C4ISR体系结构设计工具的产品一致性维护方法

产品一致性维护是确保C⁴ISR系统体系结构设计正确的重要手段。分析了产品一致性维护的原因,主要是由于体系结构产品之间在描述内容上的密切联系、相互依赖。对产品之间的各种关联关系进行系统地总结,分成显式关联和隐式关联两大类,提出了在C⁴ISR系统体系结构设计工具中对各类关联关系进行一致性维护的时机、策略和方法,并在自主开发的C⁴ISR系统体系结构设计环境中实现。     

基于UML的软件开发支持环境

UML(Unified Mbdeling Language)已经成为面向对象建模语言事实上的工业标准.介绍了基于UML的软件开发支持环境UML-Designer和环境所支持的软件开发过程.体系结构设计是环境成功的关键,重点讨论了建立在VEPL产品线上的VEA重用体系结构、考虑产品特点搭建的系统交互体系结构,以及体系结构关键问题的通用解决方案.     

基于SysML的系统体系结构产品设计

系统建模语言(SysML)是国际对象管理组织(OMG)开发的系统工程可视化体系结构设计语言。以该设计语言为基础,参照美国国防部体系结构框架文件(DoDAF),提出一种基于模块化功能分析的体系结构设计思路和体系结构产品描述过程。综合系统工程结构化方法和面向对象方法的优势,支持集成系统高层体系结构设计描述、分析及校验。论述系统体系结构产品设计步骤,并采用防空作战指挥系统的部分产品生成实例展示此过程。     

面向装配工艺规划的集成式装配模型研究

虚拟装配能够有效地支持装配设计过程,提高产品可装配性。提出了面向装配工艺规划的虚拟装配体系结构,在此基础上提出了一种面向装配工艺规划的集成式装配模型,并分析了模型的信息组成、获取方式和组织结构。结合某燃料电池设计项目,在清华大学国家CIMS工程技术研究中心的虚拟装配支持系统VASS上对面向装配工艺规划的虚拟装配体系结构和集成式装配模型进行了验证。应用表明,该集成的产品装配模型能够有效支持产品装配工艺规划的全过程。     

基于SA的C4ISR体系结构可视化建模

SA是国外先进成熟的武器系统体系结构的分析、设计、可视化建模与验证工具.介绍了SA的基本概念、功能与模块组成.结合"无人机侦察系统"C4ISR体系结构建模案例,根据SA中C--4ISR系统OV视图产品的开发步骤,开发,设计了C--4ISR OV视图中几个关键产品模型,为后续深入研究如何利用SA进行所需C4ISR系统体系结构的可视化分析、设计与建模打下基础.     

计算机仿真系统生成工具SIMS的设计与实现

分析了当前仿真系统快速生成技术，提出了基于体系结构模型与部件生成技术相结合的方法。定义了一套通用的指令集描述语言IDL，生成相应的功能部件；设计并实现了一个支持多种体系结构的计算机仿真系统快速生成工具SIMS。最后介绍了两个利用SIMs开发的仿真器MIIS和PSE。     

武器装备体系结构可执行模型

探讨了可执行武器装备体系结构的总体框架,分析了建立可执行体系结构的三个阶段,提出了建立可执行模型的方法和步骤。该方法以体系总体描述、系统体系结构、作战活动图、作战顺序图以及作战规则模型等视图产品为基础,通过视图产品到仿真模型的映射机制建立可执行模型。以ExtendSim仿真工具作为可执行模型的运行环境,选取战时情报侦察监视体系作为实例研究,说明了该方法用于武器装备体系结构动态分析是可行的。     

基于知识的产品协同设计系统体系结构研究

从产品生命周期的视角，提出基于分布式广义知识库系统支持的产品协同设计系统的体系结构，该结构包括三个层次：基础层、应用层和决策层。研究基于知识的工程系统支持CAD协同、产品信息建模及可视化仿真的方法，系统论述各层次的设计数据管理和交换机制。在基于知识的工程环境下，研制面向产品生命周期的协同设计系统框架。给出断路器开发实例，实现其生命周期协同开发的数据和知识的交流与共享。     

以活动为中心的体系结构设计方法研究

体系结构框架为开发和表示体系结构提供了规则、指导和产品描述,保证了在理解、比较和集成体系结构时有一个公共的标准.针对体系结构框架,在以产品为中心和数据为中心的设计方法的基础上,提出了以活动为中心的体系结构设计方法,定义了节点、信息、活动等体系结构的核心实体以及相互关系,分析了以活动为中心的体系结构开发过程和基于可执行模型动态特性分析方法,并以防空反导作战为例,说明该方法的可行性.     

C4ISR系统体系结构的仿真验证方法研究

C4ISR系统体系结构设计在系统研制中的地位和作用越来越受到重视,体系结构设计的质量将直接关系到系统开发的成败.体系结构验证是利用体系结构产品,将其转换为可执行模型,通过分析可执行模型的执行过程和结果,从而验证评估体系结构设计质量的方法.文章研究了体系结构验证的基本思路,利用现有的组件化建模仿真技术与环境,以部分C4ISR体系结构产品为基础构建仿真系统,通过仿真实验来进行体系结构验证,从而为体系结构验证提供技术支持.     

基于面向对象思想的SoS体系结构设计方法

针对一类由众多组件系统集结而成的系统之系统（system of systems, SoS）以美国国防部体系结构框架（DoDAF）为标准,提出了一种基于面向对象思想的SoS体系结构DoDAF作战视图产品五阶段迭代设计方法。利用UML静态和动态建模机制的特点,采用自顶向下、自底向上相结合的方式实现SoS体系结构作战视图产品的面向对象描述。以一个战术导弹防御（tactical missile defense, TMD）系统为例,详细说明SoS体系结构DoDAF作战视图产品的面向对象设计过程,并总结了该方法的两大优越特性：横向通用性与纵向可复用性,以及由此给SoS体系结构带来的“柔性”优势。这是传统设计方法所不能实现的。     

可重定向编译器生成环境研究

针对嵌入式系统软件设计过程中对编译器的可重定向性提出的新要求,提出了一种基于体系结构描述语言XpADL的可重定向编译器生成方法。XpADL是一种基于XML的体系结构描述,它为编译器提供进行代码生成所需的目标机器相关信息。编译器与XpADL解析模块之间的接口设计使得编译器具有良好的可重定向性。在基于XpADL的编译器框架中,对指令的调度算法进行了性能的评估,说明了本编译器框架的实用性。     

多准则决策评价系统设计

针对产品设计中方案设计与评价的复杂的决策问题 ,研究并设计了基于知识的 ,有限方案的多准则决策评价系统 .文章从系统的体系结构、功能结构、数据结构、工作机制 ,以及实现途径等方面进行了阐述 .首先综合考虑技术及经济等各项设计指标 ,建立并维护多准则的决策指标模型 ;然后以知识库、模型库、数据库、方法库等信息源为基础 ,设计各种信息处理工具 ,包括知识处理工具、方案处理工具、多准则决策评价工具 ;综合运用知识推理以及多准则决策评价方法 ,按评价指标模型 ,对有限的待选方案进行评价与排序 ,最后综合分析的结果为复杂的方案论证过程提供科学的决策依据.     

协同仿真环境体系结构

体系结构是协同仿真环境中最重要的因素之一，是协同仿真环境的基本配置和基本软件框架，决定了协同仿真环境的性能和实现方式。本文探讨了体系结构的一般概念和设计体系结构的一般原则。针对协同仿真环境的特点，在分析协同仿真环境对体系结构的要求的基础上，结合实验室具体情况，给出了一个实用性强、层次清楚的协同仿真环境体系结构。     

面向数据质量的ETL过程建模与实现

为了给数据仓库提供高质量的数据，在数据装载到数据仓库之前必须经过数据的抽取-转换-装载(Extraction-Transformation-loading，ETL)这一系列的预处理工作。复杂性和可用性是制约ETL系统的两大基本问题。为解决这些问题，给出了ETL过程统一的体系结构设计，包括ETL元数据对象建模、ETL转换函数设计、ETL任务建模以及ETL任务模型的描述语言(XTDL）。基于该体系结构和设计思想开发出一个ETL系统-MSETL，目的是为多策略数据挖掘平台(MSMiner)提供高质量的数据。它提供友好界面并对ETL过程进行统一的元数据管理，包括：ETL转换函数的注册和删除；任务模型的生成、执行和删除等功能。     

机翼结构布局的知识驱动设计

探讨了机翼结构布局设计知识驱动方法的实现问题。对布局设计的各类知识、求解策略、知识驱动的黑板模型进行了讨论,将它们纳入到一个统一的知识管理和问题求解系统框架中。开发了机翼结构布局智能设计系统原型,并应用于某战斗机机翼结构布局。系统能根据给定的设计要求,形成一个结构布局合理的初始方案。研究表明,开发知识驱动的设计工具,是解决机翼结构布局设计问题的一条可行途径。     

基于体系结构设计的空战系统任务元模型建模

作战体系结构设计可以解决由于空战系统本身的复杂性和涌现性导致难以建模描述的问题, 随着未来空战新概念发展, 需要从基于模型的系统工程思想角度, 在统一的结构框架下构建空战系统任务元模型以适应体系架构的更迭变化。首先, 描述了任务元模型内涵。然后, 提出了一种基于体系结构设计的任务元模型构建方法, 根据该方法选取并设计美国国防部体系结构框架的视图产品。最后, 选取超视距(beyond visual range, BVR)空战想定进行作战体系结构建模, 根据标准语义关系抽取描述任务关键特征的BVR空战系统任务元模型数据组, 生成任务元模型数据库。结果表明, 所提方法能够实现作战概念需求引导下作战任务模型架构的快速组合、验证和复用。     

基于UPDM的防空反导系统时效性分析

现代战争中,时效性是评价防空反导系统战略预警、指挥决策等性能的重要指标。提出了一种基于仿真的防空反导系统时效性分析方法,从体系结构的角度评估防空反导系统的时延对反导成功率的影响。为此,首先提出防空反导系统时效性分析方法与过程,然后采用UPDM(unified platform of defense model)工具对防空反导流程进行体系结构相关产品的设计,最后利用所提方法对防空反导体系结构进行仿真,分析时延因素对防空反导成功率的影响,为时延分配、作战流程优化提供思路。