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前言

随着信息技术与体系工程、系统工程领域的日益融合,针对装备体系的研究与应用也在迅速发展。在要素协同作战框架下,装备体系具备可动态重构的特性,这不仅增加了装备体系的复杂性和交互性,使其具备更为明显的韧性特征,还提升了装备体系面对内外部干扰的响应和恢复能力。所谓韧性,是指系统在面对缺陷或干扰时,能够做出反应并恢复的能力,即装备体系在遭受干扰时仍能持续完成既定任务的能力。装备体系韧性研究具有重要意义和广阔应用前景,主要体现在以下几个方面。

创新的装备体系韧性作战概念具备快速重构的能力,包括全域机动、随机接入重组和能力涌现等典型特征。这些韧性体系能够自组织、自适应和自恢复,具备动态重构的能力,从而推动装备体系在实战中的应用和发展。这种方法能够实现多种武器系统、通信系统和多兵种的一体化联合作战,显著提高机动性和智能化水平,以达到最佳的作战效果。

装备体系的实战化能力可以通过体系化作战来实现,即利用强大的通信网络将地理上分散的作战单元集成为一体化的作战体系。这种方法通过自动化的资源调度与分配、信息资源的共享以及传感器与火力通道的配对等,实现各作战单元和要素之间的战场态势共享,将信息优势转化为决策和行动优势。通过物理资源与信息资源的共享与融合,显著提升装备体系应对内外部干扰的韧性能力,从而提高装备体系在实战中的作战效能。

装备体系韧性研究可增强装备体系的战备完好性。体系化、信息化作战在本质上仍然是联网作战、体系作战。当作战功能单元遭到破坏后,不仅要确保完整的杀伤链能够快速重建,还要保障装备体系的高可靠性和易连接的指挥通信能力。这使得分散的作战体系能够实现有效重构,并通过协同任务规划、智能决策技术、动态重构与韧性评估等技术应对内外部干扰和破坏,从而提升装备体系的韧性能力。这对于快速恢复战损和保持战备持续完好具有重要意义。

装备体系具备涌现性、网络特征、任务时序性和并发性等复杂特性,尽管装备体系的韧性受到其组成系统的可靠性、维修性、鲁棒性及相互依赖性等因素的影响,但应用当前的系统工程与可靠性工程方法已经无法有效解决相关问题。因此,深入探讨装备体系韧性问题具有重大意义和挑战性。

为了帮助读者全面理解装备体系韧性的概念、发展现状及未来趋势,本书以韧性理论为基础,深入探讨复杂装备系统和装备体系在内外部扰动下的建模、评估与优化设计方法。阅读本书需要读者具备随机过程、复杂网络理论和可靠性数学等专业知识背景。本书共分为6章:第1章介绍了装备体系的概念内涵;第2章详细论述了装备体系韧性的相关概念、韧性机理及评价方法;第3章探讨了复杂装备系统韧性分析与优化设计;第4章着重介绍了武器装备体系韧性建模分析,分别从资源层和能力层进行韧性分析,并给出韧性综合分析方法;第5章论述了武器装备体系韧性优化设计;第6章对全书进行了总结,并对未来装备体系韧性技术的发展提出建议。

本书的出版和所涉及的研究内容得到了国家自然科学基金项目(72101270,U2341213,72471192)、中国博士后科学基金面上资助项目(2023M732834),以及西北工业大学高水平教材建设基金的资助,在此表示感谢。由于作者水平有限,书中难免存在疏漏之处,欢迎广大读者批评指正。 zOmu+gXyJh841nEqh5R6N8qXN1Evi6uHujqFMRyLOxTJJaVKzXlMWDkzdTahsvWe

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