李 龍

(南京政治學(xué)院上海校區(qū)軍事信息管理系， 上海 200433)

模型驅(qū)動(dòng)的武器裝備體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李 龍

(南京政治學(xué)院上海校區(qū)軍事信息管理系， 上海 200433)

針對(duì)現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚未完全體現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)理念，體系層和系統(tǒng)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能平滑過(guò)渡，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)迭代中模型數(shù)據(jù)關(guān)系不清晰等問(wèn)題，提出了一種基于面向?qū)ο?、模型?qū)動(dòng)的武器裝備體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。該方法由能力需求分析、黑盒分析和白盒分析3個(gè)基本步驟組成，應(yīng)用了DoDAF(Department of Defense Architecture Framework)建?？蚣埽捎肧ysML(System Modeling Language)作為建模語(yǔ)言。最后，通過(guò)新型裝甲裝備作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例驗(yàn)證了其可行性。

武器裝備體系; 裝甲裝備體系結(jié)構(gòu); 模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì); DoDAF; SysML

武器裝備體系建設(shè)面臨2類復(fù)雜性：1)武器裝備體系作為一個(gè)復(fù)雜大系統(tǒng),其自身的復(fù)雜性；2)武器裝備體系建設(shè)過(guò)程涉及多部門、多學(xué)科、多約束，由此而產(chǎn)生的復(fù)雜性。因此，武器裝備體系建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含需求獲取與分析、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、集成、驗(yàn)證以及評(píng)估與優(yōu)化等。

在武器裝備體系建設(shè)早期，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是管理其復(fù)雜性的有效手段。近年來(lái)，基于模型的系統(tǒng)工程(Model-Based Systems Engineering，MBSE,又稱為模型驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì))在復(fù)雜系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域已得到應(yīng)用[1-3]。MBSE方法在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中將模型的建立和分析作為中心，具有描述清晰準(zhǔn)確、易于交流、驗(yàn)證方便、重用和需求跟蹤等諸多優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有體系層的MBSE方法研究主要分為結(jié)構(gòu)化分析方法和面向?qū)ο蟮姆治龇椒?類。1)在結(jié)構(gòu)化分析方法方面，Levis等[4]設(shè)計(jì)了C4ISR(Co-mmand, Control, Communication, Computer, Intelli-gence, Surveillance, Reconnaissance)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的流程；Wagenhals等[5]通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)化分析方法在C4ISR系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有效性；Piazsczyk[6]研究了利用DoDAF(Department of Defense Architecture Framework)視圖產(chǎn)品進(jìn)行需求獲取的MBSE方法?？傮w來(lái)看，結(jié)構(gòu)化分析方法主要采用基于功能分解的自頂向下逐步求精的方式，其缺點(diǎn)是：在進(jìn)行相似需求體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不能重用已有的模塊設(shè)計(jì)成果。2)面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄔ隗w系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果的可重用性和可擴(kuò)展性方面均具有優(yōu)勢(shì)。Bienvenu等[7]通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄔ贑4ISR系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有效性；車萬(wàn)方等[8]研究了基于UML的面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)C3I(Command, Control, Communication, Intelligence)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；饒德虎等[9]利用UML和面向?qū)ο蠼７椒ㄩ_發(fā)了衛(wèi)星軍事應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；倪楓等[10]研究了基于面向?qū)ο笏枷氲腟oS(System of System)體系結(jié)構(gòu)DoDAF產(chǎn)品5階段的迭代設(shè)計(jì)方法。上述面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǘ际轻槍?duì)各自的應(yīng)用背景提出了體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，主要存在如下不足：(1)沒(méi)有完全體現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)理念，即未將模型的建立與分析作為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心；(2)雖然給出了設(shè)計(jì)流程，卻沒(méi)有清晰定義不同設(shè)計(jì)階段模型數(shù)據(jù)之間的迭代關(guān)系；(3)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程僅關(guān)注體系層次的設(shè)計(jì)，且該層設(shè)計(jì)完成后無(wú)法平滑過(guò)渡到系統(tǒng)層的設(shè)計(jì)；(4)很少運(yùn)用SysML(System Modeling Language)實(shí)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[11-14]。

為此，本文提出一種模型驅(qū)動(dòng)的武器裝備體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，該方法基于面向?qū)ο蟮乃枷耄瑢⒛Ｐ偷慕?、分析與迭代作為整個(gè)武器裝備體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心，應(yīng)用DoDAF建?？蚣?，采用SysML來(lái)設(shè)計(jì)武器裝備體系結(jié)構(gòu)，并在設(shè)計(jì)流程中對(duì)模型數(shù)據(jù)之間的迭代關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。

1 模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以軍事能力需求為牽引，包括能力需求分析、黑盒分析和白盒分析3個(gè)基本步驟，其中通過(guò)黑盒、白盒的迭代分析可使體系層、系統(tǒng)層和模塊層的設(shè)計(jì)無(wú)縫連接起來(lái)。設(shè)計(jì)中采用SysML規(guī)范和DoDAF框架來(lái)構(gòu)建視圖模型，設(shè)計(jì)流程如圖1所示。由圖1可以看出：黑盒分析和白盒分析是相對(duì)而言的，當(dāng)武器裝備體系結(jié)構(gòu)模型有多個(gè)層次時(shí)，任意相鄰的2層模型之間，上層對(duì)下層而言是黑盒，下層對(duì)上層而言則是白盒。“黑盒-白盒”分析方法不僅適用于裝備的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也適用于武器裝備系統(tǒng)以及系統(tǒng)子模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)“黑盒-白盒”的迭代分析，體系層的設(shè)計(jì)成果作為系統(tǒng)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求輸入，系統(tǒng)層的設(shè)計(jì)成果作為模塊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求輸入。

圖1 模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程(相鄰模型輸入未標(biāo)出)

1.1 體系能力需求分析

依據(jù)國(guó)家的國(guó)防戰(zhàn)略和我軍的使命任務(wù)，得出未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)我軍的軍事能力需求。每種軍事能力需求由1個(gè)高級(jí)作戰(zhàn)概念圖來(lái)定義，每個(gè)高級(jí)作戰(zhàn)概念圖定義1個(gè)或多個(gè)用例，用例用于描述外部參與者與體系或系統(tǒng)的交互情況。SysML用例實(shí)現(xiàn)了對(duì)作戰(zhàn)概念的進(jìn)一步定義，是高級(jí)作戰(zhàn)概念模型與邏輯體系結(jié)構(gòu)模型之間的橋梁。這一步的輸出是高級(jí)作戰(zhàn)概念模型(OV-1)和用例模型。

1.2 體系結(jié)構(gòu)黑盒分析

體系結(jié)構(gòu)黑盒分析是指在未知體系或系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下分析體系行為以及體系與外部環(huán)境之間的接口關(guān)系。具體包括邏輯體系結(jié)構(gòu)分析和物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.2.1 邏輯體系結(jié)構(gòu)分析

邏輯體系結(jié)構(gòu)分析主要分析為實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)概念應(yīng)完成的一系列作戰(zhàn)活動(dòng)、作戰(zhàn)活動(dòng)的時(shí)間序列以及作戰(zhàn)活動(dòng)之間的信息流，即分析用例中的體系行為，確定詳細(xì)的活動(dòng)流程以及體系與外部系統(tǒng)之間的信息交互序列，生成相應(yīng)的高層作戰(zhàn)序列模型(OV-6c)。

1.2.2 物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)為完成邏輯體系結(jié)構(gòu)中的作戰(zhàn)活動(dòng)，體系應(yīng)包含的作戰(zhàn)實(shí)體、作戰(zhàn)實(shí)體應(yīng)具備的功能以及作戰(zhàn)實(shí)體之間的信息流，即以體系和外部系統(tǒng)為對(duì)象，定義體系的屬性、活動(dòng)及其與外部系統(tǒng)的接口(體系層次SV-1)。依據(jù)OV-6c描述的實(shí)體之間發(fā)生的活動(dòng)和消息傳遞，抽取出體系的屬性、活動(dòng)和接口數(shù)據(jù)。

1.3 體系結(jié)構(gòu)白盒分析

體系結(jié)構(gòu)白盒分析是指在已知體系或系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下分析組分系統(tǒng)的行為及其接口關(guān)系。具體包括物理體系結(jié)構(gòu)分解、詳細(xì)邏輯體系結(jié)構(gòu)分析和詳細(xì)物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.3.1 物理體系結(jié)構(gòu)分解

物理體系結(jié)構(gòu)分解主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和客戶需求向下分解武器裝備體系，得到物理體系結(jié)構(gòu)層次模型。其中首次迭代只分解到組分系統(tǒng)層次，也可根據(jù)需要繼續(xù)迭代向下分解，如可分解到子系統(tǒng)、組件層次等。

1.3.2 詳細(xì)邏輯體系結(jié)構(gòu)分析

詳細(xì)邏輯體系結(jié)構(gòu)分析將黑盒分析生成的OV-6c模型中的武器裝備體系對(duì)象替換成組分系統(tǒng)對(duì)象，即將OV-6c模型中發(fā)生在外部系統(tǒng)和體系之間的活動(dòng)分配到相應(yīng)的組分系統(tǒng)上，添加組分系統(tǒng)之間發(fā)生的交互活動(dòng)和消息傳遞，建立粒度更高的作戰(zhàn)序列模型(SV-10c)。

1.3.3 詳細(xì)物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

詳細(xì)物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要分析黑盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即將組分系統(tǒng)信息添加到武器裝備體系結(jié)構(gòu)內(nèi)部，把體系的屬性、活動(dòng)及其與外部的接口分配到相應(yīng)的組分系統(tǒng)。當(dāng)組分系統(tǒng)之間存在交互活動(dòng)或消息傳遞時(shí)，從SV-10c中抽取數(shù)據(jù)，并據(jù)此將屬性、活動(dòng)和接口添加到相應(yīng)的組分系統(tǒng)，進(jìn)而建立體系內(nèi)部組分系統(tǒng)的通信接口模型(SV-1)。

2 設(shè)計(jì)實(shí)例

以新型裝甲裝備作戰(zhàn)體系(New Generation Armored Equipment Operational System of Systems，NGAEOSoS)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，驗(yàn)證本文方法的可行性。

2.1 NGAEOSoS作戰(zhàn)想定

設(shè)NGAEOSoS的作戰(zhàn)想定為：當(dāng)敵方目標(biāo)處于我方地面?zhèn)刹旆秶酝鈺r(shí)，運(yùn)用偵察衛(wèi)星的廣域偵察能力獲取敵方地理位置、規(guī)模、目標(biāo)屬性等目標(biāo)信息，然后迅速將偵察到的目標(biāo)信息下傳到地面指揮車，指揮車接收信息并轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心處理信息后生成戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息再發(fā)送給指揮車，指揮車制定作戰(zhàn)計(jì)劃，并將態(tài)勢(shì)信息和作戰(zhàn)計(jì)劃經(jīng)通信衛(wèi)星中轉(zhuǎn)下發(fā)給主戰(zhàn)坦克、武裝直升機(jī)等各作戰(zhàn)單元，各作戰(zhàn)單元收到作戰(zhàn)命令后，馬上自行進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)。當(dāng)敵方目標(biāo)侵入偵察坦克的偵察范圍時(shí)，偵察坦克利用自身配備的偵察感知子系統(tǒng)探測(cè)、識(shí)別敵方目標(biāo)，確定其位置和類型信息，既可引導(dǎo)武裝直升機(jī)攻擊，也可引導(dǎo)主戰(zhàn)坦克間瞄攻擊。若敵方坦克處于主戰(zhàn)坦克射程內(nèi)，主戰(zhàn)坦克可對(duì)其實(shí)施直瞄攻擊。完成攻擊后，偵察坦克對(duì)被攻擊目標(biāo)實(shí)施毀傷效果評(píng)估，并通過(guò)通信衛(wèi)星中轉(zhuǎn)后將評(píng)估結(jié)果上報(bào)指揮車。

2.2 NGAEOSoS能力需求分析

根據(jù)作戰(zhàn)想定，繪制如圖2所示的高級(jí)作戰(zhàn)概念圖(OV-1)。高級(jí)作戰(zhàn)概念圖在特定的抽象層次上描述了武器裝備體系包含的裝備系統(tǒng)、裝備系統(tǒng)之間的協(xié)同關(guān)系與作戰(zhàn)樣式以及體系與外部環(huán)境之間的交互關(guān)系，驅(qū)動(dòng)后續(xù)體系結(jié)構(gòu)模型的建立。

圖2 NGAEOSoS高級(jí)作戰(zhàn)概念圖(OV-1)

由圖2可得出4個(gè)用例：制定作戰(zhàn)決策、坦克直瞄火力攻擊、坦克間瞄火力攻擊和引導(dǎo)直升機(jī)間瞄攻擊。由于衛(wèi)星的建設(shè)相對(duì)獨(dú)立，因此將偵察衛(wèi)星(sat_rec)和通信衛(wèi)星(sat_com)看作NGAEOSoS的外部系統(tǒng)，完成的用例如圖3所示。

圖3 NGAEOSoS的用例

2.3 NGAEOSoS結(jié)構(gòu)黑盒分析

2.3.1 NGAEOSoS邏輯體系結(jié)構(gòu)分析

以用例“坦克間瞄火力攻擊”為例，說(shuō)明如何通過(guò)添加更多的作戰(zhàn)活動(dòng)細(xì)節(jié)信息將體系用例轉(zhuǎn)換為如圖4所示的NGAEOSoS黑盒作戰(zhàn)序列模型(OV-6c)。圖4采用SysML序列圖來(lái)描述“坦克間瞄火力攻擊”的作戰(zhàn)過(guò)程，參與作戰(zhàn)的實(shí)體有入侵者(intruder)、NGAEOSoS、通信衛(wèi)星(sat_com)。按照作戰(zhàn)活動(dòng)的時(shí)序，首先是入侵者入侵(intrude)我方防衛(wèi)領(lǐng)域，NGAEOSoS識(shí)別(intruder_detect)到入侵者，NGAEOSoS跟蹤(intruder_track)入侵者，NGAEOSoS將目標(biāo)信息分發(fā)(targets_distribute)給相應(yīng)的火力打擊裝備，火力打擊裝備制定打擊決策(decide)，火力打擊入侵者(engage)，NGAEOSoS評(píng)估打擊效果(assess_kill)，NGAEOSoS利用通信衛(wèi)星向指揮中心上傳評(píng)估報(bào)告(report_upload)，指揮中心利用通信衛(wèi)星向NGAEOSoS下發(fā)命令(report_receive)。

圖4 NGAEOSoS黑盒作戰(zhàn)序列模型(OV-6c)

2.3.2 NGAEOSoS物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先逐個(gè)分析NGAEOSoS黑盒作戰(zhàn)序列模型中的所有活動(dòng)，并將它們分配給活動(dòng)執(zhí)行者(被活動(dòng)線連接的活動(dòng)發(fā)起對(duì)象)。其次逐個(gè)分析所有的消息傳遞，并將它們分配給連接的對(duì)象作為其屬性(消息發(fā)送方)。對(duì)象之間存在消息傳遞時(shí)則建立接口。完成后的NGAEOSoS與外部系統(tǒng)的黑盒物理體系結(jié)構(gòu)(SV-1)如圖5所示。需要注意的是：此處的SV-1是體系層次的塊和接口描述模型，而詳細(xì)物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的SV-1模型是組分系統(tǒng)或更低層次的模型。

圖5 NGAEOSoS與外部系統(tǒng)的黑盒物理體系結(jié)構(gòu)(SV-1)

圖5采用SysML塊圖(Block Definition Diagram)來(lái)描述NGAEOSoS與外部系統(tǒng)的黑盒物理體系結(jié)構(gòu)，每個(gè)作戰(zhàn)實(shí)體用1個(gè)塊來(lái)表示，其中：塊的屬性(Attributes)表示實(shí)體接收或傳遞的信息；塊的方法(Operations)表示實(shí)體應(yīng)具備的功能；作戰(zhàn)實(shí)體之間的連接線和接口表示信息流。NGAEOSoS的塊應(yīng)具備如下功能：入侵識(shí)別、入侵跟蹤、目標(biāo)信息分發(fā)、作戰(zhàn)決策、火力打擊、毀傷評(píng)估、上傳評(píng)估報(bào)告到通信衛(wèi)星、從通信衛(wèi)星接收命令。NGAEOSoS與通信衛(wèi)星存在信息接口，并能收集入侵目標(biāo)的信息。

2.4 NGAEOSoS結(jié)構(gòu)白盒分析

2.4.1 NGAEOSoS物理體系結(jié)構(gòu)分解

依據(jù)OV-1描述的作戰(zhàn)概念，NGAEOSoS共包含5類組分系統(tǒng)：指揮車、主戰(zhàn)坦克、偵察坦克、武裝直升機(jī)和數(shù)據(jù)處理中心，據(jù)此建立如圖6所示的NGAEOSoS內(nèi)部物理體系結(jié)構(gòu)層次模型。圖6定義了NGAEOSoS與各類組分系統(tǒng)間的數(shù)量關(guān)系，如1個(gè)NGAEOSoS只包含1輛指揮車(1-1)，但1個(gè)NGAEOSoS可包含1輛以上的主戰(zhàn)坦克(1-1..*)。

圖6 NGAEOSoS內(nèi)部物理體系結(jié)構(gòu)層次模型

圖6采用SysML塊圖來(lái)描述NGAEOSoS內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，塊之間的連線描述了各類裝備與NGAEOSoS的數(shù)量關(guān)系。

2.4.2 NGAEOSoS詳細(xì)邏輯體系結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)OV-1，“坦克間瞄火力攻擊”用例在NGAEOSoS中只有3類組分系統(tǒng)參與：主戰(zhàn)坦克、偵察坦克和指揮車。詳細(xì)邏輯體系結(jié)構(gòu)分析完成3項(xiàng)工作：1)把OV-6c中的NGAEOSoS替換成3類組分系統(tǒng)對(duì)象；2)把NGAEOSoS參與的活動(dòng)分配到組分系統(tǒng)對(duì)象，如將入侵識(shí)別、入侵跟蹤、目標(biāo)信息分發(fā)、毀傷評(píng)估等活動(dòng)分配給偵察坦克，將火力打擊決策、火力打擊、向通信衛(wèi)星上傳毀傷評(píng)估報(bào)告等活動(dòng)分配給主戰(zhàn)坦克；3)給組分系統(tǒng)對(duì)象添加交互行為，如在主戰(zhàn)坦克和偵察坦克間添加assess_request( )活動(dòng)，表示只有當(dāng)偵察坦克接收到主戰(zhàn)坦克的毀傷評(píng)估請(qǐng)求消息之后，偵察坦克才會(huì)對(duì)被攻擊目標(biāo)進(jìn)行毀傷評(píng)估。完成的NGAEOSoS白盒作戰(zhàn)序列模型(SV-10c)如圖7所示。

圖7 NGAEOSoS白盒作戰(zhàn)序列模型(SV-10c)

2.4.3 NGAESoS詳細(xì)物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

詳細(xì)物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括NGAEOSoS內(nèi)部組分系統(tǒng)的屬性、方法以及組分系統(tǒng)間消息傳遞接口的設(shè)計(jì)，使NGAEOSoS具有黑盒分析階段定義的體系層次的功能(方法)與對(duì)外信息接口。根據(jù)SV-10c，將組分系統(tǒng)參與的活動(dòng)轉(zhuǎn)換為組分系統(tǒng)的方法，建立消息傳遞雙方的通信接口，消息傳遞的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)組分系統(tǒng)的屬性。組分系統(tǒng)必須能完整繼承黑盒物理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段所定義的方法、屬性和接口，并根據(jù)白盒邏輯體系結(jié)構(gòu)把它們分配給內(nèi)部組分系統(tǒng)。NGAEOSoS白盒物理體系結(jié)構(gòu)(SV-1)如圖8所示。

圖8 NGAEOSoS白盒物理體系結(jié)構(gòu)(SV-1)

圖8采用SysML的內(nèi)部塊圖來(lái)描述NGAEOSoS白盒物理體系結(jié)構(gòu)。對(duì)比NGAEOSoS白盒物理體系結(jié)構(gòu)(SV-1)與黑盒物理體系結(jié)構(gòu)(體系層次SV-1)可以看出：黑盒物理體系結(jié)構(gòu)中NGAEOSoS具有的功能全部分配給了主戰(zhàn)坦克、偵察坦克和指揮車3類組分系統(tǒng)；白盒邏輯體系結(jié)構(gòu)中新添加的組分系統(tǒng)之間的交互活動(dòng)也分配給對(duì)應(yīng)的組分系統(tǒng)；組分系統(tǒng)與外部作戰(zhàn)實(shí)體、組分系統(tǒng)之間的信息流連接線和接口也建立起來(lái)了，如偵察坦克和主戰(zhàn)坦克之間存在2對(duì)信息接口，即偵察坦克向主戰(zhàn)坦克分發(fā)入侵目標(biāo)信息、主戰(zhàn)坦克向偵察坦克發(fā)送毀傷評(píng)估請(qǐng)求。

至此，基本完成了NGAEOSoS體系層次的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。需要注意的是：因受篇幅限制，本實(shí)例中設(shè)計(jì)得到的NGAEOSoS體系結(jié)構(gòu)是根據(jù)“坦克間瞄火力攻擊”用例的需求設(shè)計(jì)得出的，并不完整?？筛鶕?jù)需要將NGAEOSoS白盒物理體系結(jié)構(gòu)作為輸入進(jìn)入下一層次的設(shè)計(jì)，即NGAEOSoS組分系統(tǒng)層的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)層的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模外，還可利用SysML的參數(shù)圖對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)的定量關(guān)系進(jìn)行建模。

3 結(jié)論

MBSE方法可有效處理武器裝備體系建設(shè)時(shí)面臨的體系自身的復(fù)雜性和體系建設(shè)過(guò)程產(chǎn)生的復(fù)雜性，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，便于設(shè)計(jì)成果的重用和迭代修改。

下一步將主要研究2方面的問(wèn)題：1)在模型驅(qū)動(dòng)的武器裝備體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程中實(shí)現(xiàn)需求追蹤，保證設(shè)計(jì)成果能完整、正確地反映利益相關(guān)方的需求；2)體系結(jié)構(gòu)模型如何與底層物理模型結(jié)合，在更高的粒度上實(shí)現(xiàn)體系的效能驗(yàn)證和技術(shù)指標(biāo)論證。

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(責(zé)任編輯: 王生鳳)

Model Driven Approach for Weapon Equipment System Architecture Design

LI Long

(Department of Military Information Management, Nanjing Political Institute of PLA, Shanghai 200433, China)

Aiming at the problems that model driven approach has not been used completely, System of Systems (SoS) level architecture design cannot transit to system level architecture design smoothly, and the transformation of model data has not been clearly defined during design iteration, a novel approach based on object-oriented and model-driven methodology is proposed. It is composed of three major steps: capacity demand analysis, black-box analysis, white-box analysis. Modeling framework of DoDAF(Department of Defense Architecture Framework) is utilized to support architecting, and SysML(System Modeling Language) is used as the modeling language. Finally, an application of New Generation Armored Equipment Operational SoS (NGAEOSoS) is illustrated in detail to verify the feasibility of the novel approach.

weapon equipment system; armored equipment system-of-system architecture; model-based system design; DoDAF; SysML

1672-1497(2015)06-0072-06

2015-07-16

李 龍(1988-)，男，助教，碩士。

E917; TP31

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.06.014