本书论述了军事系统研究方法论，描述了装备保障系统的任务过程、功能结构、组织结构和运行机制，阐述了保障对象维修工作量分布规律及其确定方法，采用解析方法，建立了装备保障系统的输入、输出与系统结构之间的对应关系，给出了装备保障系统的解析模型、优化模型及计算示例。采用多种视图建模方法，建立了装备保障系统的功能模型、组织模型、信息模型、资源模型及过程模型，为规范装备保障系统功能、设计保障系统结构、调配保障系统资源、分析保障系统信息、优化保障系统流程，实现精确、高效的保障提供理论支持。本书可以作为装备机关、军事院校、科研单位及部队人员学习装备保障系统建模的书籍，也可作为装备保障系统研究与教学方面的参考书。

体系工程与装备论证系列丛书＜br/＞总 序＜br/＞1990年，我国著名科学家和系统工程创始人钱学森先生发表了《一个科学新领域—开放的复杂巨系统及其方法论》一文。他认为，复杂系统组分数量众多，使得系统的整体行为相对于简单系统来说可能涌现出显著不同的性质。如果系统的组分种类繁多，具有层次结构，并且它们之间的关联方式又很复杂，就成为了复杂巨系统；再如果复杂巨系统与环境进行物质、能量、信息的交换，接收环境的输入、干扰并向环境提供输出，并且具有主动适应和演化的能力，就要作为开放复杂巨系统对待了。在研究解决开放复杂巨系统问题时，钱学森先生提出了从定性到定量的综合集成方法，这是系统工程思想的重大发展，也可以看作对体系问题的先期探讨。＜br/＞从系统研究到体系研究涉及很多问题，其中有3个问题应该首先予以回答：一是系统和体系的区别；二是平台化发展和体系化发展的区别；三是系统工程和体系工程的区别。下面引用国内两位学者的研究成果讨论对前面两个问题的看法，然后再谈谈本人对后面一个问题的看法。＜br/＞关于系统和体系的区别。有学者认为，体系是由系统组成的，系统是由组元组成的。不是任何系统都是体系，但是只要由两个组元构成且相互之间具有联系就是系统。系统的内涵包括组元、结构、运行、功能、环境，体系的内涵包括目标、能力、标准、服务、数据、信息等。系统最核心的要素是结构，体系最核心的要素是能力。系统的分析从功能开始，体系的分析从目标开始。系统分析的表现形式是多要素分析，体系分析的表现形式是不同角度的视图。对系统发展影响最大的是环境，对体系形成影响最大的是目标要求。系统强调组元的紧密联系，体系强调要素的松散联系。＜br/＞关于平台化发展和体系化发展的区别。有学者认为，由于先进信息化技术的应用，现代作战模式和战场环境已经发生了根本性转变。受此影响，以美国为首的西方国家在新一代装备发展思路上也发生了根本性转变，逐渐实现了装备发展由平台化向体系化的过渡。1982年6月，在黎巴嫩战争中，以色列和叙利亚在贝卡谷地展开了激烈空战，这次战役的悬殊战果对现代空战战法研究和空战武器装备发展有着多方面的借鉴意义，因为采用任何基于武器平台分析的指标进行衡量，都无法解释如此悬殊的战果。以色列空军各参战装备之间分工明确，形成了协调有效的进攻体系，是取胜的关键。自此以后，空战武器装备对抗由“平台对平台”向“体系对体系”进行转变。同时，一种全新的武器装备发展思 路—“武器装备体系化发展思路”逐渐浮出水面。这里需要强调的是，武器装备体系概念并非始于贝卡谷地空战，当各种武器共同出现在同一场战争中执行不同的作战任务时，原始的武器装备体系就已形成，但是这种武器装备体系的形成是被动的；而武器装备体系化发展思路应该是一种以武器装备体系为研究对象和发展目标的武器装备发展建设思路，是一种现代装备体系建设的主动化发展思路。因此，武器装备体系化发展思路是相对于一直以来武器装备发展主要以装备平台更新为主的发展模式而言的。以空战装备为例，人们常说的三代战斗机、四代战斗机都基于平台化思路的发展和研究模式，是就单一装备的技术水平和作战性能进行评价的。可以说，传统的武器装备平台化发展思路是针对某类型武器平台，通过开发、应用各项新技术，研究制造新型同类产品以期各项性能指标超越过去同类产品的发展模式。而武器装备体系化发展的思路则是通过对未来战场环境和作战任务的分析，并对现有武器装备和相关领域新技术进行梳理，开创性地设计构建在未来一定时间内最易形成战场优势的作战装备体系，并通过对比现有武器装备的优势和缺陷确定要研发的武器装备和技术。也就是说，其研究的目标不再是基于单一装备更新，而是基于作战任务判断和战法研究的装备体系构建与更新，是将武器装备发展与战法研究充分融合的全新装备发展思路，这也是美军近三十多年装备发展的主要思路。＜br/＞关于系统工程和体系工程的区别。我感到，系统工程和体系工程之间存在着一种类似“一分为二、合二为一”的关系，具体体现为分析与综合的关系。数学分析中的微分法（分析）和积分法（综合），二者对立统一的关系是牛顿-莱布尼兹公式。它们构成数学分析中的主脉，解决了变量中的许多问题。系统工程中的“需求工程”（相当于数学分析中的微分法）和“体系工程”（相当于数学分析中的积分法），二者对立统一的关系就是钱学森的“从定性到定量综合集成研讨方法”（相当于数学分析中的牛顿-莱布尼兹公式）。它们构成系统工程中的主脉，解决和正在解决着大量巨型复杂开放系统的问题。我们称之为系统工程Calculus。＜br/＞总之，武器装备体系是一类具有典型体系特征的复杂系统，体系研究已经超出传统系统工程理论和方法的范畴，需要研究和发展体系工程，用来指导体系条件下的武器装备论证。＜br/＞在系统工程理论方法中，系统被看作具有集中控制、全局可见、有层级结构的整体，而体系是一种松耦合的复杂大系统，已经脱离了原来以紧密层级结构为特征的单一系统框架，表现为一种显著的网状结构。近年来，含有大量无人自主系统的无人作战体系的出现使得体系架构的分布、开放特征愈加明显，正在形成以即联配系、敏捷指控、协同编成为特点的体系架构。以复杂适应网络为理论特征的体系，可以比单纯递阶控制的层级化复杂大系统具有更丰富的功能配系、更复杂的相互关系、更广阔的地理分布和更开放的边界。以往的系统工程方法强调必须明确系统目标和系统边界，但体系论证不再限于刚性的系统目标和边界，而是强调装备体系的能力演化，以及对未来作战样式的适应性。因此，体系条件下装备论证关注的焦点在于作战体系架构对体系作战对抗过程和效能的影响，在于武器装备系统对整个作战体系的影响和贡献率。＜br/＞回顾40年前，钱学森先生在国内大力倡导和积极践行复杂系统研究，并在国防科学技术大学亲自指导和创建了系统工程与数学系，开办了飞行器系统工程和信息系统工程两个本科专业。面对当前我军武器装备体系发展和建设中的重大军事需求，由国防科学技术大学王维平教授担任主编，集结国内在武器装备体系分析、设计、试验和评估等方面具有理论创新和实践经验的部分专家学者，编写出版了“体系工程与装备论证系列丛书”。该丛书以复杂系统理论和体系思想为指导，紧密结合武器装备论证和体系工程的实践活动，积极探索研究适合国情、军情的武器装备论证和体系工程方法，为武器装备体系论证、设计和评估提供理论方法和技术支撑，具有重要的理论价值和实践意义。我相信，该丛书的出版将为推动我军体系工程研究、提高我军体系条件下的武器装备论证水平做出重要贡献。＜br/＞＜br/＞汪浩＜br/＞＜br/＞前 言＜br/＞本书是近二十年来学习装备保障系统理论，开展装备保障系统研究的结晶。作者前后开展了国家教委高等院校骨干教师资助计划项目、原总装备部科研项目等系列课题研究，对陆军装备保障系统的结构、功能、运行及建模进行了深入研究，为本书的撰写奠定了基础。＜br/＞本书分为方法论篇、数学建模篇、集成化多视图建模篇三部分，共9章。其中，方法论篇包含第1章；数学建模篇包含第2～4章；集成化多视图建模篇包含第5～9章。＜br/＞第1章简述了系统的基本概念及主要特征，给出了军事系统研究的程序及原则，提出了基于控制论的军事系统研究方法，对陆军装备保障系统的功能任务、组织结构、系统运行进行了分析，给出了装备保障系统解析模型的构建框架，简述了集成化多视图装备保障系统模型体系，为后续章节的展开提供了整体架构。＜br/＞第2章简述了装备故障的原因及其度量，按照维修工作的复杂性和维修工作量、质量特性参数恢复程度、维修的周期性，对陆军典型装备进行维修类型的描述。从部队装备维修的视角对装备维修性进行了阐述，给出了保障对象维修工作量分布规律，通过典型示例描述了保障对象维修工作量分布规律的确定方法。＜br/＞第3、4章采用解析方法，建立装备保障系统的输入、输出与系统结构之间的对应关系，构建装备保障系统需求、能力、效果的分析模型，建立装备保障系统的优化模型并通过典型数据方案进行应用示例计算。＜br/＞第5～8章分别论述了装备保障系统的功能模型、组织模型、信息模型、资源模型的意义、建模方法，采用多种视图建模方法，构建装备保障系统的功能模型、组织模型、信息模型、资源模型，为规范保障系统的功能、设计保障系统的结构、分析保障系统的信息、调配保障系统的资源，实现精确、高效的保障提供理论支持。＜br/＞第9章简述了装备保障过程建模目的、评价参数、建模方法，给出装备保障过程建模方案，论述装备保障过程优化的原则、方法，最后通过一个综合应用示例给出过程建模的应用效果。＜br/＞在本书选题、书名确定及出版过程中，得到了陆军装甲兵学院徐航院长的大力支持，在此表示衷心感谢！＜br/＞本书逻辑严谨、体系清晰、内容新颖，具有可读性和实用性，既可为装备机关、部队、研究院所从事装备工作的人员提供方法指导，也可作为军事院校教师、学生的学习教材或参考书目。＜br/＞＜br/＞陈春良＜br/＞2019.1＜br/＞

目 录＜br/＞方法论篇＜br/＞第1章 军事系统研究方法论 2＜br/＞1.1 系统的概念及基本特征 3＜br/＞1.2 军事系统研究的程序和原则 4＜br/＞1.3 基于控制论的军事系统研究方法 6＜br/＞1.4 军事系统任务过程及组织结构分析原则 8＜br/＞1.5 装备保障系统分析及建模框架 9＜br/＞1.5.1 保障系统功能任务分析 10＜br/＞1.5.2 保障系统的组织结构 11＜br/＞1.5.3 保障系统运行分析 13＜br/＞1.5.4 保障系统建模框架 16＜br/＞1.6 集成化多视图装备保障系统模型体系 18＜br/＞数学建模篇＜br/＞第2章 保障对象的特性描述 22＜br/＞2.1 装备故障的原因及其度量 23＜br/＞2.1.1 故障的分类及原因分析 23＜br/＞2.1.2 装备技术故障的度量 25＜br/＞2.1.3 装备战损率的测算 26＜br/＞2.2 装备维修类型的描述 29＜br/＞2.3 装备维修性的描述 32＜br/＞2.3.1 维修性的定义 32＜br/＞2.3.2 维修性的定性及定量描述 33＜br/＞2.4 维修工作量的分布规律及确定方法 34＜br/＞2.4.1 指数分布 34＜br/＞2.4.2 对数正态分布 34＜br/＞2.4.3 艾拉姆咖（Эрланга）分布 34＜br/＞2.4.4 维修工作量分布规律的确定方法 36＜br/＞2.5 基于统计数据的维修工作量分布规律确定 37＜br/＞2.6 基于神经网络算法的战伤装备维修工作量分布规律确定 39＜br/＞2.6.1 战伤装备维修工作量的计算方法 39＜br/＞2.6.2 装备部件毁伤仿真生成原理 40＜br/＞2.6.3 战伤装备维修工作量仿真生成算法 40＜br/＞2.6.4 仿真应用示例 41＜br/＞第3章 装备保障系统模型构建及计算示例 48＜br/＞3.1 装备保障系统模型的逻辑结构和形式化描述 49＜br/＞3.1.1 装备保障系统模型的作用及逻辑结构 49＜br/＞3.1.2 装备保障系统的形式化描述 50＜br/＞3.2 装备保障系统输入模型 51＜br/＞3.2.1 模型假设条件 51＜br/＞3.2.2 模型的输入参数集 52＜br/＞3.2.3 系统输入计算模型 52＜br/＞3.3 装备保障系统能力计算模型 54＜br/＞3.3.1 能力模型的形式化描述 54＜br/＞3.3.2 保障机构的编成及任务区分 55＜br/＞3.3.3 保障能力的计算模型 56＜br/＞3.4 装备保障系统决策模型 57＜br/＞3.5 装备保障系统输出模型 58＜br/＞3.5.1 军事效益评价指标 59＜br/＞3.5.2 经济效益评价指标 60＜br/＞3.5.3 系统输出计算模型 60＜br/＞3.5.4 模型的总体算法流程 62＜br/＞3.6 基于典型数据的装备保障系统计算示例 64＜br/＞3.6.1 模型的基础数据 64＜br/＞3.6.2 模型的输出结果 67＜br/＞3.6.3 模型的灵敏度分析 69＜br/＞第4章 装备保障系统优化模型构建及计算示例 74＜br/＞4.1 装备保障系统优化模型分析 75＜br/＞4.1.1 优化模型的用途和假设条件 75＜br/＞4.1.2 可控参数及取值范围 75＜br/＞4.1.3 优化模型的初始信息 76＜br/＞4.2 基于最小二乘准则的装备保障系统优化模型 77＜br/＞4.2.1 能力计算模型 77＜br/＞4.2.2 修理流强度的计算模型 78＜br/＞4.2.3 优化准则及优化函数 79＜br/＞4.2.4 优化程序流程 80＜br/＞4.3 基于遗传算法的装备保障系统优化方法 81＜br/＞4.3.1 算法设计 81＜br/＞4.3.2 遗传算法的程序结构 82＜br/＞4.4 基于典型数据的装备保障系统优化计算示例 83＜br/＞4.4.1 进攻战役装备保障系统优化计算示例 83＜br/＞4.4.2 防御战役装备保障系统优化计算示例 85＜br/＞4.4.3 计算示例分析 86＜br/＞集成化多视图建模篇＜br/＞第5章 装备保障系统功能建模及应用 89＜br/＞5.1 基于Agent的装备保障系统结构 90＜br/＞5.1.1 装备保障系统框架结构 90＜br/＞5.1.2 装备保障系统的层次结构 92＜br/＞5.2 装备保障系统功能模型的意义及建模方法 93＜br/＞5.2.1 装备保障系统功能模型的意义 93＜br/＞5.2.2 IDEF0方法 94＜br/＞5.3 装备保障系统功能模型 98＜br/＞5.3.1 情报与决策支持模块 101＜br/＞5.3.2 资源管理模块 102＜br/＞5.3.3 指挥控制模块 103＜br/＞5.3.4 保障行动模块 105＜br/＞5.3.5 保障评估与信息反馈模块 106＜br/＞第6章 装备保障系统组织建模及应用 109＜br/＞6.1 组织模型概述 110＜br/＞6.1.1 组织模型的概念 110＜br/＞6.1.2 组织模型的描述方法 110＜br/＞6.2 UML建模方法 112＜br/＞6.2.1 UML建模方法的特点 112＜br/＞6.2.2 UML基本描述 112＜br/＞6.3 组织建模应用示例 115＜br/＞6.3.1 保障组织结构建模 115＜br/＞6.3.2 保障系统的组织元模型 115＜br/＞6.3.3 组织模型与过程的关联描述 118＜br/＞第7章　装备保障系统信息建模及应用 120＜br/＞7.1 装备保障信息模型概述 121＜br/＞7.1.1 信息模型的定义 121＜br/＞7.1.2 建模目的及原则 121＜br/＞7.2 装备保障信息模型的建模方法 122＜br/＞7.2.1 实体关系建模方法 122＜br/＞7.2.2 数据流程图（DFD）建模方法 123＜br/＞7.3 装备保障信息模型的构建 124＜br/＞7.3.1 装备保障系统的信息流分析 124＜br/＞7.3.2 保障指挥和保障行动信息流分析 126＜br/＞7.3.3 信息模型的构建示例 127＜br/＞第8章　装备保障系统资源建模及应用 130＜br/＞8.1 资源模型概述 131＜br/＞8.1.1 资源模型内涵 131＜br/＞8.1.2 资源建模目的 131＜br/＞8.2 基于UML的资源建模方法 131＜br/＞8.3 基于UML的保障资源建模 132＜br/＞8.3.1 资源实体及其分类 132＜br/＞8.3.2 资源的属性及其描述 135＜br/＞8.3.3 资源模型的静态描述 136＜br/＞8.4 典型装备保障系统资源建模应用示例 138＜br/＞第9章　装备保障过程建模及应用 141＜br/＞9.1 装备保障过程建模目的及评价参数 142＜br/＞9.1.1 装备保障过程建模目的 142＜br/＞9.1.2 装备保障过程的评价参数 143＜br/＞9.2 装备保障过程的建模方法及建模方案 145＜br/＞9.2.1 装备保障过程的建模方法 145＜br/＞9.2.2 保障过程建模方案 148＜br/＞9.3 变结构Petri网及建模示例 149＜br/＞9.3.1 变结构Petri网概念 149＜br/＞9.3.2 变结构Petri网建模示例 151＜br/＞9.4 EI3PN装备保障过程建模方法 155＜br/＞9.4.1 IDEF3方法扩展 155＜br/＞9.4.2 装备保障过程视图 157＜br/＞9.4.3 装备保障过程视图（ESPV）转为Petri网模型 159＜br/＞9.4.4 保障过程模型的合理性分析 163＜br/＞9.4.5 EI3PN建模示例 166＜br/＞9.5 装备保障过程优化 168＜br/＞9.5.1 保障过程优化的原则 168＜br/＞9.5.2 保障过程优化的方法 169＜br/＞9.6 装备保障过程建模应用示例 172＜br/＞9.6.1 保障力量编组 172＜br/＞9.6.2 模型想定 173＜br/＞9.6.3 保障过程模型 176＜br/＞9.6.4 结果分析及结论 181＜br/＞