工程弹性系统与系统弹性理论研究综述

工程弹性系统(engineered resilient system,ERS)是美国国防部(department of defense,DOD)应对越来越不确定的任务和环境而提出的未来国防系统发展战略,对复杂系统的工程实践与系统弹性理论都带来新的挑战。首先,对ERS提出的背景和相关概念进行介绍,重点对美国国防领域对ERS的一些观点进行分析,包括ERS的关键属性、弹性工程与现役系统关系、ERS设计中考虑的因素和ERS与系统工程的关系等,并对美国DOD优先立项的ERS项目研究进展进行了的研究。其次,对弹性相关的学术研究进行了述评,包括不同领域中弹性的概念、系统弹性不同的评价方法以及系统弹性设计方法,以便于对ERS的发展有一个较为全面的了解和借鉴。最后,在ERS发展研究基础上,从理论和应用角度对ERS和系统弹性理论面临的挑战进行了讨论。     

战争复杂系统与战争模拟研究

信息化战争研究需要系统理论的指导，需要新型的战争模拟手段。从系统复杂性出发，针对信息化战争的变化，介绍了以系统理论为核心、以现代信息技术为手段、面向战争全过程的战争工程的思想，提出了建立面向战争各领域的虚拟全球战争空间的概念模型，并以此为基础研究了战争复杂系统的建模与仿真的有关问题。     

复杂生产系统的平行管理方法与案例

为实现复杂生产系统的综合管理目标,提出了平行管理理论,即构建与生产系统相一致的人工系统,采用计算实验方法对系统规律进行研究,通过实际系统与人工系统的平行运行和交互实现对实际复杂生产系统的管理。结合乙烯生产系统长周期生产管理的应用实例,开发的平行培训系统加强了对员工标准行为的培训,平行评估系统主要侧重于对管理制度的评估,而最终形成的平行管理系统将实现对复杂生产过程的综合管理,全面提升企业的管理水平和综合竞争力。     

用系统科学理论指导我国核电工程管理信息系统建设

在系统科学理论的指导下，结合博士课题研究工作，探讨了我国核电工程管理信息系统研究与开发问题，并提出了若干建议，包括：建立核电工程统一编码系统；研究工程管理的理论与方法，建立科学管理模型；进行全面规划，建立开放的管理信息系统；加强人机环境，重视人的主导作用等五个方面。     

大系统理论体系下的飞行器多学科设计优化方法

阐述了飞行器多学科设计优化方法与大系统理论的关系.在大系统理论体系下根据不同的分类原则和系统的特点将系统逐层分解分类,同时依据大系统理论的分解协调法对现有飞行器多学科设计方法进行了分类,阐明了每种算法的理论背景和适用范围.飞行器设计系统是典型的工程大系统,同时飞行器多学科设计优化方法是以大系统理论为基础的,因此要在研究飞行器多学科设计优化的同时对大系统理论方法进行研究,推动多学科设计优化的发展.     

我国系统科学与工程研究的演化与发展

采用文献分析的方法,将1981年~2015年划分为七个时间段,以系统科学与工程领域十三个重要期刊为样本,分析我国系统科学与工程领域研究的发展历程.结果显示:1)整体趋势上,1981年~2005年我国系统科学与工程研究得到了快速发展,2006年~2015年逐步趋于稳定;2)在研究内容上,非线性系统、系统稳定性与系统优化等主要研究领域始终保持着较高的关注度,神经网络、遗传算法与仿真等是解决系统科学问题的重要方式,且随着时代的发展,系统科学与工程的研究领域呈现与时俱进的特性;3)通过与国际研究的比较,发现国际上更注重控制论、系统理论等理论研究,但在大多数研究领域与国内研究具有一致性,我国学者在系统科学与工程领域的作用显著提高.     

人工鱼多感知系统融合研究

人工鱼利用人工生命方法实现计算机动画,研究并实现了人工鱼的多感知融合系统。多感知是系统决策与行为的前提,首先利用多源注意力理论建立了人工鱼的多感知融合模型,并设计了感知权重分析器,并结合外部环境和内部状态对人工鱼的多感知行为进行了设计,最后给出了行为驱动的注意机制感知融合算法。经动画仿真,得到满意结果。多感知融合的研究和实现可为机器鱼及机器人的感知融合研究提供软件仿真平台。     

黄河中下游灾害系统的脆性源控制

将复杂系统的脆性理论引用到黄河灾害的研究。量化了复杂系统脆性的定义和特性,并基于复杂系统的脆性特征,运用系统动力学原理对黄河中下游的自然灾害进行系统的分析,建立了自然灾害系统的链锁式反应机制模型。在此基础上,结合黄河中下游的现状,提出了工程和非工程的灾害预防控制措施。     

水下拖曳系统稳定姿态仿真计算

建立了AUV拖曳系统水下拖缆的平面形状和张力的二维数学模型。通过对水听器形状不同的AUV拖曳系统在不同航速状态下的计算，比较各个状态下的拖曳系统的位形，在此基础之上结合拖曳系统的特性，提出了附加阻力的实验性设想，并给出了仿真计算结果进行分析，具有一定的工程应用价值。     

综合集成管理下的大型工程组织系统

本文首先在已有文献基础之上,对工程组织及工程组织系统概念进行区分,重新对工程组织系统进行了界定;运用系统论对其系统属性、系统要素、及系统结构进行了全面的分析,最后提出了大型工程组织系统需具备的功能及实现途径。     

自然人造复合系统的开发原理与途径——以区域大中型沼气能源工程系统开发为例

由自然系统和人造系统所构成的自然人造复合系统是一个反馈动态复杂系统,其系统发展中存在系列问题待研究.针对系统开发问题,提出了通过各子系统人员责任和目标的实现,实现系统总目标的自然人造复合系统开发原理,新建了系统仿真与"干中学"结合的自然人造复合系统开发途径.以井冈山西部萍乡市泰华养殖场区域大中型沼气能源工程为例,针对其中沼气能源工程系统开发系列实际问题,通过表函数和选择函数等多种形式函数的结合,建立系统动力学仿真方程,用沼气开发和应用子仿真模型逐步建模法对各不同问题逐一进行仿真实验,实现系统仿真与"干中学"相结合,并通过公司、大学、管理人员与农业技术员、政府、农户等各子系统责任和目标的实现,达到区域沼气能源工程系统高效开发总目标.此研究结果对自然人造复合系统开发有理论和示范意义.     

串联系统备件满足率分配及配置优化

备件作为装备维修保障的重要物质资源,装备研制单位需要将使用方提出的备件满足率要求进行合理分配,为合理制定备件配置方案提供输入,已成为目前装备研制阶段急需解决的重要问题之一.针对备件满足率只有统计定义的问题,论文研究了单备件满足率和串联系统备件满足率的概率性质,给出了其概率模型,揭示了备件满足率的内涵和工程意义.在此基础之上,以串联系统备件满足率的概率模型为基础,研究了系统备件满足率的两种分配方法,即线性代数分配模型和以备件总重量最小为目标的备件配置优化模型,为合理制定串联系统备件保障方案提供了理论依据.     

人口问题与人工社会方法:人工人口系统的设想与应用

提出利用人工社会的思想，结合复杂系统的理论和方法，建立人工人口系统以及相应的人口计算试验手段和人口管理平行系统的设想。主要工作包括人工人口系统的基本框架，计算试验与人口政策的评估、平行系统与人口的控制与管理，以及基本综合集成研讨厅的实现方式。     

基于PRA方法的风险分析系统设计

探讨了应用概率风险评估（PRA）方法进行工程项目风险分析的可行性，在此基础之上研究给出了一个基于PRA方法的风险分析系统。该系统可用于工程项目的风险分析建模和评估，具有一定的理论及工程实用价值。     

规模养殖循环经济增长上限系统反馈分析

基于系统动力学反馈分析理论和学习型组织理论创始人彼得·圣吉博士的成长上限理论,提出定性与定量紧密结合的增长上限顶点赋权图模型分析法.以地处井冈山西域的兰坡村规模养殖废弃物综合利用系统为例,对规模养殖循环经济系统进行反馈分析,利用该系统的增长上限顶点赋权图模型,定量地分析以沼气工程为纽带的规模养殖废弃物生物质能源开发利用、污染治理模式运行中蕴含的四条增长正反馈环、四条制约负反馈环的反馈力度和反馈规律,揭示阻碍其有效运行的上限子系统存在的原因.依据＂促进增长上限系统发展的杠杆解是消除制约因素＂的管理方针,基于系统内现有的资源条件,提出建立扩充沼气用户工程、沼液与灌溉用水分流工程、旱地与冬闲田蔬菜种植综合开发工程及政府建立配套政策等四条对策建议,形成有效的杠杆解.这一杠杆解及其分析方法在兰坡村规模养殖循环经济系统得到了成功的应用,对于我国农村目前广泛存在的种植业和养殖业相对不分离、有一定的土地消纳废弃物的养殖方式具有普遍的实用性.     

任意初始状态下非正则系统的迭代学习控制设计

迭代学习控制已广泛应用于各种机器人控制系统,但目前的方法大多数都假设系统具有零初始误差。在实际工程应用中,迭代学习的初始状态往往会发生漂移,现有的学习算法不能正确地使用。针对具有非零初始误差的非正则线性离散系统,研究了其迭代学习算法,提出了两种新型的初始状态的学习方法,利用2 D系统理论,对迭代学习进行了2 D分析,以保证所提出算法的稳定性。由于不需要假设系统初始误差为零,该算法更符合工程实际,仿真验证了算法的有效性。     

地球系统科学与可持续发展(Ⅴ)——理论基础概述

地球系统科学是可持续发展战略的科学基础,它跨越一系列自然与社会科学。本文将两者融为一体进行系统研究,讨论了地球系统科学与可持续发展研究的意义及其内涵,并初步提出了理论体系。同时,本文以地球系统科学为指导思想,对大地构造学进行了深入、系统地总结、分析和研究。在此基础上,尝试提出了地球系统科学统一构造理论的学术观点。取得八点结论     

基于复杂系统理论的C~3I系统理论研究框架

指挥控制通信与情报（Ｃ￣３Ｉ）系统已经成为现代战争中必不可少的一个有机组成部分，它在现代战争中的重要性已逐惭为人们所瞩目。然而，Ｃ￣３Ｉ系统发展与建设仍缺乏理论指导，它作用于战争过程的机制仍不清楚，总而言之，目前还缺乏关于Ｃ￣３Ｉ系统的基础理论。本文站在现代战争全局的角度研究Ｃ￣３Ｉ系统，运用复杂系统理论，提出了一个基于复杂系统理论的Ｃ￣３Ｉ系统研究框架，并在这个框架下以不确定性、物质能量与信息全面开放性、作用机制非线性这三个复杂系统特性为出发点，对Ｃ￣３Ｉ系统各环节以及Ｃ￣３Ｉ系统对战争过程的影响等问题进行了研究，同时介绍一系列研究成果。     

工程级和交战级仿真系统体系结构研究

提出了工程级和交战级仿真系统体系结构,指出该体系结构由数字仿真层和硬件在回路中的仿真层组成.还提出了工程级和交战级仿真支撑环境体系结构,指出该体系结构由建模与仿真支撑环境、建模与仿真资源库以及相应的模型标准组成.以联合建模与仿真环境JMASE为例对工程级和交战级仿真体系结构的实现方法和技术进行了详细研究.     

航天复杂产品系统智能优化协调方法及其应用

复杂产品系统优化协调方法在航天系统工程理论研究和工程应用中具有重要的研究价值和意义。 分析了航天复杂产品系统的特点和优化协调的目的,按照总体、子系统的层次构成关系,建立了航天复杂产品系 统优化协调的数学模型。研究了智能优化算法,分析了复杂产品系统协调过程与智能优化算法的相似性,在此基 础上提出了复杂产品系统智能优化协调方法。通过粒子群算法求解资源分配问题的应用算例,证明了智能优化 协调方法的有效性。