国外成熟的ＲＭＳ评估理论，迸一步改进我国装备ＲＭＳ验证管理工作和提高我国的装备保障试验理论水平，我们应着重做好以下几项工作：１．型号研制早期就应制定ＲＭＳ验证的总体方案；２．明确各单位在ＲＭＳ验证中的职责；３．建立完善的ＲＭＳ信息系统，加强ＲＭＳ验证方法的研究；４．研究我国ＲＭＳ验证按ＤＴ＆Ｅ和０Ｔ＆Ｅ分类实施的可行性。２．４．２装备保障住维修性测试性虚拟验证与评估技术一、保障性虚拟验证与评估技术装备保障性虚拟验证与评估技术是指在虚拟现实技术的基础上，通过仿真建模软件或通过统一建模语言建立装备及其保障体系的虚拟模型。模型要尽可能的考虑较多因素并进行综合优化，在最大程度上使得虚拟现实与现实匹配。然后我们在这个虚拟平台上对装备保障性开展ＤＴ＆Ｅ和ＯＴ＆Ｅ等工作，进一步对装备保障性进行组合试验和并行试验。虚拟验证与评估的最大特点是并没有制作出实际的样机，而是通过前面的设计分析数据，在虚拟平台上建立的装备保障性虚拟模型，该虚拟模型能反映实际装备保障系统的各种环境，从而达到在虚拟环境对保障性进行试验验证和评估来代替对实际装备进行的试验验证和评估【４引。国防科学技术大学研究生院学位论文早期装备保障性虚拟验证与评估是实现装备综合保障工程目标的重要而有效的决策手段。装备保障性与装备的可靠性、维修性、测试性与生存性等设计特性以及保障资源相关·是一种综合性能，很难用单项参数指标去验证和评估，而在装备部署到后，不同阶段具有不同保障性参数，因此，科学、有效地进行保障性验证与评估已成为提高装备综合保障能力和加快装备形成战斗力的重点研究课题之一。二、维修性虚拟验证与评估技术装备在使用或长时间储存，总会出故障并失效。并且由于科技的发展，装备的复杂程度越来越高，装备的零部件少则近百，多则上万，使得对于装备的维修越来越困难，维修前期的故障排查工作越来越长，这就促使我们在装备的设计过程进行维修性方面的设计。对于维修性方面设计的验证，更不可能等待原型机某个部件出现问题后，再验证其维修性能，所以必须对维修性设计进行虚拟化验证与评估【４虬５们。近年来，计算机技术和虚拟建模水平的快速发展，为维修性工程和虚拟验证技术相结合提供了可能，虚拟现实技术正逐步成为维修性工程的新型工具。仿真虚拟最初被应用于实际系统进行有危险或花费很大的试验领域，如航空、航天、武器系统等：后来逐渐运用到可在实际系统上，但花费较大、耗时较长、不太方便的一些领域，如冶金、化工、电力等；近ｌＯ年来，则进一步扩大到制造、交通、环境、生态、生物、社会、经济等领域。鉴于武器装备功能的多样化、结构的复杂化，传统的维修性验证工作往往费时、费力、费钱，而且有时效果也不理想，直接影响了维修性工作的开展。装备维修性虚拟验证是建立在高技术基础上的一种维修性技术，作为现代维修性工程的重要发展和补充，可以较好地解决传统维修性验证与评估中存在的难题。维修性的虚拟验证技术既可以应用于维修性设计中，也可以应用于维修性试验和演示中。维修性虚拟验证与评估的步骤如图２．１０所示。Ｉ建立维修性Ｌ—Ｊ建立维修性Ｌ一建立维修性Ｌ一调试仿真Ｌ—Ｊ维修性虚Ｌ一虚拟结果分Ｉ数据库ｒ＿１数学模型ｒ．１仿真模型ｒ－．１程序ｒ＿１拟试验ｒ１析与评定ｌ图２－ｔ０维修性虚拟验证与评估流程维修性工程是一门贯穿于产品设计，生产和使用的学科。维修性虚拟验证与评估的作用包括：１．为设计人员提供提高装备维修性设计水平的手段：２．进行装备维修性演示；３．对维修性设计人员和维修人员进行培训；４．建立健全完备的维修性数据库。三、测试性虚拟验证与评估技术１５２ｌ虚拟测试（ＶｉｒｔｕａｌＴｅｓｔ，ＶＴ）是指适用于通用的测试目的的一种新型的测试技术，即通过将反映测试系统与过程特征的各种测试信息（测试系统信息、测试对象信息、第３４页国防科学技术大学研究生院学位论文测试传感信息等）应用虚拟现实技术加以主动式的表达和处理，并由一定的硬件和软件所构成的虚拟测试系统，对测试系统与过程，进行正、逆多方面问题的交互作用式规划、优化与仿真分析，从而开拓一种新的计算机辅助测试方法与手段。同时又将其作为ＶＭ技术的一种新的支撑工具。虚拟测试技术是虚拟现实技术在测试领域的应用，是对现有测试手段的拓宽和发展。虚拟测试是新开发的一种系统测试功能，它利用操作站创建仿真的现场控制站代替实际的现场控制站，实现模拟测试功能。装备系统测试性功能的目的是对系统的组态进行仿真，可提前发现问题，它不同于以往的过程系统测试。它是利用ＰＣ机建立虚拟的现场控制站，直接在ＰＣ机上对操作、监视功能和控制功能等一系列工程师功能进行检测、调试操作。虚拟测试台就是用计算机软件实现系统中测试功能的虚拟化。美国于２０世纪９０年代初首先提出了虚拟制造（ＶｉｒｔｕａｌＭａｎｕｆａｃｔｏｒｉｎｇ，ＶＭ）的概念，近年来虚拟现实（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ，ＶＲ）技术作为一种新型的人机接口和仿真手段得到了越来越多的重视研究和应用并已经在ＶＭ系统中发挥作用。当～个阶段的产品中的缺陷进入下一个阶段时不能得到及时的反馈，这样往往会导致只有到了最后的测试阶段才能够发现一些重要的质量问题，但这时前期投入的工作量已经很大，从而造成巨大的资金浪费和宝贵的交货时间的损失。为了解决这一问题，产品的测试不一定非要等到产品加工制造之后才能进行，借助于目前功能日益强大的计算机技术（尤其是虚拟现实技术）和传感器技术，甚至早在产品的设计阶段就可以对产品进行虚拟仿真测试，以求对其性能有个基本的了解。具体方法是：在设计阶段可以通过把设计入员的设计方案转化为三维模型，在事先创建好的虚拟测试环境中对产品的预期性能进行仿真预测和测试。在加１－￥１１造阶段可以在加工过程进行的同时借助于传感器技术来实现产品的在线或离线测试，而测试结果的准确性也可通过对加工后产品的常规测试来进行验证，并对测试模型进行修正。在产品测试阶段，虚拟现实技术可以提供一种全新直观的人机接口，通过测试过程和结果的可视化揭示比常规手段更多的信息。在培诩与维护阶段，虚拟现实技术既可以用来进行预测产品性能和可靠性测试，也可为用户提供“身临其境”般的培训和维护手段，同时人与虚拟环境之问可以进行信息的交互作用，参与者从定性和定量综合集成的虚拟环境中可以获得对客观世界中客观事物的感性和理性的认识，从而深化概念和建造新的构想和创意哆“”Ｉ。虚拟测试技术的目的是要建立一个应用系统，使得测试或研究人员可以浸入虚拟测试环境，从不同的时间与广义的空间关系来考察该环境，从而寻找不同数据集（系统、对象和信号）之间或内部的逻辑与原始物理关系。虚拟测试技术具有很大的灵活性、适应性和经济性，它仅需通过修改软件中视景图像有关参数的设置，就可模拟现实世界中物理参数的改变，这样，随着任务的变化，第３５页国防科学技术大学研究生院学位论文已有的软件再经修改即可满足新任务的要求，所以十分灵活、方便。在一些特殊的、环境受到的场合，通过虚拟的景象就可以模拟或复现测试现场和过程。因此，虚拟测试技术可以节省大量研究经费，具有极大的应用潜力和实际意义。图２－１１虚拟测试系统原理框图虚拟测试系统原理如图２．１１所示。虚拟环境生成器是一个能产生三维世界的软、硬件环境，是系统的核心部件。它的主要功能是生成三维立体图像，模拟实现所需要的测试设备和对象。虚拟测试平台接收现实环境、测试系统的相关信息，并完成测试过程的规划和控制。虚拟仪器模块接受现实或虚拟测试系统的传感信息，并完成信号处理功能。立体视觉模块提供了基于多视觉立体成像技术的动态环境建模手段。数据库系统包括场景数据库、测试数据库和产品数据库。场景数据库用于存放虚拟环境中产生场景所需的数据，测试数据库用于存放测试过程中产生的数据，产品数据库用于存放关于测试系统的领域知识前期数据。现实环境主要包括测试设备。虚拟测试的结果的准确性和可靠性取决于许多因素，如建模的准确性、系统的软硬件性能、分析优化技术、对测试对象的性能的先验知识的完备性、传感器系统的性能等。２．４．３装备可靠性加速试验与评估技术随着科技的进步。产品的可靠性越来越高，装备产品面临着长寿命的可靠性评估问题。为了缩短产品验证周期，需要对可靠性进行加速试验。在产品的整个寿命周期内，进行可靠性的设计、改进、评估都离不开环境试验，而加速环境试验是实现产品可靠性增长和确定、评估产品可靠性水平的重要手段。近年来，环境应力筛选试验（ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｔｒｅｓｓＳｃｒｅｅｎｉｎｇ，ＥＳＳ）、加速寿命试验（ＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＳｔｒｅｓｓＬｉｆｅＴｅｓｔ，ＡＬＴ）、高加速寿命试验（ＨｉｇｈｌｙＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ（ＨｉｇｈｌｙＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＳｔｒｅｓｓＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＳｅｌｅｃｔｉｏｎ，ＨＡＬＴ）、高加速应力筛选试验Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ＨＡＳＳ）、可靠性强化试验（ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＴｅｓｔｉｎｇ，ＲＥＴ）等环境试验和加速环境试验技术不断地提出和发展，为考核产品、暴露产品的设计和制造质量中的问题，从而提高产品可靠性，提供了强有第３６页国防科学技术大学研究生院学位论文力的工具ｌ＂。”。可靠性加速试验根据试验目的分为ＲＥＴ、ＨＡＬＴ、ＨＡＳＳ等试验项目。ＨＡＳＳ旨在迅速地暴露装备的早期故障：ＲＥＴ则用以暴露与装备设计有关的早期故障，同时。也用于确定装备在有效寿命期内抗随机故障的健壮性，它是对产品的设计样件施加单一的或综合的极限环境应力，快速激发出产品潜在缺陷，并通过故障原因分析、失效模式分析和改进措施提高产品可靠性的试验方法。ＨＡＬＴ的目的是激发故障，即把产品潜在的缺陷激发成可观测的故障，并确定纠正措施，提高产品的环境适应性和可靠性。它不是采用一般模拟实际使用环境进行的试验，而是人为施加步进应力，在远大于技术条件规定的极限应力下快速进行试验。通过采用加速试验，可加快这些现象发生的速率，在试验室中用比现有方法更短的时间得到产品的有关信息，更快地获知装备的薄弱环节。因此装备可靠性加速试验的目的如下：●缩短装备预期开发周期；●较早的发现装备的薄弱环节并进行修正；●满足的预期需要。可靠性加速试验的应用对象有两种：一种是装备的寿命很长，可靠性已经非常高；另外一种是在验证阶段，为了更早的发现装备存在的缺陷并进行解决，以便更快的投入生产而进行的加速试验。可靠性加速试验主要有两种方法：第一种方法是通过施加比使用中严酷得多的环境应力来压缩试验时间。第二种方法是以提高特定环境应力时间的出现频率来缩短试验时间。无论采用哪种压缩试验时间的方法，都只能得到近似最优而不是高度精确的结果。简单和较低层次的试验结果要比复杂和较高产品层次的试验结果精确得多，这是由于材料、结构和过程的数量增加后，各方面的假设条件随之增加的必然结果。由于可靠性加速试验不存在通过和不通过的判决条件，因此它采用了比实际使用环境条件高得多的应力，这样可以快速发现产品的潜在缺陷。但是它使用了大量的工程假设，使得加速试验结果的可信性降低，因为许多假设本身就是不符合实际情况的。因此加速试验方法的关键在于充分理解所用加速模型背后的各种隐含假设条件【５“５７１。§２．５装备综合保障作战运用技术目前，对影响战时装备保障能力诸因素的分析，主要靠传统的经验方法。对现行编制的装备保障结构编成等是否合理，装备保障资源调度是否科学，装备保障行动是否高效，以及战时保障能力如何等问题，运用传统的经验方法，很难进行定量描述。在没有科学的辅助手段支撑情况下，装备保障的组织水平往往因人而异。在当今信息化战争条件下，一切保障行动都追求“精确”，传统的方法已经难以适应信息化战争对装备保障的要求。因此，如何科学、经济地分析战时装备保障的诸影响因素和评估装备综合保障能力，为组织筹划战时装各保障行动提供科学合理的依据，是做好新时第３７页国防科学技术大学研究生院学位论文期军事斗争装备保障准备工作的重要课题。２．５．１战时装备保障仿真评估系统（ＥＳＳＥ）建立和应用分析旧１战时装备保障仿真评估系统（ＥｑｕｉｐＳｕｐｐｏｒｔＳｉｍｕｌｉｎｋＥｖａｌｕａｔｉｏｎ，ＥＳＳＥ）是利用计算机网络以及相应的软件技术，通过仿真战，确立影响装备保障能力的诸要素，建立一体化，分布式计算机仿真系统，为组织与实施装备保障提供一个近实战的战场环境，记录并分析战场环境、装备性能及指挥结构对装备保障能力的影响，为装备保障的组织与指挥提供一个可信赖的辅助决策手段。文献［５８】较好的研究了战时装备保障仿真评估系统。开发ＥＳＳＥ系统的核心目标是要建立一个真实客观的、动态连续的、实时的战场描述系统。主要体现在以下方面：１．通过建立仿真模型，对影响战时装备保障的宏观因素进行分析评价，提供保障决策的技术支持和能力研究平台。２．应用仿真平台，在战损规律研究的成果的基础上，对典型、典型作战任务的战时装备保障过程进行仿真，评价装备保障方案、装备保障能力。研究战时抢救修理行动的组织实施方法，优化战时装备保障行动。３．利用仿真评估平台，分析装备的保障性能指标，为装备的研制、保障方法的分析及装备保障各项基础研究提供有效的途径。战时装备保障是一项综合性强和复杂程度高的工作，主要包括：装备保障的组织指挥、装备的抢救与修理、弹药的补充和器材的供应等方面。因此，把ＥＳＳＥ系统设计为以下４个功能模块。１．计划生成平台计划生成平台是实现系统运行初始化的功能，包括计划输入、战场设置、条例法规等子模块。系统能按照要求编制假定方案、红蓝双方基本情况、上级意图、本级任务、友邻情况、武器装备、保障资源、保障需求、编制、作战地域和其它情况，并能调整或更换假定内容。根据用户输入的作战假定和装备保障计划，标绘红、蓝军对抗态势，给作战仿真和装备保障仿真提供初始环境和基本依据。数据管理子模块是对所有数据列表进行录入、修改、删除、维护、查询、调用等的数据维护或管理。条例法规子模块将各种条例法规的资料存入数据库中，组织人员在使用系统过程中，查阅方便快捷安全，可以提高训练组织人员的工作效率。２．作战仿真平台作战仿真平台是运用人工智能技术，对战场环境进行模拟仿真，为装备保障仿真评估系统构建一个实时、动态、交互的虚拟战场环境，产生装备战损信息，主要包括兵力生成、作战计划、作战指挥、文电处理等子模块。兵力生成子模块采用基于Ａｇｅｎｔ技术构建具有一定智能行为的计算机程序，生成虚拟兵力，能接收作战指挥员的发出的计算机指令，并根据指令、自身状态、战场环境自主行动。其结构主要包括：感知国防科学技术大学研究生院学位论文模块、通讯模块、推理模块、执行模块、心智状态库和知识库等部分。作战指挥是作战和分队行动的依据，主要内容有：修改和调整作战计划，调整力量部署，指挥作战分队行动，调整各保障力量，协调各分队行动等。推演过程中可利用计算机网络仿真电台通信方式或利用指挥自动化系统进行指挥。态势感知子模块根据战场推演进程，实时显示相应的战场态势和信息。便于指挥员及时掌握战场动态。及时作出正确的指挥决策。公文处理子模块应具有通用的公文模板，能对各种通用的公文进行快速地编辑、封装、收发等作业，在推演前，根据所进行的演练类型，拟制装备保障计划，下达装备保障指示；推演过程中应能及时获取战场信息，辅助装备保障指挥员进行决策。３．装备保障仿真平台战场装备保障仿真平台是本系统的核心，该平台主要采用面向对象的设计方法和面向对象的建模方法，建立装备抢救、装备抢修、弹药供应、器材保障等模型，具有一定的自主性和自适应性。装备保障指挥员可以通过装备保障指挥模块对所属装备保障力量发出计算机指令，实时指挥战场装备保障力量行动。该平台主要实现对装备保障力量部署和战场装备保障行动的仿真，其功能如下：（１）装备保障力量部署。它涉及到各编组的人员、装备组成，行动开始前在战斗队形中的配置位置、各编组的行动路线、任务等。包括抢救力量部署、修理力量部署、器材和弹药补充力量部署。（２）装备保障指挥。该模块的功能设计与作战指挥类似，主要应包括调整保障力量的部署和对保障行动的实时指挥。（３）技术侦察。本模块的模拟环境是战斗实施阶段，通过建立装备保障侦察车模型，依据战时装备保障想定，按照保障协同要求，考虑组织保障行动中的可能出现的情况，模拟侦察车实施侦察的全过程。（４）战损装备抢救。战场抢救行动通常包括：情况的获取，目标的发现，接近目标路线的选择，接近目标后的行动，抢救行动的实施，把目标抢救后送至指定地域等一系列符合逻辑的动作。本系统将对执行战场抢救任务的各级装备保障机构在战场上的行动、动作进行抽象、归纳，建立仿真模型。（５）战损装备修理。对装备维修的全过程进行仿真，包含故障，损坏部件的更换、修理，以及整个维修过程所用时间等。（６）器材和弹药的补充。根据装备保障方案和指挥命令，仿真器材和弹药的请领与补给情况。包括请领单位的名称、时间、品种与数量、补给到位的时闻等。４．评估分析平台战时装备保障仿真结果的评估分析，是根据装备保障仿真的过程和结果，科学合理评估装备保障能力，分析影响装备保障能力的因素，建立评价指标体系，给出战时装备保障能力的各单项和综合评价。第３９页国防科学技术大学研究生院学位论文战时装备保障仿真结果评估分析，主要包括对各保障机构行动的效能评估和对评估单位综合保障能力的评估。对保障机构行动效能评估主要包括：侦察机构行动、抢救机构行动、维修机构行动、弹药保障机构行动和物资器材保障机构行动。对各保障机构行动分别建立评估指标和评估方法，比如对维修机构行动的评估可建立以下指标：及时度、可靠度、准确度、修复率、修复对阅等指标。综合保障能力是指某一单位在完成特定任务时，各保障机构的整体能力，应是各单项保障能力的加权平均值的总和．该平台能根据战场推演进程，实时的显示相应的战场信息，在推演完毕后，可对整个推演过程进行回放，便于查找问题和总结。首先按输入假定作战计划、装备保障方案及实施计划，提供作战及装备保障的初始态势及行动方案。结合战场地理信息生成仿真环境，随着作战行动的开始，作战仿真平台、装备保障仿真平台，评估分析平台即开始同时展开工作。作战仿真平台根据战斗的进展随机产生战损装备。系统将战损装备的有关信息仿真实际的流转过程传输到装备保障仿真平台，装备保障机构按照装备保障计划及其行动原则对战损装备的处理进行全过程仿真，并将处理结果以数据流的形式输入评估分析平台，评估分析平台对保障数据进行计算评估，并将评估结果显示。若需要对某一因素进行多次评估，可返回仿真系统。在其它条件不变的情况下，改变该因素的值，得出该因素对装备保障能力的影响程度。确认结果后，系统将输出评估结果。系统流程如图２．１２所示。图２．１２战时装备保障仿真评估系统（ＥＳＳＥ）设计流程为实现系统的目标，系统应具备以下功能：１．人机交互功能。提供友好人机界面，能适应不同层次的人员使用，操作维护方便，提示信息准确。特别是作战计划和装备保障方案的输入和调整，要求符合指挥决第４０页国防科学技术大学研究生院学位论文策内容的特点。２．实时仿真功能。系统能仿真战场中作战行动，仿真装备保障的行动和指挥，系统能在多节点输出和多节点随机干预输入的环境下，保证在设计时间内运行的稳定。３．评估分析功能。（１）装备保障效能分析：衡量装备保障机构在单位时间内抢救、修复、弹药与器材补给、后送、运输和组织指挥等效率的指标。（２）装备保障方案分析：体现在装备保障能否为作战行动提供“适时、适地、适量”的保障。（３）灵敏度分析：每次改变一种或几种影响因素。其它情况不变，进行多次仿真，分析研究这些因素对战时保障效能的影响［５９ｌ。２．５．２基于ＧＩＳ的保障资源管理可视化技术装备保障资源的供应保障是否有效直接影响到装备的战备完好率，而过多的资源设置又会导致使用费用的增加，只有合理地配置资源才能在有限费用的情况下，最大限度地保障装备的资源需求供应，因此科学而准确地预测保障资源需求是解决这一问题的关键。装备保障资源是对装备实施有效技术保障的物质基础，是为使装备系统满足战备完好性与持续作战能力的要求所需的全部物资与人员。对保障资源的合理管理、有效配置，是装备形成、保持和提高战斗力的关键，是影响战争胜负的至关重要因素。随着我军现代化水平的不断提高，特别是高新技术在武器装备上的不断应用，使得装备结构的日趋复杂、装备型号越来越多，造成保障资源的种类、数量也随之迅速增加，管理与保障任务变得繁重；保障资源管理工作中所花费的人力和物资消耗增长迅速，而工作效率却不尽满意；由于保障资源管理模式的落后，造成保障资源管理中的透明度较差，资源配置布局不合理以及重复性配置等无形浪费现象严重；保障资源的充足与适用程度对装备特别是高技术装备战备完好性的影响越来越大。为了有效解决我们所面临的新问题，装备保障资源管理工作必须运用创新的工作方法、先进的管理理念，改进现有的工作模式与手段，才能适应装备保障资源管理工作发展的新要求。基于这一指导思想，根据近年来计算机技术、ＧＩＳ、网络技术特别是可视化技术等现代信息技术的发展情况，我们分析设计基于ＧＩＳ的装备保障资源可视化的管理系统，在此扼要的对基于ＧＩＳ的可视化管理系统设计、实现的方法和预期效果进行分析。在本文的第四章将对可视化管理系统中的装备综合保障优化决策的部分功能，通过ＧＩＳ软件系列的ＳｕｐｅｒＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ组件的二次开发进行简要的实现。基于ＯｌＳ的保障资源管理可视化是一个基于ＧＩＳ的可视化管理系统，即在原ＧＩＳ系统的基础上，增加对装备保障资源信息的管理。ＧＩＳ是一种功能强大的能够处理多种地图（如矢量地图、光栅地图）数据的系统。能够实现地图的显示、地图的定位、地图上对象属性的访问和设置、地图的编辑、地图的打印等功能；而装备保障资源信第４ｌ页国防科学技术大学研究生院学位论文息主要包括保障资源的种类（资源ＩＤ号、名称等）、保障资源的供给数量、保障资源的使用消耗情况、保障资源的费用情况、保障手段的优化决策、保障资源的空间位置、保障资源的运输方式及途径等。因此通过在地图中将装备保障资源信息与其配置的空间位置信息的结合，将两类信息连成一体，实现保障资源信息与所显示地图的漫游、定位、关联、查询、放大／缩小，打印等操作，即可完成可视化管理的工作。为提高管理人员的工作效率。特别是工作质量，把工作人员从繁杂的日常业务处理中出来，建立基于数据仓库、数据挖掘等技术的辅助管理专家系统是十分必要的。专家系统是人工智能研究领域中最重要的分支，是计算机科学商品化的前沿。它是一种智能系统，利用知识库和推理机制来解决那些需要有特殊专长的专家才能解决的复杂问题，而且可以认为其所运用的知识库和推理过程是该领域最优秀专业人员的经验模型。因此利用先进的计算机信息技术来管理和控制保障资源，可以将庞大复杂的保障数据组织成为易于查找和使用的信息，为保障资源管理人员提供信息支持，辅助保障资源规划设计和决策，并最终实现保障资源的有效管理和合理应用。保障资源管理系统的可视化实现，需要系统具有以下主要功能：１．利用ＧＩＳ系统的功能，将保障资源信息直观的呈现给管理人员，即可获得对保障资源某一局部地区或单位的信息管理，通过友好的可视化界面，系统可以提供某一配置点的器材出入库管理、收发统计、库存统计、提供保障资源经费的申请、经费使用、调配登记等信息；同时还可以从全局性的角度管理保障资源，针对各个保障资源配置点之间的相互关系，如空间分布位置、资源互补协调等关系，根据不同性质的作战任务，可以提出装备保障预案、器材筹措方案等带有全局性的管理措施。２．保障资源管理人员可根据需要及时触发可视化交互界面，实现决策模型过程和专家推理过程的可视化。同时，基于全球定位系统（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）技术，实时掌握保障资源的分布及流转情况，优化、使用、调配、订购和储备保障资源。３．结合数据仓库与数据挖掘技术对保障资源业务信息数据进行综合与分析，利用辅助管理专家系统对其结果的判断，确定所需的决策模型、预测模型等，可实现预测装备保障需求、评估装备使用性能等工作，为制定长期的保障资源规划提供智能决策支持信息。基于ＧＩＳ的装备保障资源可视化管理系统的设计，充分考虑到保障资源管理全系统、全寿命的特点，应用先进的网络技术和ＧＩＳ技术改造传统的管理方法，使业务流程更加完善直观，使管理信息的流向更加合理，各部门之间的各种信息能够准确、及时地传递和共享，提高了管理人员的工作技能和效率，增加了解决各种问题的合理性。通过保障资源需求仿真模型的建立，实现保障资源需求快速和准确的预测，并通过装备系统的特征参量对保障系统效能实施评估，可为决策者的决策提供科学准确的依据。这对于提高装备的保障能力和加快新装备形成战斗力具有重要的意义［６０－－６２１。第４２页国防科学技术大学研究生院学位论文２．５．３装备快速诊断与维修决策技术从最近几次局部战争看，现代的战争中的装备面ｌ临着两个比较严竣的问题：第一是装备的本质问题：随着科技的发展，武器装备越来越复杂，零部件越来越多，故障模式也越来越多样，如何快速的确定故障环节成为当前诊断的难题；第二是现代战争的战争节奏快，装备战损率高，如何快速的对装备进行诊断维修，关系到战争胜利的与否。随着传感器技术、专家系统以及诊断技术的发展和诊断仪器的革新，先进故障感知手段、基于状态基的维修（ＣｏｎｄｉｔｉｏｎＢａｓｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ＣＢＭ）、故障预测与健康管理（ＰｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄＨｅａｌｔｈＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＰＨＭ）等技术逐渐在工程中的应用，使得装备的快速诊断与维修决策成为可能。装备的故障诊断与维修保障决策的流程如图２一１３。图２—１３故障诊断与故障预测流程故障是装备不能完成规定功能或性能退化不满足规定要求的状态。故障诊断与预测都是对客观事物状态信息的一种判断。对于故障诊断与预测，信息源包括：１．被观测对象直接的功能及性能信息（基于故障状态信息）；２．被观测对象使用中表现出来的异常现象信息（基于异常现象信息）；３．被观测对象使用中承受的环境应力和工作应力信息（基于使用环境信息）；４．预置损伤标尺（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）的状态信息（基于损伤标尺信息）。以上几种信息源有可能同时出现，也有可能单独出现，根据不同的情况进行相关的分析，为了快速确定信息源，必须对快速诊断和维修决策进行分析。一、快速诊断与维修决策相关技术分析１．ＰＨＭ技术：ＰＨＭ技术是新一代武器系统的维修和管理技术，重点是利用先进的嵌入式测试诊断技术和信息管理技术来预测、监控和管理装备的状态。ＰＨＭ技术包含三个方面：（１）最大程度的利用传统的故障特征检测技术，结合先进的传感器技术、机内测试（ＢＩＴ）技术和先进的建模技术，获得虚警率较低的故障检测结果：（２）收集和处理关键部件的性能信息，用于预计这些部件的剩余使用寿命，提前第４３页国防科学技术大学研究生院学位论文准备好需要更换的零部件，实现视情维修：（３）装备尚未到达维修基地之前向基地发送故障信息，激活自主式维修保障系统程序，缩短维修等待时间。ＰＨＭ技术的关键部分是嵌入式测试诊断技术、故障预测技术和维修信息资源管理等。嵌入式测试诊断系统是监控系统的基础，对装备的工作情况进行定期或连续的监控，并具有检测、诊断或隔离故障的能力。故障预测技术是指结合已经建立的装备健康档案，故障诊断与管理系统通过相应的软件系统。对装备的工作状态进行综合评估，对未来任务段内可能出现的故障进行预报、分析和判断，确定故障性质、类别、程度、原因以及部位，指出故障发展趋势及后果，向用户提出警告，以便及时消除故障。故障诊断与管理系统是集计算机技术、网络技术、多媒体技术、数据库管理技术、信息处理与决策支持技术等为一体的多层次、中心化的维修信息管理系统，能够对信息资源加以分类，并依据一定的决策模型，合理确定维修级别和测试方式，核定备件数量，选择装备的改进方案，安排维修计划，测试项目和计算成本费用。对于嵌入式诊断来说，装备故障在某些情况下出现不可复现和重测合格等状态，使得故障虚警是无法避免。如飞机在遇到某些气流时发动机会出现“喘振”的故障特征，而在地面测试发动机检验合格，这样就出现了发动机的虚警现象。ＰＨＭ借助人工智能推理机（如专家系统、神经网络或遗传算法）来预测故障可有效的降低虚警１６引。２．ＣＢＭ技术：在维修工作中，主要包括以下几种维修方式：事后维修（ＦＤＭ）、定期维修（ＴＢＭ）和视情维修（ｃＢＭ）。ＦＤＭ是设备运行到发生故障而停机后进行的维修：ＴＢＭ是为了降低故障发生率，根据预先确定的时间间隔执行的维修；ＣＢＭ是一种先进的维修方式，是基于实时或接近实时评估设备状态的一系列维修活动。ＣＢＭ是根据部件的实际状态来决定对其进行更换或维修的过程，需要借助于先进的故障预测技术评估部件当前状态并对部件未来的状态来实现。故障预测是ＰＨＭ的核心，ＰＨＭ技术是实现ＣＢＭ技术的关键，ＣＢＭ是实现对装备精确维修的重要途径。故障预测通常包括两种类型，其一是对小的时间范围内部件状态的预计；其二是预计在出现某一具体故障之前剩余的时间。目前，ＣＢＭ系统已经发展为增强型视情维修（ＣＢＭ＋），ＣＢＭ＋是主动的预测性的维修，依靠自动化的嵌入式或便携式数据收集传感器来收集数据，允许维修人员在尽量不影响使用和操作的前提下规划、安排、实施必须的供应和维修活动。ＣＢＭ＋运用预测诊断、趋势分析、连续数字跟踪等技术，对新的系统以及原有的系统进行改进，采用新的维修理念、技术以及实践，增强维修的综合能力，改进结构管理以及其他的装备保障过程畔“”。ＣＢＭ的关键技术有：（１）嵌入式传感器：实时监控和测量武器装备的状态：（２）综合数据总线：保证数据及信息的传输；（３）自诊断及决策分析：数据处理，判断状态，状态预测，维修决策；第４４页国防科学技术大学研究生院学位论文（４）便携式辅助维修装置（ＰｏｒｔａｂｌｅＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＡｉｄ，ＰＭＡ）：辅助现场维修，提高维修能力；（５）交互式电子技术手册：提供准确的维修信息：（６）维修和信息系统：维修历史纪录，技术状态控制。二、快速预测与维修决策技术展望ＰＨＭ技术的发展经历了故障诊断、故障预测、系统集成三个日益完善的阶段，在部件级和系统级两个层次、在机械产品和电子产品两个领域经历了不同的发展历程。当前ＰＨＭ技术的发展体现在以系统级集成应用为牵引，提高故障诊断与预测精度、扩展健康监控的应用对象范围，支持ＣＢＭ与自主保障（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＬｏｇｉｓｔｉｃｓ，ＡＬ）的发展。ＣＢＭ系统的发展主要是基于ＰＨＭ技术、材料故障机制的研究、状态监控与维修技术、故障诊断与预测软件应用、广泛被接受的通信协议发展、信息技术、计算机网络技术以及维修软件的应用等几个方面。ＣＢＭ的发展趋势主要集中在ＣＢＭ智能预测决策、远程智能维修和无线智能ＣＢＭ等方面，２．５．４维修保障远程支援技术高技术的发展在引起作战方式发生深刻变革的同时，也必然导致武器装备技术保障方式相应的变革。“远程支援”作为一种崭新的维修保障手段，在探索高技术条件下武器装备技术保障的新途径、新方法和新手段方面，获得广泛重视。“远程支援”指的是通过计算机网络将战时前方的技术保障人员与后方的技术专家联系起来，实现为战场远程修理提供技术指导的一种技术保障手段。装备维修保障远程支援系统是综合运用通讯设备、微电子技术、信息处理技术、定位技术实现装备维修和器材供应、故障诊断以及维修技术指导的远程组织体系。本节通过构建维修保障远程支援系统的功能结构，运用故障诊断理论、电子技术和维修工艺理论，对其中的故障诊断与咨询模块、资源信息查询模块、工艺生成模块和可视化维修指导模块的实现方式进行了有益的探索，分析了系统实现的关键技术。一、装备维修远程支援保障系统结构通过对装备维修保障远程支援系统的分析，该系统主要分为故障诊断模块、维修保障资源信息查询模块、维修工艺生成模块、可视化维修指导模块。故障诊断模块的功能是对用户自行无法诊断的故障首先利用中心的智能诊断系统中的知识进行分析处理，推断产生故障的原由，然后给出相应的故障处理方案。如果诊断失败，则启动故障会诊系统，根据故障类型选择相关专家，作进一步的诊断。故障诊断模块主要包括两部分内容：故障现象信息、故障处理信息。维修保障资源信息查询模块的功能是根据故障诊断的分析结果，向用户提供维修工具信息、更换零部件信息或专业维修网点信息。所以它包括：维修工具信息，需更换的零部件信息，专业维修网点信息。其中，需更换的零部件信息中包含了该零部件国防科学技术大学研究生院学位论文的基本信息以及备件供应商信息等。专业维修网点信息除了包括各维修网点的联系地址，联系电话等信息外，还提供了该维修网点的备件信息及其它维修信息。维修工艺生成模块是针对一些维修中的关键部位、易引起安装错误或装配工艺要求较高的可在前方修理的故障（主要是零／部件的更换），自动生成相应的维修工艺，指导前方作业组进行维修操作。可视化维修指导模块是为用户提供直观的图像信息，方便用户进行维修准备和操作。对于用户自行维修故障，该模块根据资源信息模块提供的有关维修工具信息，需更换的零部件信息，以及工艺生成模块生成的维修工艺信息，提供直观的维修与拆装操作工艺图片，使维修操作“傻瓜化”。对于那些用户难以自行维修、需要请专业维修网点的故障，该模块根据资源信息模块提供的维修网点信息，方便用户快速查找相关的维修网点【６６“引。装备维修远程支援保障系统如图２．１４。图２·１４装备维修远程支援保障系统结构图二、系统实现的关键技术故障诊断是维修保障远程支援系统的最重要环节。如果故障诊断模块不能根据前方输入的故障信息输出明确的装备故障，将严重影响系统的实用性和可靠性。维修保障远程支援系统主要是针对易发生的且可以现场维修的故障，因此，其故障诊断模块更多地考虑结构化问题的分析与判断。在对故障的统计、归类分析的基础上，建立各类装备的故障树，通过故障决策树的方式支持故障诊断。对于故障树不能覆盖的内容，由故障诊断咨询顾问远程指导解决。更复杂的问题则送基地维修。第４６页国防科学技术大学研究生院学位论文要建立故障树，主要是明确故障现象与故障原因之间的关系。维修保障远程支援系统故障诊断模块包括故障现象信息和故障处理信息，对应两个数据库基表：故障现象表和故障处理信息表。故障现象信息是以层次结构的方式出现，分为父现象、一级子现象、二级子现象等。根据作业组输入的装备故障现象从父现象到一级子现象甚至二级子现象这样逐层推进，来确定机械故障。为了让各功能单元能够及时、正确地就近获得所需的维修资源信息，系统提供了相应的零部件存贮信息、维修网点配置信息、仓库网点配置信息和零配件生产的厂家信息。这些信息可分为两大类：一是零部件信息。二是地域信息等。当维修指导信息发生变化时，系统管理员仅需修改有关数据表中的数据，而不需要对应用程序进行重新修改、编译。三，装备远程维修支援系统的应用和意义随着远程故障检测与诊断技术的成熟及装备的现代化和候选项目（ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＩｔｅｍ，ＣＩ）系统建设的不断深入，装备自动化程度也会越来越高。设备的生产厂家和科研单位携手，可在出厂的装备上安装一个状态检测仪，即装备现场检测与诊断子系统，并在机械本体上预留网络接口，由装备管理单位建立管理局域网；同时组建装备维修保障远程支援中心，建立远程维修故障信息数据库：由远程支援中心负责协调组织各技术专家。远程故障诊断与维修技术具有如下优势：１．用户、供应商、专家结成故障诊断与维修的动态联盟，促进技术合作；２．克服了地域障碍，实现了多系统、多专家的故障协同诊断，提高了故障诊断的准确性，缩短了系统诊断时间；３．实现故障诊断知识和维修资源信息的共享；４．可方便地统计、分析系统的故障和缺陷；５．删除中继级维修环节，缩小维修费用支出。§２．６本章小结本章在全寿命周期的基础上，对寿命周期各阶段的装备综合保障关键技术进行分析。首先从装备综合保障体系结构的顶层规划、体系建模与演化、体系抗毁伤和公共数据环境等方面对装备综合保障总体技术进行了研究，然后依次分析了装备综合保障的方案设计、试验验证和作战运用等阶段的关键技术，。另外，由于装备综合保障的概念较广，相关的知识和技术较多，本章仅对装备综合保障典型的关键技术进行分析。通过本章的分析，初步形成了装备综合保障关键技术体系，这为对装备综合保障相关技术的进一步研究提供支持。第４７页国防科学技术大学研究生院学位论文第三章装备综合保障相关软件及其二次开发可行性分析§３．１概论在本文第二章中，我们对装备综合保障的关键技术进行了分析研究，主要明晰装备综合保障关键技术框架，在理论层次对装备综合保障的关键技术进行研究。由于目前许多技术都是基于装备综合保障相关软件得以实现，其好坏直接影响到装备综合保障关键技术的应用成功与否。另外，保障软件的使用是现代军事信息化，智能化的需要，主要表现在以下几点：１．保障软件的使用使得～些新技术在综合保障中成功的得到运用；２．保障软件的使用有利于装备保障流程的正规化：３．保障软件的使用可以节约人力资源，减少冗余环节，从而节省费用；４．保障软件的使用可以使得复杂的保障流程具有简易的人机交互界面，便于对装备实施保障；５．保障软件是计算机技术在装备综合保障中应用的体现；６．保障软件是实现装备智能化、自动化的基础。在的需求和高科技技术发展的推动下。保障软件作为综合保障相关关键技术的载体，是实现现代化综合保障的有效手段之～，已经成为装备综合保障不可或缺的～部分。而软件的应用也不总是合乎要求，随着装备综合保障的不断的发展，用户会发现现有的软件的部分功能已不能满足当前需要，而出于费用、时间、转移成本的考虑，不会马上选择购买或开发新的软件，而会对软件进行二次开发。下列情况需要对软件进行二次开发：１．原有软件设计的功能已不能满足用户当前需要；２．原有软件所对应的部分流程或内容发生了变化；３．用户出现了原来软件所不能支持的新的保障内容；４．与原有软件配套的保障系统部分发生了改变，需要更新系统间的接口。软件的二次开发是计算机应用中的难点，一方面，二次开发往往是在极为不利的情况下进行的。许多软件在开发时并没有考虑二次开发的需求，而且在很多情况下，二次开发是在源代码、开发文档、技术手册都不具备的情况下进行的。另一方面，二次开发还需要考虑费用、时间和转移成本的因素。费用必须大大低于引入新软件的费用，时间必须短，界面和操作流程必须和原有软件保持一致。不应对配套的软硬件系统提出过多的要求，力争把转移成本降至最低【６９可们。下面，我们对应装备综合保障关键技术对保障软件进行分类，分类仍按全寿命周期过程进行安排，如表３．１所示。本章将对各类装备综合保障相关软件进行调研，对其功能进行简要的分析和总结，分析其特点和在装备综合保障中的应用，最后根据各第４８页国防科学技术大学研究生院学位论文个软件系列的特点，分析对该类软件进行二次开发的可行性和途径。表３．１装备综合保障相关软件（部分）软件分类综合保障工程工具软件开发和管理平台综合保障体系结构研发平台软件项目需求管理工具变更管理和配置管理工具软件名称ＤＯＯＲＳＳＹＮＥＲＧＹ软件公司Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ其他工具平台瑞典Ｔｅｌｅｌｏｇｉｅ公司系统工程测试自动化工具ＴＡＵＧ２物件导向系统可靠性、维修性分析工具可靠性试验软件可靠性评估软件可靠性设计软件综合测试设计与分析工具故障诊断测试性设计软件ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔＲｅｌｅｘＲｅｌＴｅｓｔＲｅｌＥｖａｌｕａｔｉｏｎＮＥＳＳＵＳ美国Ｐｏｐｋｉｎ公司美国Ｒｅｌｅｘ公司装备综合保障设计分析平台美国西南研究院美国ＱＳＩ公司美国ＤＳＩ公司英国Ｉｓｏｇｒａｐｈ公司ＴＥＡＭＳｅＸｐｒｅｓｓ可靠性与可维修性设计与分析工具Ｉｓｏｇｒａｐｈ软件ＭＡＫ公司系态势环境仿真工具装备保障态势感知与预测仿真平台列软件ＣｒｅａｔｏｒＰｒｏＶＥＧＡＴｅｌＴａＶｉｓｔａＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ美国ＭＡＫ公司Ｍｕｌｔｉｇｅｎ－Ｐｏｒａｄｉａｍ公司Ｔｅｒｒｅｘ公司Ｑｕａｎｔｕｍ３Ｄ公司态势视景仿真工具综合保障技术应用支持平台综合保障系统平台先进综合维修保障工具ＥａｇｌｅＡＩＭＳＳＡＳＥＮＴ美国雷神公司先进专业工程网络工具包§３．２综合保障工程工具软件开发和管理平台３．２．１综合保障工程工具软件开发和管理系列软件随着新军事变革的进行，装备整体向自动化、智能化方向发展，这促使装备综合保障向更高层次发展。为了使高技术的装备在中得到有效的应用并使其保持战备完好性，必须建立科学的保障手段。随着计算机技术的发展，通过综合保障软件工具对保障过程进行有效的管理和操作，更好的满足装备的保障需求。因此，综合保障工程工具软件的功能将影响到装备保障体系是否合理。在综合保障工程工具软件开发时，需求关系比较庞杂，必须对其开发过程和需求关系进行科学的管理，才能设计出满足保障要求的工程工具软件。如瑞典Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ公司出品的系列软件就是针对软件项目开发流程进行有效管理的软件。瑞典Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ公司是全球领先的解决方案提供商，其解决方案用于在企业范围内第４９页国防科学技术大学研究生院学位论文自动实施和达到最优。该公司解决方案使组织能够将产品、系统和软件开发生命周期同用户需求保持一致，从而明显缩短产品开发周期和降低设计开发费用，并且大幅度提高产品的质量和故障可预见性【７１啦】。１．ＤＯＯＲＳ：ＤＯＯＲＳ是先进的需求管理工具，它通过改进需求沟通与协作，可以最大限度地提高业务流程优化工作的价值以及系统工程和软件开发项目的质量，该产品在美国市场上占同类产品的４０％。用户通过ＤＯＯＲＳ可以编辑、跟踪和管理项目中建立起来的所有需求，并且支持多用户同时工作，可共享的文件支持使用者同时工作，以便生成单一文件。ＤＯＯＲＳ提供了管理大型复杂项目的能力并验证系统本身的正确性及系统实施的正确性，能提供未解决需求的差异分析，并能帮助辨识有风险的区域。ＤＯＯＲＳ通过独特的能力，拥有需求变更的集成系统和唯一的内置图形需求工具，可以提供来自并去往基线的智能链路，并且可显示文件中相关数据变更的猜测链路。通过ＤＯＯＲＳ可以确保不遗漏每一个关键需求，并实现供应商和用户之间的数据共享。２．ＳＹＮＥＲＧＹ：ＳＹＮＥＲＧＹ是实现变更需求和配置管理的软件，主要针对软件开发过程，整合有关代码控制的整个流程，以任务为目标来驱动开发。ＳＹＮＥＲＧＹ的主要作用有以下几点：使得配置管理工具和变更管理工具使用同一个数据库；将变更需求与源代码直接关联：发现平行冲突并进行解决；可定制变更流程：建立分支和管理分支便捷；支持整个软件生命周期管理的需求。用户只要通过支持Ｊａｖａ的浏览器，便可以访问产品和使用预定义功能。３．Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ其他工具平台：Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ系列软件还包括ＦＯＣＡＬＰＯＩＮＴ、Ｌｏｇｉｓｃｏｐｅ、Ｄａｓｈｂｏａｒｄ、ＤｏｃＥｘｐｒｅｓｓ等其他软件工具平台，其中ＦＯＣＡＬＰＯＩＮＴ是用于进行项目组合管理和产品管理的最全面的决策制定解决方案，是唯一完全基于Ｗｅｂ的决策支持系统。其功能主要有：项目组合管理和优化、产品管理决策支持、风险管理等，并可与ＤＯＯＲＳ集成，从而将产品、项目或功能与详细的工作流程结合起来。Ｌｏｇｉｓｃｏｐｅ是一个软件保证工具，它通过自动进行代码检查和对容易出错的模块进行鉴定来实现保证质量和完成软件测试的目的。使用Ｌｏｇｉｓｃｏｐｅ可改进可靠性和可维护性，增强软件开发流程等。Ｄａｓｈｂｏａｒｄ是项目管理仪表板，它通过ＳＹＮＥＲＧＹ中的测量数据进行自动收集、分析和报告，可快速判断项目风险、状态和趋势。而最后ＤｏｃＥｘｐｒｅｓｓ是软件文档工具，可简化文档管理。３．２．２综合保障工程工具软件开发和管理系列软件二次开发分析Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ系列软件支持ＵＭＬ（统一建模语言）、ＳｙｓＭＬ（系统建模语言）和ＳＤＬ（技术规格和描述语言），还符合遵从性、系统和集成测试以及国防系统架构（ＤｏＤＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＦｒａｍｅｗｏｒｋ。ＤｏＤＡＦ）标准。ＵＭＬ是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的可视化图形建模语言。融合了Ｂｏｏｃｈ、ＯＭＴ和ＯＯＳＥ等建模方法中的基本概念，主要采用图形表示法。ＳｙｓＭＬ是近年提出的系统体系结构设计建模语言，目前仍处于制定中，用于由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构说国防科学技术大学研究生院学位论文明、分析、设计及校验。目前公布的ＳｙｓＭＬ基本采用ＵＭＬ的大部分图形表示，但对其中部分图形进行了修改和扩展，以确定ＳｙｓＭＬ系统工程设计能够严格遵循ＤＯＤＡＦ标准。ＳｙｓＭＬ是于任何一种系统工程过程和方法，但支持过程和方法，其重点是标准化建模语言．现在比较流行的强大的建模工具有ＲａｔｉｏｎａｌＲｏｓｅ和ＢｏｒｌａｎｄＴｏｇｅｔｈｅｒ等，可以直接从建立的模型生成可选的开发语言模块，支持的语言平台有：Ｊａｖａ、ＶＣ、Ｃ撑、ＶＢ、Ｄｅｌｐｈｉ、Ａｄａ和ＣｏｒｂａＩＤＬ等。这就使得对于Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ系列软件的二次开发有两种途径：一种通过使用统一建模语言（ｕＭＬ）进行二次开发，它在软件工程领域的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程；另外一种方法是通过建模工具，实现统一建模语言与Ｃ＋＋、Ｂａｓｉｃ等语言的相互转化。在Ｖｉｓｕａｌｓｔｕｄｉｏ等软件开发平台上进行二次开发。§３．３综合保障体系结构研发平台３．３．１综合保障体系结构研发系列软件装备综合保障是一个多学科交叉的课题，是多种领域技术的组合。综合保障体系结构必须面向装备、装备的保障资源和保障需求，体现装备保障的各方面因素，整合装备保障过程。在综合保障体系结构设计中，必须有一个公认的设计标准。目前在体系结构框架中国际上流行的最权威的标准是ＤｏＤＡＦ，下面的两类的软件都是基于ＤｏＤＡＦ标准的综合保障体系结构研发平台。１．ＴＡｕＧ２：ＴＡＵＧ２是ＴＡｕ软件的第二代，能够简化和加速复杂系统的开发，着重于帮助用于解决大多数复杂实施系统和其他先进系统开发中的问题。ＴＡＵＧ２提供了一套集成的开发平台和一系列独特的功能，能为不同用户群体定制工具。ＴＡＵＧ２可基于模型的可视化进行验证和仿真，进行先进的ｕＭＬ系统建模。ＴＡｕＧ２的使用可以降低系统开发的风险，增强系统质量，并提高系统的可预见性。２．ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ：ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ是由美国Ｐｏｐｋｉｎ软件公司出品的系统建构软件，现在该公司已经被瑞典Ｔｅｌｅｌｏｇｉｅ公司收购，成立ＴｅｌｅｌｏｇｉｃＰｏｐｋｉｎ公司。ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ是一个功能强大的建模解决方案工具，能提供开发一个实体模型所需的所有设计工具。ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ的设计功能主体有系统框架设计工具、作战模型设计模块、成果预测、需求捕获跟踪和测试、费用和资源分析、改善处理过程和数据建模等。ＴＡＵ和ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ都是基于ＵＭＬ的，存在一定的重叠。但是，Ｐｏｐｋｉｎ更注重于业务策略和ＩＴ架构，而Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ倾向于从ＩＴ架构方面开始，然后深入到开发层面。３．３．２综合保障体系结构研发系列软件二次开发分析ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ是目前仅有的将工业界领先的主要建模方法集成在一个面向多用户软件环境中的设计工具，包括作战行为建模，面向对象和组件的ＵＭＬ方法，关第５１页国防科学技术大学研究生院学位论文系数据模型建模，网络框架设计和结构分析设计。所有的功能均通过Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ＶＢＡ在ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ中形成互相匹配的套件。除了，如上一节所述的对于支持ＵＭＬ等建模语言的软件工具的两种开发方法，另外ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ提供一个ＦｒａｍｅｗｏｒｋＢｒｏｗｓｅｒ，可通过Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ接口进行二次开发。ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ通过自动生成功能和几种语言的逆向工程的方法，支持代码实现和重设计。语言包括Ｊａｖａ、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ和Ｃ＋＋。ＳｙｓｔｅｍＡｒｃｈｉｔｅｃｔ还通过ｓｔｅｒｅｏｔｙｐｅｓ，ｔａｇｇｅｄｖａｌｕｅｓ，提供无限扩展功能。§３．４装备综合保障设计分析平台３．４．１装备综合保障设计分析系列软件装备综合保障中“五性”是指可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性。可靠性工程有两个作用：第一是在装备的设计开发过程中，是装备尽可能的可靠无故障；第二是记录装备的薄弱环节，预测在装备的使用过程中，将发生什么故障。而维修性工程的目的是为设计过程提供输入，以便使设计的装备易保障，尽量实现装备在最少的人力、最少的资源和最少的寿命周期总费用的基础上使用。保障性包含系统的设计特性和后勤保障资源，是装备实现正常运作的必要支持。安全性是为了保证装备在不造成人员伤亡，不危害人员健康和对环境造成破坏的情况下运行。最后测试性是为了能准确探知装备的运行状态，并隔离其内部故障的一种能力。装备的“五性”是装备综合保障设计阶段的灵魂，是一个装备设计所必需的五种基本要素。在实际设计过程中，如何定量化的衡量这些要素成了关键问题，这必然通过相关软件对其进行科学的分析。美国Ｒｅｌｅｘ公司就专门针对装备保障设计中“五性”的分析开发出一系列的软件产品，如图３．１所示。图３·１“五性”设计分析相关软件１．Ｒｅｌｅｘ软件平台：Ｒｅｌｅｘ系列软件是美国Ｒｅｌｅｘ公司出品的可靠性、维修性、安全性分析软件，是目前市场占有率最高的可靠性系列产品，其市场份额约占同类软件的８０％以上。Ｒｅｌｅｘ软件平台包含Ｒｅｌｅｘ和ＦＲＡＣＡＳ，并留有第三方软件接口，以便国防科学技术大学研究生院学位论文满足顾客的不同需要而进行简单的二次开发。Ｒｅｌｅｘ软件包含可靠性预计、马尔柯夫模型、故障模式影响及危害性分析、故障树分析、维修性预计系统优化和仿真、现场故障数据分析、全寿命周期费用分析和人因风险分析等模块。而ＦＲＡＣＡＳ是故障信息闭环管理系统，能提供完整的故障报告、分析和纠正措施，并可进行可靠度、可用度、失效率和平均故障间隔时间的计算和进行可靠性增长和费用分析。２．ＲｅｌＴｅｓｔ：可靠性试验的目的是发现装备的缺陷、改善装备的战备完好性，确保装备符合可靠性定量要求。ＲｅｌＴｅｓｔ是北京运通恒达科技有限公司在Ｒｅｌｅｘ的基础上，推出的环境应力筛选试验、可靠性增长试验和可靠性鉴定试验的综合管理软件，可对装备在试验环节的各个部分进行管理和监控。３．ＲｅｌＥｖａｌｕａｔｉｏｎ：ＲｅｌＥｖａｌｕａｔｉｏｎ是在国外现有的可靠性评估技术与方法的基础上，由北京航空航天大学系统工程系和北京运通恒达科技有限公司联合开发的可靠性评估软件。该软件结合我国近几年可靠性评估技术的成果及大型复杂系统的特点，系统的提出面向小子样大型复杂系统的可靠性评估技术，是一个工程实用的小子样大型复杂系统可靠性综合评估软件，是适应现代武器装备可靠性指标评估的软件工具。本软件支持基于变环境变母体的可靠性增长模型的环境折合系数法评估、后续试验规划与可靠性预测，同时支持传统的成败型经典法和Ｂａｙｅｓ法评估。实现了计算机辅助的综合可靠性评估、产品研制试验规划、可靠性预测以及装备研制过程中的试验数据信息管理等功能。本软件适用于各类武器装备和各种电子、机电、机械设备研制阶段的可靠性分析与评估。根据系统或设备的工作类型及研制特点，用户可选择于之相适应的评估方法进行可靠性评估。通过对实际数据的验证表明，利用本软件进行评估分析，其评估结果与产品的实际可靠性水平吻合，评估精度达到应用要求，是一种非常有效的可靠性评估工具。３．４．２装备综合保障设计分析系列软件二次开发分析Ｒｅｌｅｘ系列软件提供了第三方软件的标准接口，如提供了与Ｅｘｃｅｌ、Ｄｂａｓｅ、Ａｃｃｅｓｓ和Ｆｏｘｐｒｏ等标准数据库类型软件的双向接口；可从ＥＣＡＤ的Ｍｅｎｔｏｒ等软件导入产品模型、热分析结果等数据，简化了建模时的数据输入处理；并可与ＥＲＰ、ＰＤＭ资源管理软件进行信息共享。另外各模块间还有相应的数据接口，以实现所需数据的传递，减少数据输入。此外，Ｒｅｌｅｘ软件还提供了与ＬＳＡ的数据接口，以进行保障性分析。由于Ｒｅｌｅｘ软件不仅含有标准库而且可用用户自定义的数据库，对于简单的二次开发，用户可通过第三方软件的标准接口来完成。对于要从软件底层进行二次开发，可通过专业的软件进行。如北京运通恒达科技有限公司开发了Ｒｅｌｅｘ与Ｐｒｏｔｅｌ的直接接口，并自主开发了ＲｅｌＦＭＥＣＡ、ＲｅｌＦＲＡＣＡＳ、ＲｅｌＴｅｓｔ、ＲｅｌＥｖａｌｕａｔｉｏｎ，与北京理工大学合作开发了火工品数据管理与可靠性评估系统ＲｅｌＩＤＭ，为航天一院开发了可靠性试验设备故障管理软件等。第５３页国防科学技术大学研究生院学位论文§３．５装备保障态势惑知与预测仿真平台３．５．１装备保障态势感知与预测仿真系列软件随着传感器技术、网络技术、计算机仿真技术、多媒体技术和虚拟现实等技术的发展，由于装备测试和维修保障的需要，产生了装备保障态势感知与预测技术，形成了装备远程支援保障技术，并促使一系列装备保障态势感知与预测仿真软件的诞生。根据装备嵌入式诊断测试的数据，通过态势感知与预测仿真软件平台，可对装备的状态和环境进行仿真，在虚拟的环境里对装备保障进行分析和预测ｆ７４啪】。１．ＭＡＫ公司系列软件：美国ＭＡＫ公司推出一系列战场仿真软件，如ＶＲ．ＦＯＲｃＥＳ是ＭＡＫ公司推出的灵活易用的计算机兵力生成软件包；ＶＲ．ＬｉＩｌｌ【是各种模拟器和虚拟现实应用的ＨＬ～ＤＩＳ的开发工具包；Ｓｔｅａｌｔｈ提供基于ＨＬＡ／ＤＩＳ的高逼真三维战场场景的开发工具包；ＰＶＤ是仿真战场的实时二维态势显示开发工具包；Ｄａｔａ于ＨＬＡ应用互联的开发工具包等。２．ＣｒｅａｔｏｒＬｏｇｇｅｒ是高效易用的基于ＨＬＡ／ＤＩＳ的实时记录和回放工具包；Ｇａｔｅｗａｙ是基于ＤＩＳ应用和基Ｐｒｏ／Ｖｅｇａ：Ｃｒｅａｔｏｒ和Ｖｅｇａ都是Ｍｕｌｔｉｇｅｎ－Ｐｏｒａｄｉａｍ公司的软件产品，其中Ｃｒｅａｔｏｒ是该公司推出的虚拟建模工具，拥有ＴｅｒｒａｉｎＰｒｏ和ＲｏａｄＰｒｏ两个专业加强的模块，能将多边形建模和纹理贴图、矢量编辑和建模、地形地貌的生成集成在一起，快速生成面向仿真的逼真性好的大面积精确地形。建模过程中采用Ｃｒｅａｔｏｒ辅助软件工具Ｒｅａｄｕｓｇｓ进行中间处理，最终生成统一的数据格式文件，Ｃｒｅａｔｏｒ使用ＯｐｅｎＦｌｉｇｈｔ作为数据库统一格式，可保证对物体顶点和面的控制。Ｃｒｅａｔｏｒ为了适应不同类型地形的生成，提供了Ｐｏｌｙｍｅｓｈ、Ｄｅｌａｕｎａｙ、ＣＡＴ和ＴＣＴ四种不同的算法。Ｖｅｇａ将Ｃｒｅａｔｏｒ工具与高级仿真功能巧妙地结合起来，可以方便的创建、编辑、运行复杂的仿真。Ｖｅｇａ由图形环境Ｌｙｎｘ、完备的应用程序接口、应用库、声音库等组成，使视景仿真软件开发具有极大的灵活性。３．ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ：ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ是一个基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的三维地型数据库生成工具系列软件，能够将遥感图像、地型信息和矢量数据集于一体，便于使用，适合大型地型数据库的生成。如Ｎｅｖａｄａ飞行试验场、欧洲西部和整个美国地区的地型都是用ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ建立的。ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ和ＡｒｃＶｉｅｗ能够双向支持，ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ利用全球文件将读入到ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ程序中的图象进行地学标准化。ＡｒｃＶｉｅｗ是Ａｒｃｌｎｆｏ系列产品中地理信息浏览软件，Ａｒｃｌｎｆｏ是地理信息系统软件的一种，在后面一章我们将进一步说明。４．Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ：Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ是综合、开放的体系结构视景解决方案，可以很好的综合新的和传统的高逼真显示系统。ＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅＩＧｓ是由总共３２个同步的主要和辅助的视觉通道与包含所有所需的内在系统联通性和动力分配的子系统组成。Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ系统还包括ＩＧ控制系统，用来提供特殊的ＩＧ系统软件组件和ＩＧ外部交互仿真的接口。第５４页国防科学技术大学研究生院学位论文３．５．２装备保障态势感知与预测仿真系列软件二次开发分析ＭＡＫ公司推出的一系列工具都是工具包，这些工具包一般只具有的功能，而且大多数是不可直接使用，面向的就是进行二次开发，而对于单独的工具包，提供了在二次开发中设计的功能的一部分，将这些相互的具有独特功能的工具包经过二次开发，形成用户期望功能的整体软件。工具包一般采用控件编程的方式，有些还提供了一系列脚本，便于在编程中进行控制。我们可通过ｖｃ＋＋等软件开发工具平台，依据控件编程，实现对工具包功能的组合，满足不同的应用目的的要求。由于Ｃｒｅａｔｏｒ软件所支持的三维视景数据库数据格式和其他大众化三维建模软件的数据格式不兼容，而我军使用的大多数三维建模方面的软件都是大众化三维建模软件，致使Ｃｒｅａｔｏｒ在我军无法得到普及应用，这就使得必须进行数据格式转化。Ｃｒｅａｔｏｒ只支持ＤＦＤ，ＤＦＡＤ等数据格式，我们可通过Ｖｃ＋＋开发数据格式转化软件，对数据进行批量化格式转换，这样就可以解决数据格式不兼容的问题。对于Ｖｅｇａ建立的模型，经Ｌｙｎｘ界面定义生成ＡＤＦ文件后，可以在Ｖｃ＋＋中编程实现仿真。Ｖｅｇａ包含ＬｙｎＸ图形面板和标准的Ｃ语言应用程序接口，通过在ＶＣ中调用Ｖｅｇａ类库提供的这些ＡＰＩ接口函数来实现对Ｖｅｇａ的二次开发。而对于简单的二次开发，使用ＬｙｎＸ图形面板就可以进行图形式开发，这种开发方式直观易懂，便于操作。在进行程序设计开发时，可使用标准Ｗｉｎ３２应用程序控制台来调用Ｖｅｇａ函数实现实时仿真程序设计，也可以使用ＭＦＣ类库。另外Ｖｅｇａ还提供了一定数量的特定功能模块，如烟火、爆炸等，通过定义参数实现交互式的视景仿真，达到模拟战场的效果。ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ软件提供了与地理信息系统软件Ａｒｃｌｎｆｏ的接口，Ａｒｃｌｎｆｏ是美国ＥｓＲＪ公司的专业ＧＩＳ软件，其核心模块提供了一个工具包ＡｒｅＴｏｏｌｓ，可以完成基本的功能。Ａｒｃｌｎｆｏ提供了ＡＭＬ二次开发语言，而且还提供了开放开发环境（ＯｐｅｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ。ＯＤＥ），我们可通过ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ、ＶｉｓｕａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＢａｓｉｃ、Ｄｅｌｐｈｉ等软件开发平台对Ａｒｃｌｎｆｏ进行二次开发或直接使用ＡＭＬ语言对Ａｒｃｌｎｆｏ进行开发，然后再通过ＴｅｒｒａＴｅｒｒａＶｉｓｔａ提供的接口将Ａｒｃｌｎｆｏ二次开发转化到ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ中去。另外，如果拥有Ｖｉｓｔａ的源码，还可以通过底层编程的方法进行二次开发。§３．６综合保障技术应用支持平台３．６．１综合保障技术应用支持平台系列软件装备综合保障是一个大型的系统工程，而保障的过程又保罗万象，如何有效地进行综合保障管理和应用保障相关技术是一个比较困难的问题。对于这一类问题的技术难度较小，但是数据量大，处理起来比较困难。美国雷神公司的ＥＡＧＬＥ软件等能很好的处理保障信息，便于用户的搜索和查阅。１．ＥＡＧＬＥ软件：ＥＡＧＬＥ（ＥｎｈａｎｃｅｄＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｒａｐｈｉｃａｌＬｏｇｉｓｔｉｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）第５５页国防科学技术大学研究生院学位论文是一个强大的装备综合保障系统软件，从建立后勤数据和维护现有数据库到提供报告、技术手册等，提供了后勤保障完整解决方案。其中装备保障分析记录（ＬｏｇｉｓｔｉｃｓＡｎａｌｙｓｉｓＳｕｐｐｏｒｔＲｅｃｏｒｄ，ＬＳＡＲ）关系数据库提供了一个完整的后勤体系结构，该体系结构符ＳＴＡＮ合美用标准ＭＩＬ．ＳＴＤ一１３８８．２Ｂ、ＭＩＬ．ＰＲＦ．４９５０６和美国国防部标准ＤＥＦ００．６０。ＥＡＧＬＥ拥有一个完整的后勤保障数据库，用户可以按某种确定需求浏览数据库，该数据库将展示所需的特定的功能。其功能包含使用维修、供应规划、系统管理、后勤保障分析管理、备件建模、仓库管理、维修工作分析、保障设备、可靠性维修性可用性技术数据手册等。目前相对于其他同类软件其拥有两个特别的功能是：从后勤数据库自动生成技术手册和自动生成基于Ｗｅｂ的ＨＴＭＬ文件。２．ＡＩＭＳＳ软件：ＡＩＭＳＳ（ＡｄｖａｎｃｅｄＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ）提供了所有用户需要的创造、维护、发布功能和强大的ＩＥＴＭ功能，而且操作简单。面向对象的ＡＩＭＳＳ可以管理和维护多系统的数据。它增强了导入导出功能，并使数据操作更加简单。ＡＩＭＳＳ使用了最先进的ＸＭＬ链接技术，支持诊断测试，接收结果，自动转向适当的故障处理信息。通过与ＬＳＡＲ系统的接口可以从ＬＳＡＲ数据库提取数据或进行远程修改。３＿ＡＳＥＮＴ软件：ＡＳＥＮＴ（ＡｄｖａｎｃｅｄＳｐｅｃｉａｌｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋｅｄＴｏｏｌｋｉｔ）是一套能完成多种设计分析的综合工具包，包含可靠性预计、ＦＭＥＡ／ＦＭＥＣＡ、ＲＣＭＡ、测试性分析、可用度和维修性预计等。ＡＳＥＮＴ支持分散的用户同时进行操作。３．６．２综合保障技术应用支持平台系列软件二次开发分析上述三个软件均是美国雷神公司推出的软件产品，软件相对较简单，比较复杂的是数据库的实现等问题，总体来说开发的可行性不大，对于ＥＡＧＬＥ和ＡＩＭＳＳ软件我们可以通过二次开发使其运行界面具有针对性，具有更好的人机交互界面。而ＡＳＥＮＴ提供了一系列功能的工具包，我们可以通过二次开发将相关功能的控件嵌入到系统中完成该系统的相对功能，也可以直接对ＡＳＥＮＴ软件工具包对应的单项功能进行开发。§３．７本章小结本章对综合保障工程工具软件开发和管理平台、综合保障体系结构研发平台、装备综合保障设计分析平台、装备保障态势感知与预测仿真平台以及综合保障技术应用支持平台等系列软件进行了简要的总结，分析了该系列软件二次开发的可行性，为装备综合保障相关软件的使用和进行装备综合保障相关软件的二次开发打下基础。第５６页国防科学技术大学研究生院学位论文第四章基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策及其编程实现§４．１概述’在第二章我们分析了基于ＧＩＳ的保障资源管理可视化技术，从理论上分析了ＧＩＳ技术在装备综合保障中的应用；在第三章我们相应的对装备保障态势感知与预测仿真平台系列软件进行了介绍并对其二次开发可行性进行了分析，明晰基于ＧＩｓ进行开发的可行性。而本章将在ＶＣ十＋平台下，通过对国产软件ＳｕｐｅｒＭａｐ提供的组件进行二次开发，编程实现基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策的部分功能。我们知道，一切军事行动都是在一定的地理环境中进行的，地理环境对军事行动有着极其重要的影响与作用。随着人类社会向信息化迅速发展，未来高技术战争中信息对抗的含量将越来越高，特别是高技术条件下的局部战争，由于战争爆发突然，战争进程加快、战机稍纵即逝等特点，对作战指挥的时效性有了更高的要求，指挥决策智能化、作战指挥自动化、武器装备信息化成为未来战争取胜的关键。在这种情况下，ＧＩＳ在军事上的应用越来越广泛。ＧＩＳ在军事上的应用称为军事地理信息系统（ＭｉｌｉｔａｒｙＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ．ＭＧＩＳ），是在计算机软硬件的支持下对军事地形、资源和环境等空间信息的采集、存储、检索和分析的技术系统。ＧＩＳ在装备综合保障方面的应用主要有态势感知与标绘、综合信息查询等【７”。如图４一ｌ所示。Ｇ璐拄木在装备壕合保障中的应用蓉统曩讯者势矗知毒势标肇｛壤合蠢诲ｌ辅助挟簟ｌ麻撼丽’基于的调应管ｌｌｉ鲫麓鲁都署考人员击亡杏弹‘鸯精糟考势保●戎心标肇肇‘＾；，鲁量ｌ带蕾ｌ摹童｝卫■ｌ葬＋Ｉ■ｆＩ仓Ｉ药蕾●，量Ｉ证ＩＩ库ｌ二盏：二ｌ膏ｌＩ建ｌｌ优ｌ１优ＩＩ径｜Ｉ址ｌ。：势’务示，示；示：ｌ化¨让｝’；６１ｓｌｔ据橐最早台空甸蠹据库驻鲁综合吲章麓据库图４－ｌＧＩＳ技术在装备综合保障中的应用第５７页国防科学技术大学研究生院学位论文在１９８７年在美军成功运用的ＡＮ／ＭＹＱ．４Ａ作战后勤保障控制系统（ＣｏｍｂａｔＳｕｐｐｏｒｔＣｏｎｔｒｏｌＳｅｒｖｉｃｅＳｙｓｔｅｍ，ＣＳＳＣＳ），是一个特殊的电子信息系统，该系统暴露出缺乏ＧＩＳ的保障系统的一系列缺点。在１９８９年美国国防制图局投入了大量的人力和物力来研究开发ＭＧＩＳ，目前已经建立了全球空间信息服务（ＧｌｏｂａｌＧｅｏｓｐａｔｉａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＳｅｒｖｉｃｅ，ＧＧＩ＆Ｓ）系统，成为美事情报的一个基础设施。在美军（２０２０联合构想》中，重视发展“全资可视化”技术，使得ＭＧＩＳ得到了近一步的应用。目前，美军在ＧＩＳ、ＧＰＳ等技术的基础上，已经成功开发并应用的系统有全球作战保障系统（ＧｌｏｂａｌＣｏｍｂａｔＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ，ＧＣＳＳ）、库存控制点自动化信息系统（ＩｎｖｅｎｔｏｒｙＴｏｔａｌＡｓｓｅｔＣｏｎｔｒｏｌＰｏｉｎｔ，ＩＣＰ）、陆军全资可视化系统（Ａｒｍｙ（ＧｌｏｂａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙ，ＡＴＡＶ）、全球运输网络ＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ，Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＧＴＮ）、决策保障系统（ＤｅｃｉｓｉｏｎＤＳＳ）、物流系统协调的自动化信息（ＴＣ．ＡＩＭＳＩＩ）和物流跟踪系统（ＭｏｖｅｍｅｎｔＴｒａｃｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＭＴＳ）等。ＧＩｓ（地理信息系统）是一种为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的多种学科交叉领域，以地理空间数据库（ＧｅｏｓｐａｔｉａｌＤａｔａｂａｓｅ，ＧＤ）为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息。地理信息系统处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图象数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。地理信息系统从总体上分为工具型地理信息系统和应用型地理信息系统两种。工具型ＧＩＳ是指具有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包，它常被用作应用型ＧＩＳ的系统开发平台。应用型ＧＩＳ是在特定的工具型ＧＩＳ基础上，经过二次开发而得到的适合于一定应用目的的ＧＩＳ系统。随着ＧＩＳ技术产业化发展，各种ＧＩＳ平台系统层出不穷，目前较为通用的ＧＩＳ软件平台主要有美国ＥＳＲＩ公司的ＡｒｅＧＩＳ系列产品、Ｍａｐｌｎｆｏ公司的ＭａｐＩｎｆｏ、Ｂｅｎｔｌｅｙ公司的ＭｉｃｒｏＳｔａｔｉｏｎ、ＩｎｔｅｒＧｒａｇｈ公司的ＭＧＥ和ＧｅｏＭｅｄｉａ系列产品；国内有北京超图公司的ＳｕｐｅｒＭａｐ、武汉测绘科技大学的ＧｅｏＳｔａｒ、武汉地质大学的ＭａｐＧＩＳ等产品。现在，随着ＧＩＳ技术在军事上的应用越来越广泛，通过ＧＩＳ技术的应用，可实现保障资源的可视化：实现保障态势的仿真化：实现保障决策的最优化等。通过ＧＩＳ技术，指挥决策部门可以对敌我双方的装备分布、保障资源分布等信息有直观准确的了解，还可以采集、统计相关信息，减少决策失误。ＧＩＳ技术在装备综合保障的应用较多，如路径优化、仓库选址、基于ＧＰＳ的调度管理、战场态势仿真、保障资源消耗监控及预测、保障文书的生成等。本章将就ＧＩＳ技术在综合保障辅助优化决策中比较基础的应用如路径优化、仓库选址和一些其他的保障辅助优化决策进行分析并在Ｖｉｓｕａｌｃ＋＋平台上基于ＳｕｐｅｒＭａｐ０ｂｊｃｏｔｓ组件进行实现。第５８页国防科学技术大学研究生院学位论文§４。２基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策系统现代战争，装备、物资、以及位置等信息变化频率也相当快，如何从纷繁复杂的数据中提取重要的信息，高效利用基础静态数据和实时动态情报，生成装备保障态势图，辅助快速制定装备保障计划和方案，是改善装备保障指挥效率的关键。基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策系统主要是针对静态数据进行分析。辅助制定保障计划方案，提高装备信息化水平。４．２．１系统组织结构我们基于ＶｉｓｕａｌＣ＋＋软件开发平台上开发基于ＧＩＳ组件的装备综合保障辅助优化决策系统，系统的组织结构如图４．２所示。本系统分为两部分，一部分是数据库管理，实现辅助优化决策的相关信息的获取、传输和存储，该数据库可与装备综合保障公共数据环境共享数据资源；另～部分是辅助决策，该部分是本系统的主体，目的是实现最短路径优化、仓库选址优化、物资消耗的监控与预测和保障方案生成等辅助决策功能。＾机空互，｜田Ｉ蠹据库管理ＩＩ！Ｉ离自由掣掣掣矗据矗音卜－—一鼋㈦闺事馨鲁埠台慑＿岔幕教据库图４－２系统组织结构我们采用北京超图公司的ＳｕｐｅｒＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ系列组件中基础的图形操作组件和专门针对军事应用的组件来进行开发。北京超图公司ＳｕｐｅｒＭａｐ系列产品是我国自主研发的地理信息系统分析和设计开发软件。ＭＧＳ是北京超图公司的专门针对于军事应用的组件式ＧＩＳ开发工具包，主要包含应用程序和工具类（图形系统桌面程序、军标符号制作工具和ＧＩＳ数据准备工具＞、基础组件类（数据管理、图形显示组件、军标扩展对象组件和通信组件）、适配器类（ＳｕｐｅｒＭａｐ适配器和ＭＯ适配器）、应用控件类（图形对象管理器、自定义军标面板控件、时序动作属性控件、军标属性面板控件和索引图）、扩展组件类（时序组件库、军交格式数据转换组件、协同方案组件和协同第５９页国防科学技术大学研究生院学位论文标绘组件）等部分，支持当前流行的快速开发工具，可以与Ｏｒａｃｌｅ、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ稳定的结合。其空间数据组织结构如图４．３所示，所用到的组件如表４．１所示。其中地图的打开、保存、浏览等操作在组件中已经提供了相应的类．只要调用相应类的成员函数就可以实现地图的基本操作，调用拓扑运算对路径网络进行处理和使用针对军事的组件进行标绘和显现。当窜冀”毡亭亭团～＠＠⑤旷图４－３ＳｕｐｅｒＭａｐ数据组织结构压组件名称功能用于数据的组织和管理，包括数据库和图形的管理，提供了图形核心组件工作空间、数据源、数据集、标绘图、标绘图层等对象。还提供了对基本的几何对象以及投影对象的支持，同时提供数据查询和更新的编程接口。图形显示组件图形显示组件用于图形的显示、输出和编辑。该组件能够以可视化控件或相关的图形对象接口的形式提供图形的显示、配置和交互式编辑功能。军标扩展对象库的主要功能是以ＣＯＭ接口的形式提供点、军标扩展对象库线、标注等各种标号对象，使用户能通过ＣＯＭ接口的相应方法对标号的坐标属性、显示风格以及其他属性进行访问和设置。此外还提供了军标目录树控件和军标面板控件等可视化控件用以显示军标库结构和库中的军标。图形对象管理器是一个用于管理标绘图图层和标号对象的图形对象管理器控件可视化控件，对象管理器在和图形控件建立连接时能够自动显示当前图形窗口中的图形和标号，并能够通过交互式操作来控制图层顺序和属性，以及对标号进行操作。能够与图形显示控件建立连接后显示图形控件中地图缩略图并设置图形控件范围的可视化控件。军标属性控件是一个用于显示和修改各种标号风格的可视索引图控件军标属性面板控件自定义军标面板控件化控件。用于按照应用需求制作军标模板的可视化控件。第６０页国防科学技术大学研究生院学位论文４．２．２辅助优化决策系统框架的实现１．系统界面：在登陆系统后，我们打开一幅使用军事标绘图标标绘过的地图，系统界面如图４—４所示：图４－４系统主界面图４．５系统相关功能２．系统功能及基本操作的实现：图４．５是系统菜单，上面显示的是我们可对系统的一些操作。对于打开地图、关闭地图、保存地图和选中、放大、缩小、漫游、全屏显示以及距离查询等功能，已经封装到ＳｕｐｅｒＭａｐ组件中，我们只需要简单的调用就可实现。如地图索引应用ＭＧＰＯｖｅｒＶｉｅｗ（索引图形控件），分别连接ｇｏＧｒａｐｈｉｃＣｔｒｌ（图形显示控件）和ｇｏＷｏｒｋｓｐａｅｅ（工作空间），即可以实现ｇｏＧｒａｐｈｉｅＣｔｒｌ所容纳的地图的索引功能。调用方法如ＧｒａｐｈｉｅＣｔｒｌ．Ａｃｔｉｏｎ＝ｓｅａＺｏｏｍＯｕｔ实现放大、ＧｒａｐｈｉｃＣｔｒｌ．Ａｃｔｉｏｎ＝ｓｃａＺｏｏｍｌｎ实现缩小等。§４．３基于ＧＩＳ的最短路径优化最短路径是完成选择最优装备保障运输路线的智能辅助决策，目前，保障物资的运输最常用的是通过铁路和公路运输，其仍然是基于静态路径信息的传统地面运输方式，运输路径的选择对运输效果的影响很大，为了优化运输路径，节约时间和成本，我们有必要对路径网络进行分析。另外，路径信息是诸如库存控制点自动化信息系统、全球运输网络、物流系统协调的自动化信息、物流跟踪系统和仓库选址优化等系统和技术的基础，对于路径信息的分析有助于该系统的优化和技术的实现ｆ７扣７９Ｊ。４．３．１路径优化目的和问题分类在运输中，选择的标准有路程最短、成本最小、可靠性最高、时间最短、路面容量最大等。另外路径的选取还和仓库的位置分布有关，这就和下一节的内容是相辅相第６Ｉ页国防科学技术大学研究生院学位论文成的关系。对于多目标的最佳路径优化问题是一个ＮＰ难问题。路径网络一般含有很多节点，节点之间可能含有多条路径，这是使得路径优化变得复杂的原因。我们可以通过ＳｕｐｅｒＭａｐＤｅｓｋｔｏｐ处理地图使得路径所需包含的信息，然后ＳｕｐｅｒＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ系列控件在程序中实现对路径信息的访问、更改和储存，并在路径优化中进行调用。最短路径优化是路径优化中最简单最基础的优化方式，该优化方法强调的是路径的长短，并可引伸到费用最小、时间最短等其他路径优化上。对于路径网络来说，最短路径是设定起点，经过一系列路径节点最终到终点的累积行程最短的路径。对于不同的研究，可把最短路径问题划分为不同的类，但是大体上有三类：一对一、一对多、多对多。对于一个路径网络，有人可能需要找到从某个起点到路径网络中的所有其他节点，这就是单起始点最短路径优化问题，形成从起点到路径网络中其他所有节点的最短路径形成了最短路径树，涵盖了路径网络中每个节点。另外一个类型是找出路径网络中所有节点之间的最短路径，即是所谓的任意两点间最短路径优化问题。解决任意两点间最短路径问题的其中一种方法是依次把路径网络中的各个节点作为起始点，通过解决单起始点最短路径优化问题的方法来解决任意两点最短路径的优化问题。Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法是一种高效的解决正加权且为实值链接费用的有向路径网络单起始点最短路径优化问题的方案，现在的许多最短路径算法都是基于Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法演变而来的。另外还有相对简单的一对一的最短路径问题，必须指明起始节点和目的节点。在最坏的情况下，这种问题的时间复杂度和单起始点最短路径问题相同。对于多目标综合优化的问题，我们可以通过一定的变换将最短路径优化问题移植到最小时间、最小费用、最大容量等优化方式上。对于多种优化联合，我们可以将其简化，通过专业人士设定每种优化在路径优化中的权重，我们通过各种优化权重可以得出路径的联合权重值。下面我们将着重把最短路径优化进行详细的分析，然后拓展到多目标路径优化问题上。最短路径和仓库选址都是基于路径优化算法，为了较好的实现最短路径和仓库选址优化，我们有必要对路径优化算法进行研究。４．３．２路径优化算法分类分析最短路径问题按照求解目标的不同、基础道路网络特征不同以及求解策略的不同有多种分类方式。依据求解目标不同，最短路径问题可分为单源最短路径问题及全源最短路径问题两种，而单源最短路径问题具有普遍意义。单源最短路径问题的算法很多，范围涉及基于条件的深度优先搜索算法、基于有向无环图的动态规划法、基于邻接矩阵的Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法，以及最大相关边法、最大相关点法、基于邻接表的Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法和Ａ·算法等。采用贪婪启发策略的Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法是目前己知的理论上最完善的算法，得到广泛的普及和应用。而Ａ·算法由于其算法简单、运算快捷等特点，在路径规划领域也得到了广泛的关注和发展。而全源最短路径问题，主要采用Ｆｌｏｙｄ算法。装备保障运国防科学技术大学研究生院学位论文输路径规划问题实质上是单源最短路径问题。依据基础道路网络特征的不同，最短路径问题可以分为静态最短路径和动态最短路径问题。静态最短路径的约束条件是外界环境不变，上述诸算法中Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法、Ａ·算法属于静态最短路径算法。动态最短路径是外界环境不断发生变化，典型的有Ｄ·算法和基于遗传算法的各类衍生算法，美国火星探测器核心的寻路算法就是采用Ｄ·算法。装备保障运输路径规划问题属于静态最短路径问题。依据求解策略的不同，最短路径问题可以分为穷举法（盲目搜索方法）、动态规划法和启发式搜索方法。穷举法包含深度优先与广度优先两种搜索算法，其实质是对图中路径进行遍历，单纯应用深度优先或广度搜索策略的最短路径算法，其效率将随着交通网络的扩大迅速降低。此外因为要求在遍历过程中到达目标节点即返回，此类算法不能保证所得到的路径是最佳路径。动态规划法是一种步进式搜索方法，要求每一步都必须距目标更近，即不得再反方向搜索，更适合于栅格数据中的路径搜索。启发式搜索方法是一种首先对最有希望的节点进行搜索的搜索策略。在计算机搜索算法中，启发式策略指通过一定知识进行搜索，即通过选定一种评估函数，在搜索过程中的每一步，寻找评估函数得分值最高的节点作为下一个搜索扩展节点。启发式策略有很多种，如贪婪策略、方向策略、区域策略、层次策略等。Ｄｉｊｋｓｔｒａ和Ａ·算法都属于启发式搜索。１．Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法：Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法是荷兰数学家Ｅ．Ｗ．Ｄｉｊｋｓｔｒａ于１９５９年提出的标号设定法（ＬａｂｅｌＳｅｔｔｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ），也称之为Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法，是个按路径长度递增的次序产生最短路径的算法，是目前理论最完善，迄今为止应用最广泛的非负权值网络最短路径算法。其基本思想是：假设网络Ｄ（Ｖ，４）每个节点ｖｆ都有一对标号＠，见），其中一是从起点ｖ。到该点的最短路径长度，ｎ则是从起点ｖ，到该点的最短路径中的Ｈ前一节点。其基本过程是：（１）初始化：起点赋初值ｄ。＝０、以为空，其他所有点Ｚ＝ｍ，标记点ｋ＝Ｊ；（２）距离计算：计算从所标记的点ｋ到与其直接相连的所有其他未作标记的点ｉ的距离名，并令４＝ｒａｉｎ［ｄ，，以＋屯】；（３）选取下一点：从上述节点集中，选取谚最小所对应的点作为最短路径中的下一连接点，，并作标记；（４）找到．，的前一点：从已标记的所有点中，找到直接连接点．，的前一点ｆ．，并令Ｊ＝ｉ’作为前一点；（５）标记点，；如果所有的点均已标记，则最短路径寻找结束；否则，记ｋ＝Ｊ，转第二步继续。该算法可得到从起点到其他任何节点的最短路径，时间复杂度为Ｏ（ｎ２）。Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法是针对有向图的单源点最短路径分析算法，这在本系统存在一定的问题，由于对于绝大多说路径，都是双向的，如果我们直接采用Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法，就不第６３页一定搜索到最短路径。马擘０辫国防科学技术大学研究生院学位论文≮ｉ·３一｝、／（ａ）弋？、广３一≥ｙ／（ｂ）图４．６有向图和无向图最短路径比较例如图４．７所示，对于有向图（ａ），我们容易看出最短路径是Ｉ＋３＋１０＝１４：而对于无向图（ｂ），最短路径是ｌ＋３“＋５＝１３。故如果我们直接采用Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法来进行最短路径搜索的话，并不能得到最优解。为了解决这个问题，我们必须对Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法进行修改，使之适应无向图的最短路径搜索。在Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法中，将路径节点分成已知节点、临界节点和位置节点，不同类型的节点具有不同的标识，通过这些节点不同的标识决定对某些节点的遍历，从而进行有向图最短路径的搜索。对于无向图的节点ｉ和．；来说，他们之间的路径相当于ｉ．＞ｊ和ｊ－＞ｉ的有向图的组合，我们可以把无向图通过这种方式化为有向图采用Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法进行最短路径搜索。２．Ｆｌｏｙｄ算法：Ｆｌｏｙｄ算法是用来求出网络中任意两点间的距离的算法，相当于对于路径网络进行了ｎ次Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法的结果。经典Ｆｌｏｙｄ算法是针对有向图网络进行的。Ｆｌｏｙｄ算法的基本思想：（１）利用二维数组Ａ［１…ｎ１】【１．．ｎ．１】，Ａ【ｉ】［ｊ】记录当前ｖｉ到ｖｊ的最短路径长度，数组Ａ的初值等于图的临界矩阵：（２）集合ｓ记录当前允许的中间顶点，初值Ｓ＝ｏ；（３）依次向Ｓ中加入ｖＯ，ｖ１．”ｖｎ－ｌ，每加入一个顶点，对Ａ【ｉ】［ｊ】进行一次修正：设Ｓ＝｛ｖ０，ｖｌ…ｖｋ—ｌ｝，加入ｖｋ，贝ｑＡ（ｋ）【ｉ】Ｄ】＝ｒａｉｎ｛Ａ（ｋ—１）［ｉ】Ｄ】，Ａ（ｋ－１）【ｉ］［ｋｌ＋Ａ（ｋ－１）【ｋ】Ｄ】｝。Ａ（ｋ）［ｉ】【ｊ】的含义：允许中间顶点的序号最大为ｋ时从ｖｉ到ｖｊ的最短路径长度。Ａ（ｎ．１）【ｉ】［ｉ】就是ｖｉ到ｖｊ的最短路径长度。对于Ｆｌｏｙｄ算法和进行ｎ次的Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法一样，时间复杂度均为Ｏ（ｎ３）。Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法经过改进也可计算两点间的最短路径，并且效果较好。据统计，目前提出的此类最短路径的算法大约有１７种。Ｆ．ＢｅｎｊａｍｉｎＺｈａｎ等人对其中的１５种进行了测试，结果显示有３种效果比较好，它们分别是：ＴＱＱ、ＤＫＡ以及ＤＫＤ，其中ＴＱＱ算法的基础是图增长理论，较适合于计算单源点到其他所有点间的最短距离；后两种则是基于Ｄｉｊｋｓｔｒａ的算法，更适合于计算两点间的最短路径问题【８们。４．３．３最短路径优化的实现路径优化的核心是通过ＳｕｐｅｒＴｏｐｏ控件对地图中的路径网络进行拓扑处理，去除冗余点和删除短弦线等，使路径网络合理化，然后选择最短路径因素并设置其权值（如第“页国防科学技术大学研究生院学位论文图４·８所示），再对处理后的路径网络通过Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法进行优化，路径优化的流程如图４．７所示。图４．７路径优化流程如图４．９所示，图中红线是我们在上述权值设定下选择了起始点和终点后生成的最优路径，而蓝线表示的是两条次优的路径。图４．８路径优化因素权值设定图４．９最短路径优化结果§４．４基于ＯｌＳ的仓库选址优化对于保障来说，仓库是保障资源的集中存放地点，根据需要向一线单位提供保障，一个仓库可能同时保障许多地理位置不同的单位，许多仓库联合对一个区域的装备后勤工作进行保障。这时仓库的地理位置必须经过合理优化，以便节省输送费用和缩短保障等待时间。仓库优化选址是在最短路径优化的基础上得到的，在仓库选址的时候，是基于任意两点之间的最短路径优化形成的，而一旦仓库建立，又是单源点的最短路径优化问题。对于多仓库对于多单位的保障是个ＮＰ难的问题，这涉及到多仓库之间的匹配问题和仓库与各个被保障的单位之间的诸如远近、时间、所需运输费用、安全性等路径问题，此外还要考虑到供给的备件的类型，所需要的运输条件和运输费用等。对于多仓库对多单位保障的问题可以进行简化和假设前提条件，根据专家的经验知识，给出各个权值的大小，然后统一计算成一个综合权值，使用Ｆｌｏｙｄ算法或改进的Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法进行实现。第６５页国防科学技术大学研究生院学位论文４．４．１仓库选址方法分析对于仓库的选址方法，我们采用层次分析法进行分析，层次法较关联矩阵法、遗传算法和ＷＳＭＰ（仓库策略管理规划）等仓库选址分析法要简单，层次明确，便于分析，对简单仓库选址问题的效果也较好。层次分析法（ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ．ＡＨＰ）是美国运筹学家Ｔ．Ｌ．Ｓａａｔｙ在２０世纪７０年代提出的一种定性和定量分析相结合的多目标决策方法。他充分利用了经验知识并予以量化，进而对决策方案优劣进行排序。在此我们给予仓库勤务专家知识，在系统分析的基础上，考虑仓库选址原则，构造层次分析图，再把各层次中的诸因素进行量化处理，得出各因素的相对权重，直至计算出方案层各个方案的相对权重，根据这些权重进行优化得到最佳的选址方案。在我们进行仓库选址的时候，需要考虑以下几个因素：运输成本、运送时间、安全问题、路程远近、备件类型等，具体如图４．１０所示。／７、／仓库、＼选址／费用ｌ因素Ｉ仓库建设费用Ｉ时间因素ｌＩ安全因素｛Ｉ距离因素ｌＩ其他因素蓁ｌｌ蓁ｌＩ霉ｌＩ萋Ｉｆｉ薹ＩＩ蓁ＩＪ莲篓ＩＩ茎骣图４－１０仓库优化选址层级分析结构图表４．２划分重要度等级重要度ｌ３５７９雏我们对上述五个因素设置权重，对于本问题传统的权重设置是分１到５个等级。层次法摒弃了传统的赋值习惯，采用对各影响因素赋相对重要程度比率，然后将影响因素的比较结果综合起来，得到影响因素的综合权重，避免违背测量标准尺度准则。通过以上分析，我们给出相对权重的重要度等级表，如下表所示：定义Ａ和Ｂ具有同等重要性Ａ相对于Ｂ稍微重要Ａ相对于Ｂ重要Ａ相对于Ｂ重要的多Ａ相对于Ｂ极端重要介于该数值两侧数值代表重要度之间２、４、６、８第６６页国防科学技术大学研究生院学位论文对于相对重要度等级的划分，并不是要求一定是ｌ到９这九个整数中的一个，我们可以根据其相对重要度任意设置数值，数值的大小要在Ｏｒｌ０之间。通过以上重要度的划分，对于本系统我们假设出该５个影响因素的重要度对比表（保留四位小数）。表４．３仓库选址影响因素重要度对比表费用因素费用因素时间因素安全因素距离因素其他因素１．０００００．２０００ｌ－５００００．６００００．８０００时间因素５．００００１．００００５．００００３．００００４．００００安全因素０．６６６７０．２０００１．０００００．５００００．６０００距离因素１．６６６７Ｏ．３３３３２．００００１．００００２．００００其他因素１．２５０００．２５００１．６６６７０．５０００１．００００为了求出各影响因素的相对权重，我们需要对重要度对比表进行均一化处理。假设重要度对表表的元素为乃，均一化方法是钆＝呀，∑％，就是每一个数值除以该数值所在列的和。然后将每一行数值取平均，就得到该彩响因素的综合权值，最终所有影响因素的综合权值的和应该为ｌ。根据此方法的得到均一化矩阵如下：表４．４标准重要度和权值费用因素费用因素时间因素安全因素距离因素其他因素０．２４３９０．０４８８０．３６５９０．１４６３０。１９５１时间因素０．２７７８０．０５５６０．２７７８Ｏ．１６６７０。２２２２安全因素０．２２４７Ｏ．０６７４０．３３７１Ｏ．１６８５０．２０２２距离因素Ｏ．２３８１０．０４７６０．２８５７Ｏ．１４２９０．２８５７其他因素０．２６７９０．０５３６Ｏ．３５７ｌＯ．１０７１Ｏ。２１４３综合权值０．２５０５Ｏ．０５４６０．３２４７０．１４６３０．２２３９最后我们根据均一化后各影响因素的综合权值，进一步对权值进行处理，生成各因素的总体评价，将总体评价值存储到路径信息中，利用Ｆｌｏｙｄ算法，编程实现仓库优化选址。４．４．２仓库选址优化的实现在我们实现仓库选址优化之前，首先假设各单位需求的物资资源相同，对于物资资源的需求量也相同，这样我们简化了仓库选址的问题，便于编程实现仓库选址优化。另外，我们不对多仓库的综合选址优化进行研究，仅对单仓库的选址问题进行实现。仓库选址首先进行影响因素重要度的对比设置，如图４．１ｌ所示，然后程序内部对其进行归一化处理，转化为综合权值，形成各影响因素的总体评价。然后再利用Ｆｌｏｙｄ算法实现加权路径网络的仓库优化选址。为了便于仓库选址的实现和显示，我们仅选择一幅拓扑运算后的路径网络图来进行分析，该路径网络图经过层次分析后图中路径属性中已经包含了所有需要的信息。另外为了使用Ｆｌｏｙｄ算法进行仓库选址，我们假设仓库必须选在路径节点上，这就使得仓库选址存在一定的局限性。选址结果如图４．１２所示，蓝色点代表需保障的单位，第６７页国防科学技术大学研究生院学位论文红色点代表仓库选址结果。图４－ｎ仓库选址对比重要度设置图４－１２仓库选址结果§４．５其他综合综合保障优化决策辅助手段基于ＧＩＳ技术的装备综合保障辅助优化决策不仅包含最短路径优化和仓库优化选址，而且包含如物资消耗监控与预测、保障文书的生成等优化决策辅助手段。４．５．１物资消耗监控与预测现代的战争，作战强度更高，战斗节奏更快，战场环境残酷，战争消耗量大。器材、备件、弹药、油料等各种物资的保障对战斗结果有很大影响，为此就必须对各种物资的消耗进行预测和评估以便及时主动地响应保障需求。战争物资消耗是一个复杂的问题，对于各种战斗来说，影响战争物资消耗豹因素很多，如战争强度、战斗类垄、作战样式、战斗持续时间、参战兵力兵器数量、武器技术性能、战术的运用以及敌人的兵力兵器情况、自然地理条件等。物资消耗预计可通过总结以往作战物资消耗情况，从中找出对应不同行动的物资消耗趋势，并根据未来作战物资消耗的特点，采用现代的科学预测方法，预计消耗量，从而为拟制物资储备计划和物资保障计划提供科学的依据，增强保障的主动性。科学、准确的预计需要的各种物资数量，不仅决定物资保障力量的筹集、编组和配置，而且直接影响物资筹措、储备、补充和战场管理的组织实施，是组织实施物资保障的重要依据。物资需求量预计的范围：通常包括作战消耗量、损失量和机动量。通常在作战消耗量的基础上，增加一定比例的损失量和机动量，即为物资需求量。４．５．２保障文书生成拟制保障文书是装备保障指挥的重要内容，如何改造传统手工作业方式，提高保障文书计划等拟制的自动化程度，对于提升装备保障的信息化水平，增强指挥效率都有积极的促进作用。目前保障文书辅助生成方式大体有两种：基于模板的生成技术和自然语言生成技术。第６８页国防科学技术大学研究生院学位论文基于模板的生成技术，即把文书制成模板，固定不变的情况设置为常量，需要变动的情况设置为变量。在拟制文书时，参谋人员只需对预设的情况进行填空，这种方法大大减少了工作量，提高了效率，但是也存在一些缺点：格式固定、应用范围窄、推广性差、信息量小且不全面等。自然语言生成（ＮａｔｕｒａｌＬａｎｇｕａｇｅＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＮＬＧ）技术，是自然语言处理中非常活跃的一个领域，它是研究计算机程序如何根据信息在计算机内部的表示生成一段高质量的自然语言文本，并且使生成的文本与人工文本比较接近，形式多样，满足用户需求，并能根据外部的变化而作相应的调整，该技术体现了在保障文书生成中的优势。保障文书生成的主要思想是根据用户的输人信息，由文本规划器规划出所要生成信息的深层含义，再由文本实现器将规划的结果转变成自然语言文本。Ｒｅｉｔｅｒ根据开发自然语言生成系统的实践发现，尽管生成系统的理论背景多种多样，但系统各个模块的任务、模块间的相互作用却惊人地相似。Ｒｅｉｔｅｒ正是从这一点出发提出了ＮＬＧ的体系结构，该结构被称为标准的流水线体系结构，为开发面向应用的生成系统提供了通用框架，便于进一步的开发【８¨。§４．５本章小结本章简要介绍了ＧＩＳ技术和ＧＩＳ在军事上的应用，通过调研给出了ＧＩＳ在装备综合保障中的应用简图，该图对ＧＩＳ在综合保障中的应用领域进行了分类。本章重点针对基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策进行分析，明晰辅助优化决策在综合保障中的作用和地位，研究最短路径和仓库选址优化的途径，并通过编程实现最短路径和仓库选址优化。第６９页国防科学技术大学研究生院学位论文第五章总结与展望§５．１全文总结现代的高技术局部战争对装备保障的依赖越来越强，装备综合保障已经成为保持装备的战备完好性和降低全寿命周期费用的关键因素。装备综合保障的最终目标是在可承受的寿命周期总费用下，实现装备系备完好性和战时能持续的完成规定任务。基于此，本文对装备综合保障关键技术进行研究，并对装备综合保障相关软件进行了分析，最后分析了基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策并对其部分功能进行编程实现。本文研究结果如下：１．通过对国内外装备综合保障进行大量的调研，了解装备综合保障的现状，分析综合装备综合保障的特点和发展趋势，并通过大量文献的调研总结和相关技术的研究分析，将装备综合保障关键技术分为总体技术、方案设计、试验验证和作战运用等四个方面进行分析，首次在全寿命周期的基础上尝试建立装备综合保障关键技术体系；２．通过对装备综合保障相关软件的试运行并进行评估和对软件相关资料的分析，结合部分学术论文，根据各软件的功能特点，将软件划分为综合保障工程工具软件开发和管理平台、综合保障体系结构研发平台、装备综合保障设计分析平台、装备保障态势感知与预测仿真平台和综合保障技术应用支持平台五大类进行分析，突出其在装备综合保障中的应用，并对软件二次开发的可行性和途径进行了分析；３．分析了ＧＩＳ技术及其在装备综合保障中的应用，通过大量的调研总结建立了ＧＩＳ在装备综合保障的应用的基本框架，重点研究基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策，并在ＶｉｓｕａｌＣ＋＋软件开发平台上对辅助优化决策的最短路径优化和仓库选址优化进行了实现。§５．２研究展望本文是在装备综合保障关键技术还没有被公开进行系统研究的背景下进行研究的，在基础框架上没有前人可以借鉴，在摸索中初步探究了装备综合保障关键技术体系。因此论文有如下一些问题需要进行进一步的研究：１．进一步研究装备综合保障关键技术，结合我军装备综合保障的特点，形成比较完整的装备综合保障关键技术体系；２．在最后本文对ＧＩＳ技术在装备综合保障中的应用进行总结和分类，给出ＧＩＳ在装备综合保障中的应用框图，由于时间和工作量的关系，仅对基于ＧＩＳ的装备综合保障辅助优化决策的部分功能进行了实现，更进一步的工作可根据该框图给出的模型，建立基于ＧＩＳ的装备综合保障管理系统，形成比较完整的应用系统。第７０页国防科学技术大学研究生院学位论文致谢硕士生涯即将结束，首先要感谢我的导师徐永成副教授。在我这三年的硕士生涯中，生活上徐老师给了我无私的关怀，学习上徐老师指引我循序渐进，科研上徐老师教会我严谨的工作作风，匿难面前徐老师鼓励我坚强面对。徐老师严谨的治学态度，敏锐的科研洞察能力，清晰缜密的研究思路，使我深受启迪、终生难忘。在此论文完成之际，谨向我尊敬的导师致以崇高的敬意和由衷的感谢！特别感谢李岳教授、杨拥民教授和胡茑庆教授。他们一丝不苟的工作作风，开明活跃的学术思想、严谨求实的治学作风感染着我，论文初期，和胡老师为我提了许多建设性意见，使我受益匪浅。杨老师渊博的专业知识，是我在茫茫学海中的一座灯塔。感谢胡政副研究员、秦副研究员、钱彦岭副教授、易晓山副教授、陈敏讲师。在这一年多的课题研究中，他们给了我很多指导和帮助，在此向他们表示诚挚的谢意。感谢黄长生队长、周泽蕴政委。在硕士期间，他们在生活上给予了我们无限的关怀，在学习科研方面他们是我们坚强的后盾。特别感谢周泽蕴政委，周泽蕴政委积极向上的工作态度、严谨务实的工作作风、宽容博大的待人胸怀、丰富科学的管理经验，堪称学员队政委的典范。感谢明志茂、胡海峰、徐慧峰、徐玉国、胡雷、夏鲁瑞，王建伟等博士生。他们为我顺利进入课题提供了宝贵的经验。感谢陈世国、刘浩、白江坡、张勇、韩乐、刘海明、张玉光等学友。和他们相处带给了我很多欢乐。感谢我的父母，感谢所有关心过我帮助过我的人。致谢人：徐东２００６年１１月于长沙市国防科技大学第７ｌ页国防科学技术大学研究生院学位论文参考文献【１】．徐宗昌．保障性工程【Ｍ】．兵器工业出版社，２００５．０１【２】．ＧＪＢ３８７２《装备综合保障通用要求》实施指南（第二版）【Ｍ】．总装备部电子信息基础部技术基础局，２００４．３【３】．ＭａｒｋＷｉｌｌｉｓ．Ｓｙｓｔｅｍ［４】．ＪｏｈｎＳｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－ＳＭＡＲＴＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔ［Ｊ】．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｉｒｃｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，２００４．１２Ｐｏｔｔｓ．ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓ，Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ａｎｄＯｐｅｒａｔｉｏｎａｌＳｕｐｐｏｒｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＡＵＴＯＴＥＳＴＣＯＮＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，２００２【５】．宋建社等．装备维修信息化工程【Ｍ】．国防工业出版社，２００５．０２【６】．ＧａｒｙＨａｒｄｅｎｂｕｒｇ．Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ２０００ＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｕｐｐｏｒｔ（ＬＯＣＩＳ）【Ｊ】．ＩＥＥＥ，【７】．ＡｎｄｒｅｗＨｅｓｓ．ＰＨＭＣｏｎｃｅｐｔ［Ｊ】．ＩＥＥＥａＫｅｙＥｎａｂｌｅｒｆｏｒｔｈｅＪＳＦＡｕｔｏｎｏｍｉｃＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＡｅｒｏｓｐａｃｅＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，２００４【８】．徐宗昌等．装备保障性工程与管理【Ｍ】．国防工业出版社，２００６．０１【９】．谭凤旭等．美军后勤科技装备发展综合研究（内部资料）【Ｍ】．总后勤部后勤科学研究所，２００４．０５［１０］．戢觉佑等．新军事变革与美国海军后勤［Ｍ】．军事科学出版社，２００４．０６【１ｌ】．ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔ［ＥＢ］．ＨｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＮｏｔｅｓ：ＴｏｗａｒｄｏｆｔｈｅＡｒｍｙ，２００５．１２【１２］．ＢａｎｇＨｏ—ｋｙｕｎｇ．ＲｅｓｅａｒｃｈＡｓｉａ［Ｒ］．ＥａｓｔＡｓｉａｎａｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｙｓｔｅｍｉｎＮｏｒｔｈｅａｓｔＲｅｖｉｅｗ，２００４．０６【１３】．段经纬等．国外综合保障现状及发展趋势【Ｊ】．空军工程大学学报，２００５．９【１４】．ＭａｒｌｉｎＴｈｏｍａｓ．ＳｕｐｐｌｙＡｎｎｕａｌＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄＣｈａｉｎＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＣｏｎｔｉｎｇｅｎｃｙＯｐｅｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＭａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，２００２【１５］．ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔ［ＥＢ］．ＣｅｎｔｒｅＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎＭａｎｕａｌ，２００４【１６］．宋太亮．装备保障性工程［Ｄ】．北京航空航天大学，２００３．１０［１７】．汪应洛．系统工程（第三版）【Ｍ】．机械工业出版社，２００３．８【１８］．ＭｉｃｈａｅｌＫ．Ｌａｐｐｉｎ．ＳｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ，１９８８【１９］．ＨａｔｃｈＭ．ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，１９９９ｆｏｒＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔ【２０１．刘晓东等．装备综合保障模型及应用综述［Ｊ】．指挥技术学院学报，２００１．２【２１］．陈培彬等．炮兵Ｃ３１系统整体抗毁性分析与建模研究【Ｊ】．装备指挥技术学院学报，２００３．０８【２２１．ＷｏｊｃｉｅｃｈＭｏｌｉｓｚ．ＳｕｒｖｉｖａｂｉｌｉｔｙＦｕｎｅｔｉｏｎ－－ＡＭｅａｓｕｒｅＰｅｒｆ０１Ｔｌｌａｎｃｅ【Ｊ１．ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｎｏｆＤｉｓａｓｔｅｒ－ＢａｓｅｄＲｏｕｔｉｎｇＳｅｌｅｃｔｅｄＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００４．９第７２页国防科学技术大学研究生院学位论文【２３］．苏冬平等．用数据库构建需求管理数据平台【Ｊ】．宝钢技术，２００５．２【２４１．甘传付等．基于ＦＭＥＣＡ、ＦＴＡ的故障诊断和故障预报【Ｊ】．系统工程与电子技术，２００２．１ｌ【２５１．苏永定．机电产品测试性辅助分析与决策相关技术研究［Ｄ】．国防科学技术大学，２００４．１Ｉ【２６［．孙东平等．故障树分析法及其在导弹故障近似计算中的应用【Ｊ】．装备环境工程，２００６．４【２７］．ＴａｏＪｉａｎ·ｆｅｎｇ．ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＦＭＥＣＡａｎｄＦＴＡｆｏｒＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，１９９９ＲｅｄｕｎｄａｎｔＡｃｔｕａｔｏｒＳｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＤｉｇｉｔａｌＡｖｉｏｎｉｃｓＳｙｓｔｅｍｓ【２８］．蒋太立．基于ＲＣＭ理论的维修决策研究［Ｄ】．武汉理工大学，２００６．０４［２９］．ＹｕＱ．．ＥａｓｙＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＤｅｓｉｇｎＡｐｐｒｏａｃｈｆｏｒＳｏｌｄｅｒＪｏｉｎｔＢＧＡＰａｃｋａｇｅＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｏｆＥａｃｈＤｅｓｉｇｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＳｙｓｔｅｍｓ，２００６Ｆａｃｔｏｒ［Ｊ］．ＴｈｅｒｍａｌａｎｄＴｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＰｈｅｎｏｍｅｎａｉｎ【３０］．Ｗａｔａｎａｂｅ【３１】．ＢｌｕｖｂａｎｄＨ．．ＡＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＤｅｓｉｇｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｒｉｖａｔｅＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄＭａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，２００３Ｚ．．ＴｅｓｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓＭｏｄｕｌｅｏｆＦＭＥＣＡＰｒｏｃｅｓｓｏｒ［Ｊ】．ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄＭａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙＣｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９０【３２］．陈炜等．层次分析法在物流企业仓库选址中的应用［Ｊ】．上海海运学院学报，２００２．０９【３３］．姜玉宏等．层次分析法在野战仓库选址中的运用研究【Ｊ】．后勤工程学院学报，２００４．０２【３４］．关志民等．基于模糊多指标评价方法的配送中心选址优化决策【Ｊ】．东北大学学报，２００５．０８【３５］．李海港等．神经网络故障诊断专家系统的结构设计［Ｊ】．煤矿机械，２００５．０１【３６］．杨一鸣等．神经网络在导弹故障诊断专家系统中的应用【Ｊ】．微计算机应用，２００５．０９【３７】．ＸｉａｎｚｈｏｎｇＤａｉ．ＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｐｅｅｄ－ＲｅｇｕｌａｔｉｎｇＩｎｖｅｒｓｅＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＣｏｎｔｒｏｌｏｆＴｗｏ－ｍｏｔｏｒＶａｒｉａｂｌｅＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００６Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ【３８］．张目等．地理信息工程多指标综合评价方法的研究［Ｊ】．武汉大学学报，２００５．４【３９］．何海龙等．神经网络在装备保障性评估中的应用【Ｊ】．系统工程理论与实践，２００３．０５【４０］．张怀强等．大型装备项目费用管理【Ｊ】．科技进步理论与管理，２００４．０７【４ｌ】．田芳．模糊综合评判法在风险分析中的应用［Ｊ】．系统过程与电子技术，２００３．２【４２】．程启月等．武器装备动态配置中的风险决策分析【Ｊ】．数学的时间与认识，２００４．０１［４３】．崔剑平等．并行工程及其实施【Ｊ】．现代制造技术与装备，２００６．０１【４４］．张利等．ＣＩＭＳ环境下ＰＤＭ与ＣＡＤ／ＣＡＰＰ并行工程研究［Ｊ】．合肥工业大学学报，２００００４第７３页国防科学技术大学研究生院学位论文【４５］．ＡｍｕｎｄｓｅｎＭ．．ＡＳｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｊ］．ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄＭａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９０【４６］．恭庆祥等．美军装备可靠性维修性保障性验证管理的特点与启示［Ｊ】．航空标准化与质量，２００４．１ｌ【４７］．曾声奎．故障预测与健康管理（ＰＨＭ）技术的现状与发展【Ｄ】．北京航空航天大学，２００２【４８］．Ｏ’Ｒｉｏｒｄａｎ．ＭｉｘｅｄＳｉｇｎａｌＴｅｓｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＡＶｉｒｔｕａｌＴｅｓｔＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］．ＴｅｓｔｉｎｇＭｉｘｅｄＳｉｇｎａｌＣｉｒｃｕｉｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ，１９９７［４９］．陆胜勇．装备维修性与仿真技术【Ｊ】．现代防御技术，２０００【５０］．李岳等．测试性技术的发展综述【Ｊ】．技术基础研究与应用，２００５．９【５１］．成立等．ＶＬＳＩ电路可测试性设计及其应用综述［Ｊ】．半导体技术，２００４．５［５２］．郭天太等．基于虚拟现实的虚拟测试技术研究【Ｊ】．中国机械工程，２００３【５３］．张春华等．加速寿命试验技术综述【Ｊ】．兵工学报，２００４．７【５４］．任占勇等．可靠性加速试验技术与传统可靠性试验技术的对比分析【Ｊ】．航空标准化与质量，２００１【５５］．陈循等．可靠性强化实验与加速寿命实验综述［Ｊ】．国防科技大学学报，２００２．４【５６１．ＷａｎｇＷ．ＦｉｔｔｉｎｇｔｈｅＷｅｉｂｕｌｌＬｏｇ－ＬｉｎｅａｒＭｏｄｅｌｔｏＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＬｉｆｅ－ＴｅｓｔＤａｔａ［Ｊ】．ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，２０００［５７］．蒋培等．可靠性强化试验技术综述【Ｊ】．强度与环境，２００３【５８］．张华良等．基于ＳｍａｒｔＣｌｉｅｎｔ模式的战时装备保障仿真评估系统的设计［Ｊ】．装甲兵工程学院学报，２００４．０９【５９］．孙明等．战时装备保障仿真及评估系统建模［Ｊ】．计算机仿真，２００５【６０］．吴建忠等．基于ＧＩＳ的装备保障资源可视化管理系统研究［Ｊ】．计算机应用研究，２００３【６１］．吴建忠等．基于智能决策的装备保障资源可视化管理系统［Ｊ】．计算机工程，２００３．０９［６２］．赵文霞等．ＧＩＳ在物资保障资源管理中的应用【Ｊ】．计算机应用，２００３．０７【６３］．曾声奎等．故障预测与健康管理（ＰＨＭ）技术的现状与发展【Ｊ】．航空学报。２００５．０９［６４］．Ｓｕｐｒａｓａｄｖ－Ａｍａｒｉ．ＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎｏｆａＣｏｎｄｉｔｉｏｎ－ＢａｓｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＭｏｄｅｌ［Ｊ】．ＲｅｌｅｘＳｏｆｔｗａｒｅＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，２００６【６５］．张秀斌等．视情维修决策软件的设计实现［Ｊ】．计算机应用研究，２００３［６６］．李焕良等．工程装备远程技术支援系统［Ｊ】．矿山机械，２００２．１０【６７］．吴浩等．给予全球信息栅格的远程支援技术【Ｊ】．航空维修与工程，２００５．０５【６８１．谢庆华等．建筑机械远程维修保障支援系统【Ｊ】．建筑机械，２００３．０４【６９］．蔡开元．关于软件可靠性和软件控制论的若干认识［Ｊ】．中国科学基金，２００４．０４［７０１．曹顺基．军用装备软件开发及其质量管理【Ｊ】．航空标准化与质量，２００３．０１第７４页国防科学技术大学研究生院学位论文【７１］．ＳｅｒｇｉｏＣｉｇｏｌｉ．ＡｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎＡｐｐｌｙｉｎｇＵＭＬ２．０ｔｏｔｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｒｉｔｉｃａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｐ】．【７２］．ＣｒｉｓＫｏｂｒｙｎ．ＭｏｄｅｌｉｎｇＤｏＤＡＦＣｏｍｐｌｉａｎｔＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ［ＥＢ】．Ｔｅｌｅｌｏｇｉｃｉｎｅ，２００４．１０【７３］．王蓓等．电源控制装置可靠性分析．用Ｒｅｌｅｘ软件预计９ｋＷ卫星电源控制装置的可靠性【Ｊ】．工装设备，２００５．１０【７４］．ＭａｒｋｕｓＷｉｌｌｅｍｓ．基于ＳｙｓｔｅｍＳｔｕｄｉｏ、ＶＣＳ和ＤｅｓｉｇｎＷａｒｅＩＰ平台使用虚拟原型方法进行软硬件协同验证【Ｊ】．电子设计应用，２００３．１ｌ【７５］．吴大林等．基于虚拟样机的仿真系统校核、验证与确认研究【Ｊ】．计算机仿真，２００６．０７【７６］．张尚弘等．基于ＴｅｒｒａＶｉｓｔａ的流域地形三维建模方法【Ｊ１．水力发电学报，２００６．０６【７７］．西琴．战场地理环境综合保障系统研究［Ｄ】．信息工程大学，２００３．０４【７ｓ］．荆海霞．物流配送中双向运输车辆路径优化问题研究［Ｄ】．武汉大学，２００４．０５【７９］．耿翠霞．物流运输系统中路径优化研究【Ｄ】．南京航空航天大学，２００５．０２【８０］．ＪｏｎａｔｈａｎＢａｃｋｅｒ．ＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈｓ［Ｒ】．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＢｒｉｔｉｓｈＣｏｌｕｍｂｉａ，２００６．０７【８１］．徐玉国．战役装备保障态势显示与辅助规划技术研究【Ｄ】．国防科学技术大学，２００５．１１第７５页国防科学技术大学研究生院学位论文附录Ｉ：硕士期间发表论文情况【ｌ】徐东，徐永成．装备综合保障中的若干关键技术【Ｊ】．兵工自动化．２００６．０７附录ＩＩ：本文使用的缩略语及其含义缩略语ＡＨＰＡＩＴＡＬＡＬＴＡＴＡＶＢＩＴＣＡＤＣＡＥ完整拼写ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ中文含义层次分析法自动识别技术自主保障加速寿命实验陆军全资可视化机内检测计算机辅助设计计算机辅助工程ＡｕｔｏｍａｔｉｃＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｕｔｏｍａｔｉｃＬｏｇｉｓｔｉｃｓＡｃｅｅｌｅｒａｔｅｄＬｉｆｅＴｅｓｔＡｒｍｙＴｏｎｉＡｓｓｅｔＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙＢｕｉｌｔ．ｉｎＴｅｓｔＣｏｍｐｕｔｅｒ－ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎＣｏｍｐｕｔｅｒ·ＡｉｄｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｍｐｕｔｅｒ－ａｉｄｅｄＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄＬｉｆｅ－ｃｙｃｌｅ持续采办和寿命周期保障并行产品设计新技术环境视情维修ＣＡＬＳＣＡＰＥＳｕｐｐｏｒｔＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＡｒｔ－ｔｏ．．ＰｒｏｄｕｃｔＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＣｏｎｄｉｔｉｏｎＢａｓｅｄＣＢＭＣＧＭＣＩＣＮＤＣｏＴＳＣＳＳＣＳＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＭｅｔａｆｉｌｅＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ计算机图形元文件候选项目不能复现商用现成产品和技术作战后勤保障控制系统损坏模式及影响分析美国国防部体系架构框架决策保障系统ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＩｔｅｍＣａｎｎｏｔＤｕｐｌｉｃａｔｅＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＯｆｆ－Ｔｈｅ－ＳｈｅｌｆＣｏｍｂａｔＳｅｒｖｉｃｅＳｕｐｐｏｒｔＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＤａｍａｇｅＤＭＥＡＤｏＤＡＦＤＳＳＥＳＳＥＳＳＥＭｏｄｅａｎｄＥｆｆｅｃｔｓＡｎａｌｙｓｉｓＤｏＤＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＦｒａｍｅｗｏｒｋＤｅｃｉｓｉｏｎＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｔｒｅｓｓＳｃｒｅｅｎｉｎｇＥｑｕｉｐＳｕｐｐｏｒｔＳｉｍｕｌｉｎｋＥｖａｌｕａｔｉｏｎＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅａｎｄＥｆｆｅｃｔｓＡｎａｌｙｓｉｓＦａｉｌｕｒｅＭｏｄｅ，ＥｆｆｅｃｔｓａｎｄＣｒｉｔｉｃａｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓＦａｉｌｕｒｅＲｅｐｏｒｔｉｎｇ，Ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄＣｏｒｒｅｃｔｉｖｅＡｃｔｉｏｎ环境应力筛选装备保障仿真评估故障模式及影响分析ＦＭＥＡＦＭＥＣＡ故障模式影响及危害性分析故障报告分析与纠正措施系统故障树分析全球战斗保障系统全球空间信息服务地理信息系统ＦＲＡＣＡＳＦＴＡＧＣＳＳＧＧＩ＆ＳＧＩＳＧＴＮＧＰＳＳｙｓｔｅｍＦａｕｌｔＴｒｅｅＡｎａｌｙｓｉｓＧｌｏｂａｌＣｏｍｂａｔＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍＧｌｏｂａｌＧｅｏｓｐａｔｉａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＳｅｒｖｉｃｅＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＧｌｏｂａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ全球运输网络全球定位系统第７６页国防科学技术人学研究生院学位论文缩略语ＨＡＬＴＨＡＳＳＩＡＴＥＩＣＰ完整拼写ＨｉｇｈｌｙＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＬｉｆｅＴｅｓｔＨｉｇｈｌｙＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＳｔｒｅｓｓＳｅｌｅｃｔｉｏｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｅｓｔＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｎｖｅｎｔｏｒｙＣｏｎｔｒｏｌＰｏｉｎｔＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｉｃａｌＭａｎｕａｌＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍＤａｔａｂａｓｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＰｒｏｄｕｃｔａｎｄＰｒｏｃｅｓｓＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＪｏｉｎｔＳｔｒｉｋｅＦｉｇｈｔｅｒ中文含义高加速寿命试验高加速应力筛选试验综合自动检测设备库存控制点交互式电子技术手册装备综合保障装备综合保障系统数据库综台产品与过程开发联合攻击机装备保障分析装备保障分析记录修理级别分析军事地理信息系统物流跟踪系统自然语言生成开放开发环境故障预测和健康管理辅助维修装置风险分析和费用管理以可靠性为中心的维修以可靠性为中心的维修分析可靠性强化试验可靠性维修性可靠性维修性保障性虚拟制造虚拟现实虚拟测试仓库策略管理规划ＩＥＴＭＩＬＳＩＬＳＳＤＢＩＰＰＤＪＳＦＬＳＡＬＳＡＲＬｏＲＡＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＡｎａｌｙｓｉｓＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｕｐｐｏｒｔＡｎａｌｙｓｉｓＲｅｃｏｒｄＬｅｖｅｌｏｆＲｅｐａｉｒＡｎａｌｙｓｉｓＭＧＩＳＭＴＳＮＬＧＯＤＥＭｉｌｉｔａｒｙＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＭｏｖｅｍｅｎｔＴｒａｃｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍＮａｔｕｒａｌＬａｎｇｕａｇｅＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＯｐｅｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＰｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓａｎｄＨｅａｌｔｈＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰＨＭＰＭＡＲＡＣＭＲＣＭＲＣＭＡＲＥＴＰｏｒｔａｂｌｅＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＡｉｄＲｉｓｋＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＣｏｓｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＣｅｎｔｒｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ－ｃｅｎｔｅｒｅｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＴｅｓｔｉｎｇＲ＆ＭＲＭＳＶＭＶＲＶＴＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ＆ＭａｉｎｔｅｎａｂｉｌｉｔｙＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ＭａｉｎｔｅｎａｂｉｌｉｔｙａｎｄＳｕｐｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙＶｉｒｔｕａｌＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＶｉｒｔｕａｌＴｅｓｔＷａｒｅｈｏｕｓｅＳｔｒａｔｅｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＰｌａｎＷＳＭＰ装备综合保障关键技术研究

作者：

学位授予单位：

徐东

国防科学技术大学

1.会议论文 胡林.陈卓.王凯 浅谈信息化装备保障性设计 2005

本文从阐述保障性对信息化装备综合保障能力较重要的四个方面入手,分析了传统的设计方法存在的问题,着眼于提高信息化装备的保障水平,着重从军方、承制方、设计人员几个方面,有针对性地提出了具体的对策.

2.期刊论文 李光辉.Li Guang-hui 舰船总体综合保障技术特点及设计接口分析 -中国舰船研究2007,2(5)

从综合保障概念、综合保障技术发展、综合保障一般特点出发,论述国内外典型装备综合保障状况,并分析综合保障技术在舰船中的应用特点,探讨保障性设计与性能设计、可靠性设计、维修性设计、测试性设计等接口关系.

3.期刊论文 程文鑫.陈立强.龚沈光.丁永忠.CHENG Wen-xin.CHEN Li-qiang.GONG Shen-guang.DING Yong-zhong 基于蒙特卡洛法的舰船装备战备完好性仿真 -兵工学报2006,27(6)

战备完好性仿真是优化装备设计过程、衡量装备综合保障工作的关键.文中利用Monte-Carlo抽样、离散事件仿真、数理统计、计算机仿真等理论建立了一种基于设备参数和使用规则的综合模型和算法.结果表明此模型不仅能定量权衡现役舰船装备综合保障工作的合理性,发现影响装备任务的关键设备,还可在论证初期规划系统的保障性设计.

4.会议论文 宋太亮 对综合保障目标的理解

本文介绍了装备保障性设计的两个方面，即保障设计和设计保障。探讨了装备综合保障成功的关键并提出了测量装备保障性目标达到情况的方法。

5.期刊论文 康亮.杨建军.KANG Liang.YANG Jian-jun 武器装备可用性设计对寿命周期费用的影响及控制 -火力与指挥控制2007,32(5)

可用性设计是装备综合保障分析的重要内容.合适的可用度指标不但要满足装备效能要求,还应满足费用约束条件.为了设计并选择出费效比最高的保障方案,研究了可用性设计对装备寿命周期费用的影响,提出了运用可用度门限值来控制寿命周期费用的方法,并举例说明具体的应用.最后,就保障性设计中的费用权衡问题提出了几点建议.

6.期刊论文 甄军义.赵晓林.孟庆海.ZHEN Jun-yi.ZHAO Xiao-lin.MENG Qing-hai 故障模式及影响分析在综合保障工程中的应用 -中国电子科学研究院学报2008,3(6)

故障模式及影响分析在现代武器装备综合保障工程中有着广泛应用.立足工程实际,研究了其在影响保障性设计、规划与确定维修工作要求和维修保障资源要求提供输入信息等综合保障工程领域的应用,并结合工程实践,分析了目前实际应用中存在的问题,提出了改进建议.

7.学位论文 张路兵 武器装备保障性工程研究 2007

现代局部战争对装备保障的依赖越来越大。装备复杂程度越高保障越困难，保障性已成为装备形成作战能力和降低寿命周期费用的关键因素。装备保障性是从用户的使用角度提出的装备系统质量特性的综合度量，是装备性能的重要组成部分。实现保障性目标，已成为装备全系统全寿命管理的重要工作内容。 装备保障性全面反映装备系统的质量，是战斗力的基本组成要素。随着装备复杂程度和技术含量的不断提高，装备的质量与可靠性问题日趋严重，装备保障考虑滞后的问题制约着战斗力的形成和发展，传统学科难以担当扭转这种局势的重仔，装备保障性工程应运而生。 论文结合我军装备保障的实际，在深入调研和研究的基础上，提出了保障系统的建立与运用是实现保障性的前提，保障系统的能力和水平是装备保障性的具体体现的观点；论文研究提出了装备保障系统的评价指标参数和武器装备保障性参数体系；论调指出了保障性是装备系统的一种设计特性，保障性服从、服务于装备的基本战技特性；论文对保障性工程的定义、目标、研究对象、研究内容、研究方法进行了充分的论述，对保障性工程的组成、保障性设计技术、保障系统的运用等内容进行了较充分的研究与论述，建立了保障性工程的基本理论与工程技术方法；论调了保障系统的运用是保障性工程的至关重要的环节之一，并将我军现行装备技术保障与保障性工程有机结合，明确了装备技术保障在保障性工程中的突出地位和作用；论文从保障性的角度对我军各类工程装备进行了深入的研究，总结归纳了工程装备保障性与综合保障的特点，提出了各类工程装备的保障性参数体系；在理论和数据研究的基础上，设计了行之有效的地雷爆破器材失效模式和危害性的判断方法；设计了工程装备综合保障的理论体系和工程装备综合保障的方法、程序、管理与规划等问题。

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y1101519.aspx

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