体系工程与体系结构建模方法与技术

第1章 体系与体系工程 1

1.1 体系问题的由来 2

1.2 体系 5

1.2.1 概述 5

1.2.2 体系与系统 8

1.3 体系工程 13

1.3.1 概述 13

1.3.2 体系工程与系统工程 15

1.3.3 体系工程研究框架 17

1.4 武器装备体系工程 20

1.4.1 武器装备体系工程 20

1.4.2 武器装备体系工程的研究框架 23

第2章 体系结构与体系结构框架 26

2.1 体系结构 26

2.2 典型的体系结构框架 27

2.3 美军联合能力集成开发系统 34

2.4 武器装备体系及结构框架 37

2.4.1 武器装备体系 37

2.4.2 武器装备体系结构框架 39

第3章 基于能力需求的体系结构建模过程 45

3.1 能力与体系能力 45

3.1.1 能力与体系能力的概念 45

3.1.2 体系能力的特征 46

3.2 基于能力需求的武器装备体系结构建模 47

3.2.1 基于能力需求的武器装备体系结构建模框架 47

3.2.2 从需求到体系结构的建模 51

3.2.3 武器装备体系结构的建模 57

3.2.4 从体系结构到能力的建模 62

3.2.5 建模过程分析 65

3.2.6 基于能力需求的武器装备体系结构建模过程模型 67

第4章 体系结构建模方法与工具 72

4.1 结构化建模方法 72

4.4.1 面向过程的建模方法 72

4.4.2 面向对象的建模方法 72

4.4.3 形式化建模方法 73

4.2 基于多视图的体系结构建模 74

4.2.1 基于多视图的建模方法 74

4.2.2 基于多视图的武器装备体系结构建模 76

4.2.3 基于SysML的武器装备体系结构视图产品描述 79

4.3 体系结构建模工具 91

4.3.1 System Architect（Telelogic） 91

4.3.2 Framework和Core 93

4.3.3 武器装备体系结构建模工具集 94

第5章 体系能力与体系效能评估 102

5.1 体系评估方法 102

5.2 基于改进ANP的网络分析法的系统功能对体系能力贡献度评估 103

5.2.1 从体系能力到系统功能的网络层次结构模型 103

5.2.2 网络分析法及其改进研究 105

5.2.3 系统功能对体系能力贡献度评估 110

5.3 基于证据推理的武器装备体系能力需求满足度评估 113

5.3.1 问题背景及模型假设 113

5.3.2 能力需求满足度评估方法 114

5.3.3 示例 118

5.4 基于系统动力学的武器装备体系作战效能建模 125

5.4.1 系统动力学 125

5.4.2 武器装备体系对抗作战效能系统动力学建模 130

第6章 体系结构与体系能力演化 151

6.1 演化与体系演化 151

6.2 体系结构与能力演化分析的基础理论 153

6.2.1 自组织理论 153

6.2.2 突变理论 155

6.2.3 复杂网络理论（Complex Network Theory） 157

6.3 体系演化中的涌现行为 158

6.3.1 涌现的基本观点 158

6.3.2 体系能力涌现过程 160

6.4 体系结构与体系能力演化分析工具 162

6.4.1 基于Agent的仿真工具——SWARM 162

6.4.2 基于Agent的仿真工具——Anylogic 163

第7章 体系结构设计与优化 166

7.1 体系结构设计与优化方法概述 166

7.2 体系结构关系分析与建模 169

7.2.1 体系中的关系 169

7.2.2 体系关系的复杂性分析 170

7.2.3 体系能力的双层建模框架 172

7.3 面向演化的体系结构设计与优化 173

7.3.1 面向演化的体系机构设计与优化框架 174

7.3.2 基于实验设计的多维场景构建 174

7.3.3 基于ABM和SD混合模型的体系结构演化行为研究 177

7.3.4 基于知识的体系结构优化 181

第8章 体系工程的发展与展望 184

8.1 国际上体系工程研究的主要机构 184

8.1.1 体系高级研究中心 184

8.1.2 珀杜大学 185

8.1.3 卡内基·梅隆大学 185

8.1.4 老道明大学——国家体系研究中心 186

8.1.5 科学应用国际公司的一体化体系协同环境实验室 186

8.1.6 波音公司的体系集成实验室 186

8.1.7 其他机构 187

8.2 体系研究的热点问题和领域 187

8.2.1 体系工程最新的研究热点 187

8.2.2 能力工程 193

参考文献 195