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【摘 要】对武器装备体系的优化是提高整个体系作战能力以及发挥出其最大效能的重要途径。本文的主要内容就是要对武器的装备体系进行优化,从武器装备体系和体系优化的概念着手分析出当前最时兴的七种主要的优化方法,通过这七种优化方法的分析和比较找出各自的优缺点,在这几种方法中分析出目前在武器装备体系优化过程中所遇到的一些急需要解决的四种问题,不断提高武器装备体系的优化研究进展。
【关键词】武器装备体系;体系优化;优化方法;进展研究
随着世界科技的快速发展,在武器设备上面逐渐由传统的机械化战争转变为现代化的信息化战争。在现代战争形态中逐渐转变的是现代化的信息战争理念,随着理念的转变就是武器装备也逐渐体现出信息化程度的不断提高。对武器装备的体系优化研究主要就是在更高的层次上提高武器協调以及发挥系统的整体效能,提升整个武器体系的作战能力,对新老武器装备之间的配合有着重要的意义。对于武器装备体系的优化研究在我国目前还处于探索的阶段,因此本文主要是参照国外针对这类问题进行的相关研究进行梳理并且从中分析总结出一些相关需要解决和学习的东西。
一、武器装备体系及优化问题的描述
(一)武器装备体系的含义:体系主要是指由系统组成的系统。体系的这一概念不仅被应用与军事方面,在民用方面也特别广泛,但是针对不同领域所衍生出来的不同的体系概念反映出来的就是不同体系的特征。但是针对目前的武器装备体系最具有代表性的表述主要包括有美国国防提出的关于武器装备体系的概念,这一概念指的主要是如何将大量的武器平台、系统以及通信系统很好的有机结合在一起,在作战的角度上看就是定义在具有一定战略指导的条件下如何使得功能相互联系和作用逐渐构成一个更加高层次的系统。武器装备体系是一个由多个武器装备系统相互联系的整体集合,这类体系一般具有以下几种特性:独立运行、单独管理和地域分布等。
(二)武器装备体系优化含义:对武器装备体系进行优化研究其主要目的就是在于优化武器装备体系。根据一些文献以及专家的研究针对武器装备体系的优化主要分为体系结构优化和面向作战任务优化配置两个方面。在面向作战任务优化配置中所涉及到的具体内容有战争、战术等任务,但是武器体系的结构优化则表现的比较宏观。对于武器装备的优化是一个比较复杂的任务,具有多种条件的限制及约束。
但是武器装备的优化首先就是一个整体的优化,而不是针对各个单个系统或者几个系统的优化。对于武器装备的优化同时也是一个动态的过程,是一个较为长期的优化过程。
二、武器装备体系优化方法
武器装备体系的优化由于其针对的问题以及研究的问题等各方面的不同将可以分为多种不同的类型。下面就针对这些不同的研究目的简要的将武器装备优化研究分为主要七种优化方式:
(一)三层体系综合优化方法:三层体系的综合优化放大主要是通过建立体系层、系统层和子系统层之间的联系进行分析和优化对这些层次进行逐层优化逐渐达到优化体系的目标。三层体系综合优化的方式主要适用于工程层次的体系,但是这种体系方法要求在底层里有大量的数据和解析模型作为基础支撑,这种方法的主要不足点就是计算量较大同时这种方法是在不考虑管理以及其他人为等因素的基础之上。
(二)探索性分析方法及改进建议:探索性的分析方法是针对各种不确定性因素的方案进行的方法,主要应用于网络中心站和星系优势评价等具有战略性评估和概念的演示中。探索性的分析方法是与仿真性方法相结合的将作战方案优化问题。
探索性分析方法在执行的过程中存在着一些明显的不足,为了解决这些不足的问题优化整个系统通常我们会采用粗粒度的解析模型来针对计算有限的问题等。
(三)基于可执行模型的体系优化方法:基于可执行的模型的体系优化方法是通过将一定规范内的体系结构视图产品通过一定的技术将其转换为可执行的模型,再利用仿真技术的结果分析出作战的整个体系和设计的结构,我们能够通过这个结构和设计模型对出现的问题进行及时的修整和改进。这类方法的重难点就在于如何建立视图产品以及可执行模型的映射机制。
(四)基于对抗仿真评估的体系优化方法:这类方法在武器装备体系优化中是最常用的一种优化方法,这种方法的使用方式首先就是根据作战的任务以及体系的使命建立一套仿真的体系模型然后再通过仿真模型显示出来的结果比较体系设计方案之间的优劣,通过针对优劣的对比及改进从而达到逐渐实现体系优化的目的。
(五)多层次多阶段方法:运用多层次多阶段的优化方法主要是考虑到了武器装备体系中多层次的特点而进行的,这种优化方式主要是将系统的设计与系统编配相互紧密的结合在一起,这种方式主要包含有两个部分:多阶段协调与仿层次形式化。
(六)多目标协同优化:多目标协同优化方法在武器装备优化中也属于一种比较常规的方法,这种方法的使用主要是针对目标时间之间的关系,采用协同优化的思想达到最终优化的目的。多目标的协同优化方式主要应用于设计当中。
(七)基于数学规划的体系优化方式:基于数学规划的体系优化方法是建立在效能评价的指标和各子系统性能指标中的,通过对各子系统之间的性能指标、效用指标等各方面的指标进行数字模型的建立来逐步的进行系统优化,最终实现整个体系的优化改革。
三、武器装备体系优化需要解决的几大问题
(一)体系优化的目标函数的选择和获取:面对着作战任务的体系优化,与传统的优化问题相比,目前对武器装备体系的优化的选择问题还急需要进行解决,如何将底层的性能参数聚集成上一层的性能参数这类问题也还没有得到很好的解决。
(二)体系仿真优化中仿真实验设计问题:武器装备体系优化过程中涉及到的系统和不确定因素较多,对于采用仿真设计的实验来讲对于这类复杂的仿真实验如何选择一种具有代表性的仿真实验还需要进行进一步的解决和研究,针对单仿真的时间过长的缺点,目前想要找出一种在实验设计以及元模型的放大进行模拟底层仿真是目前在体系仿真优化中针对仿真实验设计中要解决的问题。
(三)面向体系优化的快速智能优化算法:在进行武器装备体系优化方法中有介绍过多层次多阶段的优化方法,在这类优化方法中主要涉及到的常见的几种优化方法有遗传算法和粒子群算法等多种智能型的优化算法。因此智能型的优化方法是针对体系优化问题研究中重要的研究内容。
(四)面向体系优化的综合集成研讨的方法:对于武器装备体系的优化过程时一种比较复杂型的系统过程,针对这类复杂性的问题不能单纯的依靠某一种优化方法来进行,因此在优化过程中要针对体系中出现的不同问题以及涉及到的不同层面进行综合性的优化方法研究,在进行优化过程中集成智能计算和各种优化方式相结合的研讨方式来进行,将武器装备体系优化过程面向体系优化的综合集成研讨方法中是在整个优化方式中需要重点研究的问题。
四、总结
对于武器装备体系的优化问题在我国目前还没能给出一套完整系统的优化方案,本篇文章针对国外对这方面的一些相关研究进行一些简要的分析,在分析中寻找出一些针对体系优化方式的方法和需要解决的一些问题,为我国的武器装备优化体系在优化过程中奠定一定的理论基础。
【参考文献】
[1]游光荣,初军田,吕少卿等 《关于武器装备体系研究》[J].军事运筹与系统工程.2010(04)
[2]李英华,申之明,蓝国兴.《多兵种武器装备体系研究》[J].军事运筹与系统工程.2002(03)
【关键词】武器装备体系;体系优化;优化方法;进展研究
随着世界科技的快速发展,在武器设备上面逐渐由传统的机械化战争转变为现代化的信息化战争。在现代战争形态中逐渐转变的是现代化的信息战争理念,随着理念的转变就是武器装备也逐渐体现出信息化程度的不断提高。对武器装备的体系优化研究主要就是在更高的层次上提高武器協调以及发挥系统的整体效能,提升整个武器体系的作战能力,对新老武器装备之间的配合有着重要的意义。对于武器装备体系的优化研究在我国目前还处于探索的阶段,因此本文主要是参照国外针对这类问题进行的相关研究进行梳理并且从中分析总结出一些相关需要解决和学习的东西。
一、武器装备体系及优化问题的描述
(一)武器装备体系的含义:体系主要是指由系统组成的系统。体系的这一概念不仅被应用与军事方面,在民用方面也特别广泛,但是针对不同领域所衍生出来的不同的体系概念反映出来的就是不同体系的特征。但是针对目前的武器装备体系最具有代表性的表述主要包括有美国国防提出的关于武器装备体系的概念,这一概念指的主要是如何将大量的武器平台、系统以及通信系统很好的有机结合在一起,在作战的角度上看就是定义在具有一定战略指导的条件下如何使得功能相互联系和作用逐渐构成一个更加高层次的系统。武器装备体系是一个由多个武器装备系统相互联系的整体集合,这类体系一般具有以下几种特性:独立运行、单独管理和地域分布等。
(二)武器装备体系优化含义:对武器装备体系进行优化研究其主要目的就是在于优化武器装备体系。根据一些文献以及专家的研究针对武器装备体系的优化主要分为体系结构优化和面向作战任务优化配置两个方面。在面向作战任务优化配置中所涉及到的具体内容有战争、战术等任务,但是武器体系的结构优化则表现的比较宏观。对于武器装备的优化是一个比较复杂的任务,具有多种条件的限制及约束。
但是武器装备的优化首先就是一个整体的优化,而不是针对各个单个系统或者几个系统的优化。对于武器装备的优化同时也是一个动态的过程,是一个较为长期的优化过程。
二、武器装备体系优化方法
武器装备体系的优化由于其针对的问题以及研究的问题等各方面的不同将可以分为多种不同的类型。下面就针对这些不同的研究目的简要的将武器装备优化研究分为主要七种优化方式:
(一)三层体系综合优化方法:三层体系的综合优化放大主要是通过建立体系层、系统层和子系统层之间的联系进行分析和优化对这些层次进行逐层优化逐渐达到优化体系的目标。三层体系综合优化的方式主要适用于工程层次的体系,但是这种体系方法要求在底层里有大量的数据和解析模型作为基础支撑,这种方法的主要不足点就是计算量较大同时这种方法是在不考虑管理以及其他人为等因素的基础之上。
(二)探索性分析方法及改进建议:探索性的分析方法是针对各种不确定性因素的方案进行的方法,主要应用于网络中心站和星系优势评价等具有战略性评估和概念的演示中。探索性的分析方法是与仿真性方法相结合的将作战方案优化问题。
探索性分析方法在执行的过程中存在着一些明显的不足,为了解决这些不足的问题优化整个系统通常我们会采用粗粒度的解析模型来针对计算有限的问题等。
(三)基于可执行模型的体系优化方法:基于可执行的模型的体系优化方法是通过将一定规范内的体系结构视图产品通过一定的技术将其转换为可执行的模型,再利用仿真技术的结果分析出作战的整个体系和设计的结构,我们能够通过这个结构和设计模型对出现的问题进行及时的修整和改进。这类方法的重难点就在于如何建立视图产品以及可执行模型的映射机制。
(四)基于对抗仿真评估的体系优化方法:这类方法在武器装备体系优化中是最常用的一种优化方法,这种方法的使用方式首先就是根据作战的任务以及体系的使命建立一套仿真的体系模型然后再通过仿真模型显示出来的结果比较体系设计方案之间的优劣,通过针对优劣的对比及改进从而达到逐渐实现体系优化的目的。
(五)多层次多阶段方法:运用多层次多阶段的优化方法主要是考虑到了武器装备体系中多层次的特点而进行的,这种优化方式主要是将系统的设计与系统编配相互紧密的结合在一起,这种方式主要包含有两个部分:多阶段协调与仿层次形式化。
(六)多目标协同优化:多目标协同优化方法在武器装备优化中也属于一种比较常规的方法,这种方法的使用主要是针对目标时间之间的关系,采用协同优化的思想达到最终优化的目的。多目标的协同优化方式主要应用于设计当中。
(七)基于数学规划的体系优化方式:基于数学规划的体系优化方法是建立在效能评价的指标和各子系统性能指标中的,通过对各子系统之间的性能指标、效用指标等各方面的指标进行数字模型的建立来逐步的进行系统优化,最终实现整个体系的优化改革。
三、武器装备体系优化需要解决的几大问题
(一)体系优化的目标函数的选择和获取:面对着作战任务的体系优化,与传统的优化问题相比,目前对武器装备体系的优化的选择问题还急需要进行解决,如何将底层的性能参数聚集成上一层的性能参数这类问题也还没有得到很好的解决。
(二)体系仿真优化中仿真实验设计问题:武器装备体系优化过程中涉及到的系统和不确定因素较多,对于采用仿真设计的实验来讲对于这类复杂的仿真实验如何选择一种具有代表性的仿真实验还需要进行进一步的解决和研究,针对单仿真的时间过长的缺点,目前想要找出一种在实验设计以及元模型的放大进行模拟底层仿真是目前在体系仿真优化中针对仿真实验设计中要解决的问题。
(三)面向体系优化的快速智能优化算法:在进行武器装备体系优化方法中有介绍过多层次多阶段的优化方法,在这类优化方法中主要涉及到的常见的几种优化方法有遗传算法和粒子群算法等多种智能型的优化算法。因此智能型的优化方法是针对体系优化问题研究中重要的研究内容。
(四)面向体系优化的综合集成研讨的方法:对于武器装备体系的优化过程时一种比较复杂型的系统过程,针对这类复杂性的问题不能单纯的依靠某一种优化方法来进行,因此在优化过程中要针对体系中出现的不同问题以及涉及到的不同层面进行综合性的优化方法研究,在进行优化过程中集成智能计算和各种优化方式相结合的研讨方式来进行,将武器装备体系优化过程面向体系优化的综合集成研讨方法中是在整个优化方式中需要重点研究的问题。
四、总结
对于武器装备体系的优化问题在我国目前还没能给出一套完整系统的优化方案,本篇文章针对国外对这方面的一些相关研究进行一些简要的分析,在分析中寻找出一些针对体系优化方式的方法和需要解决的一些问题,为我国的武器装备优化体系在优化过程中奠定一定的理论基础。
【参考文献】
[1]游光荣,初军田,吕少卿等 《关于武器装备体系研究》[J].军事运筹与系统工程.2010(04)
[2]李英华,申之明,蓝国兴.《多兵种武器装备体系研究》[J].军事运筹与系统工程.2002(03)