武器装备体系需求生成综合集成环境设计研究

２Ｏ１Ｏ年　第２１卷　１０月　第５期　装备指挥技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｃｔｏｂｅｒ　２０１０　Ｖｏｌ＿２１　ＮＯ．５　

武器装备体系需求生成综合集成环境设计研究　

杨秀月　，　郭齐胜　，　杨　雷　

（１．装甲兵工程学院装备指挥与管理系，北京１０００７２；　２．６３９３６部队）　

摘　要：武器装备体系需求生成的质量是靠需求生成综合集成环境来保证　

的。从武器装备体系需求生成综合集成环境设计要求入手，构建了由分析系统、验证　

评估系统、管理系统、综合研讨系统及数据库组成的逻辑体系结构，设计了一种开放　

的分布式、模块化、层次化的软件体系结构，使综合集成环境能够有效地吸收各类商　

用、专用的软件工具，增强了综合集成环境的灵活性和适应性，为武器装备体系需求　

生成综合集成环境的建设提供了参考依据。　

关　键　词：武器装备体系；需求生成；综合集成环境　

中图分类号：Ｅ　９１７；Ｎ　９４文章编号：１６７３—０１２７（２０１０）０５—００１４—０６　

文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３７８３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—０１２７．２０１０．０５．００４　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｍｅｔａ—ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　Ｅｎｖｉ　ｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　

Ｇｅｎｅｒａｔ　ｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｅａｐｏｎ　Ｅｑｕ　ｉ　ｐｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　

ＹＡＮＧ　Ｘｉｕｙｕｅ　～，　ＧＵ０　Ｑｉｓｈｅｎｇ　，　ＹＡＮＧ　Ｌｅｉ　

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ　ａｎｄ　Ａｄｍｉｎｌｓｔｒａｔｉ０ｎ，ｔｈｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｒｍｏｒｅｄ　Ｆｏｒｃｅｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７２，Ｃｈｉｎａ；　２．６３９３６　Ｔｒｏｏｐｓ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｅｔａ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｅｎｓｕｒｅｓ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅａｐｏｎ　

ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｄｅｓｉｇｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｂｒｉｎｇｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｌｏｇｉｃａｌ　ａｒｃｈｉ—　

ｔｅｃｔｕｒｅ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｏｆ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｕｂ　ｓｙｓｔｅｍ，ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｓｕｂ—ｓｙｓｔｅｍ，ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　

ｓｕｂ—ｓｙｓｔｅｍ，ｍｅｔａ—ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ａｒｇｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｓｕｂ—ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｄａｔａｂａｓｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ　ｉｔ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ｏｐｅｎ，ｄｉｓ—　

ｔｒｉｂｕｔｅｄ，ｍｏｄｕｌａｒｉｚｉｎｇ，ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｓｏｆｔ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｗｈｉｃｈ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｓｓｉｍｉｌａｔｅｓ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓｏｆｔ—　

ｗａｒｅ　ａｎｄ　ｔｏｏｌｓ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｍｅｔａ—ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｎ　ｉｔ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ｓｙｓ—　

ｔｅｒｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔａ—ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ａ　ｎｅｗ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｓ　ｓｕｐｐｌｉｅｄ　ｆｏｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔａ—ｓｙｎ—　

ｔｈｅｓｉｓ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗｅａｐｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｅａｐｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍｓ；ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｍｅｔａ—ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｅｎｖｉ—　

ｒｏｎｍｅｎｔ　

武器装备体系需求生成是武器装备体系建设　

的起点，武器装备体系建设实践的成败很大程度　

上取决于需求生成的质量。武器装备体系需求生　

成的质量是靠武器装备体系需求生成综合集成环　

境来保证的。武器装备体系需求生成综合集成环　

境是一个由数据、知识、模型、方法、工具、计算机　系统以及人员组成的，对武器装备体系需求进行　

分析的开放的综合集成环境。它具备分析功能、　

验证评估功能、管理功能、信息功能和研讨功能，　

能够提供定性、定量相结合的方法和手段，辅助需　

求论证人员进行武器装备体系需求研究工作＿】］。　

美军根据军事转型和基于能力的战略思想，建立　

收稿日期：２００９—０６　１９　作者简介：杨秀月，男，博士研究生．主要研究方向：装备需求论证，评估与仿真．ｘｉｕｙｕｅｙａｎｇ＠１６３．ｃｏｒｎ．

　第５期　杨秀月，等：武器装备体系需求生成综合集成环境设计研究　

了“联合能力集成与开发系统”，应用一整套实用　

化的系统工程技术，形成了配套的支撑工具、软件　

平台，对武器装备体系建设的需求进行生成、分析　

和验证，确保了需求的准确性以及需求生成的科　

学性　。一　。　

１　设计要求　

武器装备体系需求生成是对未来武器装备体　

系发展的顶层设计和统筹规划，具有明显的前瞻　

性、复杂性、不确定性。在进行武器装备体系需求　

生成时，遇到的困难可归纳为以下几点ｌ４］：　

１）武器装备体系是个复杂的巨系统，由于缺　

乏相关领域的知识，在装备体系分析初期，可能对　

某些局部问题比较清楚，但对整体的把握不够深　

入，对研究的内容和目标不明确。　

２）定量分析方法应用困难。对于一个复杂　

的巨系统，对其分析需要考虑的因素非常多，不确　

定因素也非常多，以至于无法建立体系的数学模　

型。即使能够建立，由于模型过于庞大，也难以用　

来进行分析。　

３）问题涉及面广，需要不同领域的众多专家　

参与。　

４）　

量大。　表ｌ　武器装备体系需求生成综合集成环境　辅助解决的需求生成问题　

内容　目的及意义　基本要求　

澄清武器装备体系需　体现军事需求与装备　差　萎　

据、约束　影响　

普翼　休　反映＂　ｌＩ务、环境、军事　冀　霪体系妻曩景　“　嘉　与　乏　徘黻　，ｑ’－　；　来源知

、目的明确　～……………一　

科学管理武器装备体　系需求，重点解决“无　能够实现不同层次需　武器装备体系关”、“无据”、“无实”　求之间、同一层次需求　需求管理　问题，使武器装备需　之间的关联关系的　求关联清晰、数据可　管理　重用　

重　臻　辅助生成工域人员能够从各自视　：：　’甘口　、，生成多个角描述武器装备体系　。．：………　具有视图的需求，对武器装备体　…　

…证　和　

需要大量信息和数据，信息收集工作　２｛殳　计　

５）需要将大量数据、模型、专家的经验和知　

识有机的融合在一起。　

６）对不同角度或侧面分析的结果，缺乏有效　

的系统综合。　

对这样问题的研究，装备体系需求生成综合　

集成环境应能达到如下要求：　

１）统一的需求管理贯穿整个需求生成开发　

周期，需求变化能够及时反映到受影响的系统，并　

被及时处理和评估，并保持需求一致性；　

２）需求的交互与交流应直观、易于理解，通　

过执行、演示先期模型来挖掘需求，保证需求的快　

速确认；　

３）高层作战需求指引作战体系结构开发，由　

作战体系结构导出武器装备体系需求，实现自顶　

向下的系统工程设计流程；　

４）统一的可视化需求描述和分析手段；　

５）支持基于体系结构框架标准的规范化需　

求开发。　

支撑平台应从表１所示的几个方面，辅助解　

决武器装备体系需求生成问题。　２．１　需求分析　

２．１．１任务需求　

武器装备体系需求生成综合集成环境的任务　

需求是指需要该系统支持完成的研究任务。综合　

集成环境的主要任务是辅助实现从高层作战需求　

到武器装备体系需求的各个层次的需求获取、需　

求分析、需求建模、需求验证、需求挖掘、快速原　

型、需求动态管理、需求跟踪、需求变更等活动。　

在这个过程中，武器装备体系需求生成将高层作　

战需求转化为具体的武器装备体系需求。　

１）支持需求分析的任务需求。该系统首先　

要能够有效支持武器装备体系需求分析的作战概　

念分析、作战任务分析、作战能力分析和装备体系　

结构分析，不但能够支撑传统的分析方法还要能　

够支持ＤｏＤＡＦ（ｔｈｅ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ａｒ—　

ｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）和ＭｏＤＡＦ（ｔｈｅ　Ｂｒｉｔｉｓｈ　

Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｄｅｆｅｎｃｅ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）　

等新一代标准化的系统工程指导思想和方法，并　

采用ＵＭＬ２．０和ＳｙｓＭＬ等先进的系统工程开发　

标准、描述手段和方法。　

２）支持需求验证评估的任务需求。该系统　ｌ６　装备指挥技术学院学报　２０１０年　

要能够采用定性定量相结合的手段支持需求一致　

性验证、需求方案的效能评估、费效评估、风险评　

估和可行性评估，特别是能够支持ＤｏＤＡＦ和　

ＭｏＤＡＦ体系结构模型的动态仿真分析与验证。　

３）支持需求管理的任务需求。该系统要保　

证各类需求得到完整一致的理解，所有需求都能　

被标志出来，所有需求的实现过程都得到跟踪、监　

督和验证，所有需求的变化都得到控制、理解和　

处理。　

２．１．２　功能需求　

武器装备体系需求生成综合集成环境的功能　

需求是指综合集成环境为完成任务需求应必备的　

基本功能。初步分析认为，武器装备体系需求生　

成综合集成环境至少需要具有５大类功能：分析　

功能、验证评估功能、管理功能、信息功能和研讨　

功能。　

１）分析功能，是指系统具备对武器装备体系　

需求进行分析的基本能力。主要包括作战概念分　

析、作战任务分析、作战能力分析、装备体系结构　

分析功能。这些基本分析功能可单独或组合使　

用，以完成武器装备体系需求分析。　

２）验证评估功能，是指系统具备对体系需求　

进行验证评估的基本能力。主要包括需求一致性　

验证、作战能力评估、作战效能评估、费效评估、风　

险评估、可行性评估功能。这些基本验证评估功　

能可单独或组合使用，以完成体系需求的验证　

评估。　３）管理功能，是指能够使武器装备体系需求　

生成按规定的程序运行并提高需求质量的机制和　

能力。包括项目管理功能、数据模型管理功能和　

需求管理功能。　

４）信息功能，是指系统具备对综合信息提供　高效的管理和检索的能力。主要包括国家战略、　

国防战略、武器装备、编制体系、军事理论、作战概　

念、战场环境、国防政策、条令条例、国防工业等。　

它是决策支持系统的必备功能。同时信息功能还　

应包括信息安全与保密功能。　

５）研讨功能，是指系统可组织讨论、控制讨　

论和整理讨论结果的能力。武器装备体系需求生　

成问题极具复杂性，需要多领域、多学科的人员共　

同协作完成，研讨是必要的研究步骤和手段，研讨　

功能成为解决复杂问题的支持系统必备的重要　

功能　。　

２．２系统总体设计　

２．２．１逻辑功能结构　

根据综合集成环境的任务需求和功能需求，　

遵循“功能需求确定结构”的系统构建原理，武器　

装备体系需求生成综合集成环境由分析系统（包　

括作战任务分析子系统、作战能力分析子系统、装　

备体系系统需求分析子系统）、验证评估系统、需　

求管理子系统、综合研讨系统、数据库组成，各个　

系统还包含各自的子系统、功能模块或功能组件。　

武器装备体系需求生成综合集成环境的逻辑功能　

结构，如图１所示。　

分析系统　作战任务分析子系统　Ｉ　ｌ　作战能力分析子系统　装备体系系统需求分析子系统　匪匦巫圈匮耍西亟圃　

匝匿匝　匝亟巫匾圈　

匮重巫亘圈　

资源文档和彗型ｌ　Ｉ任｛　亳产档Ｊ　Ｊ任｛　ｌ　档Ｊ　Ｊ能｛　鑫产档Ｊ　ｌ；ｌ　蚕案妻转　撵　Ｊ　Ｊ体｛ｉ　档　

网络　

体罨莲蔫　档ｆｌ验证评估数据　和模型　ｌ　Ｉ　

验证评估系统　数据库　国圄　

圈圆…　综合研讨　系统　各类需求文档ｌ　ｆ受控需求　和模型一Ｉ　Ｉ　和模型　

需求管理子系统　

图１

　武器装备体系需求生成综合集成环境逻辑功能结构