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作战系统对抗、成本和后勤的集成仿真分析

作战系统对抗、成本和后勤的集成仿真分析 2011年12月03日 来源： 在复杂产品/系统的设计过程中，建模和仿真技术得到了广泛的应用。仿真能够提供大量关于性能、成本、使命效率、可靠性、可用性以及其他方面的数据。目前最大的需求是，从众多信息中挖掘出趋势和想要的结果。然而在当前设计过程中并没有很好考虑绝大部分信息间的协同耦合关系，即使这种关系很容易理解，很多情况下分析人员需要手工将数据从一个模型转换传递到其他模型，这是一个低效率、易出错的过程。当进行一个系统设计的时候，重要的是看所有元素对系统整个生命周期的影响，来决定对用户最有价值的设计。要达到此目的，首先确定成本/性能趋势空间；其次，在最小化系统成本的同时最大化系统的性能。单位产品成本（UPC）、生命周期成本（LCC）和总的成本（TOC）都是产品设计时应该考虑的，在建模过程中将成本作为独立变量（CAIV）。

在设计过程要处理这些复杂的协同关系，方法包括以下三种：·建立类似未来作战系统（FCS）的协同环境，在数字领域将模型、仿真和数据统一起来； ·采用高级架构（HLA），使仿真能并行运行和互操作； ·建立多学科集成设计框架，使模型和仿真集成在一起协同工作，仿真模型可以集成在一起完成不同工程学科自动化和高精度的分析。在当前的设计过程中，建立多学科集成设计框架被实践证明是最行之有效的方法。项目挑战针对建立多学科集成设计框架的方法：·论证该方法的好处；·论证构建该类型框架的难易程度；·确定该方法的灵活性；·实例验证。解决方案基于PERA Simulation建立了项目所需的集成环境：·MDOMan和Analysis Server两个软件模块在项目中具有至关重要的作用。MDOMan是一个用于过程集成的可视化环境，支持分布式的协同设计团队，Analysis Server是一个基于Java的应用服务器，用于对设计和分析软件进行封装，他们共同组成分布式协作环境，MDOMan通过网络连接服务器之间的数据。快速创建设计流程，执行复杂的设计探索以找到最佳的设计方案；·本研究中设计过程使用一系列的应用组成图形化界面。这些应用使用Analysis Server进行封装，提供分布式的组件，该方法可以实现高度的软件可重用。除此之外，该架构还能使分析人员定义组件之间的连接参数；·该系统集成了CASTFOREM软件和美国Raytheon公司的成本/后勤模块，作为系统的分析核心。使用DOE技术对不同的场景类型进行研究，软件框架支持设计流程的自动运行。通过该集成系统的运行研究得到如下一系列的趋势研究结果：·越高昂的传感器和军需品，作战执行结果就会越好。这导致了最高的LER（丢失交换率）；

·如果成本作为驱动因素的话，可以看到某些低成本选项会变得更加有效。

用户价值基于成熟的多学科集成设计优化平台，开发了集成军事对抗、成本分析和后勤分析的联合仿真模型，对未来作战系统进行快速的技术权衡和分析研究。该系统技术能够利用分布式的系统仿真和系统性能建模来评估在未来战争状态下复杂的战斗场景。该技术给出了一种支持成本和后勤优化的系统方法，可将多个离散的分析模型集成在一个软件框架中。用户评价该项目详细论证了多学科设计优化(MDO)技术为复杂产品/系统设计过程带来的促进，包括设计效率的提高和设计质量的最优化，并采用商业MDO平台－PERA Simulation建立了未来作战系统(FCS)的协同仿真模型，集成了作战效能、后勤保障和成本分析模型，分析得出了不同系统因素对效能、成本等的影响态势。在实施过程中，PERA Simulation在很短时间内就完成了系统模型的构建和性能态势分析，体现出了充分的方便性和灵活性。(end)

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