本书论述了航空装备综合保障的内涵与目的、保障建模与仿真的概念与意义、国内外航空装备保障建模仿真技术现状，阐述了航空装备保障仿真技术的基本原理和技术实现框架，构建了航空装备保障概念模型和仿真模型体系，梳理了基于离散事件和多智能体的航空装备保障仿真技术和流程，介绍了航空装备保障效能指标的评估、优化和验证方法，给出了航空装备保障能力指标需求论证和保障指标效能评估典型案例，总结了当前航空装备保障仿真技术现状以及对其未来发展进行了展望。

第 1 章 绪论

1.1 航空装备综合保障

1.1.1 概念与内涵

1.1.2 地位与作用

1.1.3 能力需求

1.1.4 能力生成途径

1.2 航空装备保障建模与仿真

1.2.1 基本概念

1.2.2 目的和意义

1.2.3 典型应用

1.3 航空装备保障建模仿真技术现状

1.3.1 国外装备保障仿真发展历程

1.3.2 国内装备保障仿真发展现状

1.3.3 保障仿真技术发展趋势

第 2 章 航空装备保障仿真技术框架与实现

2.1 航空装备保障仿真基本原理

2.2 航空装备保障模型化描述

2.3 仿真驱动方法

2.4 仿真数据处理与分析方法

第 3 章 航空装备保障模型体系

3.1 基于对象过程法的航空装备保障概念模型

3.1.1 建模原理

3.1.2 航空装备保障概念模型

3.2 航空装备保障要素与仿真模型框架

3.2.1 保障要素

3.2.2 保障仿真模型框架

3.3 任务模型

3.3.1 基本任务实体模型

3.3.2 任务阶段实体模型

3.3.3 任务转场模型

3.3.4 任务构型模型

3.3.5 战损模型

3.3.6 组合任务实体模型

3.4 保障对象模型

3.4.1 装备实体模型

3.4.2 装备构型实体模型

3.4.3 通用质量特性实体模型

3.4.4 预防性维修实体模型

3.4.5 预测性维修实体模型

3.5 保障系统模型

3.5.1 保障资源实体模型

3.5.2 站点实体模型

3.5.3 库存与资源订购模型

3.5.4 运输策略模型

3.5.5 纵向保障模型

3.5.6 横向供应模型

3.6 保障过程模型

3.6.1 网络实体模型

3.6.2 活动实体模型

3.6.3 保障过程模型实例

第 4 章 航空装备保障仿真驱动方法

4.1 基于离散事件的保障仿真技术

4.1.1 离散事件仿真引擎的基本要素

4.1.2 仿真时钟推进机制

4.1.3 蒙特卡罗随机抽样方法

4.1.4 离散事件仿真总体流程

4.2 基于多智能体的保障仿真技术

4.1.1 多智能体理论

4.1.2 多智能体仿真基本原理

4.1.3 智能体仿真建模框架

4.1.4 基于多智能体的装备保障仿真流程

4.3 航空装备保障仿真流程

4.3.1 任务驱动下的航空装备保障过程

4.3.2 基于离散事件的航空装备保障仿真流程

4.3.3 关键保障流程及仿真驱动策略

第 5 章 航空装备保障仿真数据处理与分析方法

5.1 保障效能指标评估方法

5.1.1 指标评估模型

5.1.2 指标评估数据

5.1.3 指标评估算法

5.1.4 基于离散事件仿真的指标评估机制

5.2 保障效能指标优化方法

5.2.1 单因素与多因素敏感性分析法

5.2.2 综合优化方法

5.3 保障效能仿真结果验证方法

5.3.1 模型校验

5.3.2 专家评分法

5.3.3 客观分析法

第 6 章 保障仿真系统开发

6.1 系统设计原则

6.2 系统总体功能架构设计

6.2.1 基础建模

6.2.2 应用分析

6.2.3 仿真管理

6.3 仿真系统架构设计

6.3.1 软件体系架构

6.3.2 系统接口

6.3.3 界面设计

6.4 基于地理信息系统的推演技术

6.4.1 基于 GIS 的地理空间分析

6.4.2 基于 GIS 的场景展示

第 7 章 航空装备保障仿真案例研究

7.1 航空装备保障能力指标需求论证

7.1.1 保障模型构建

7.1.2 仿真结果与敏感性分析

7.1.3 指标确定

7.2 多机型航空装备保障效能评估

7.2.1 任务想定

7.2.2 多机型保障模型设计

7.2.3 仿真结果分析与效能提升建议

7.3 智能保障技术对保障效能的影响评估

7.3.1 基于智能保障技术的保障系统仿真模型构建

7.3.2 仿真结果分析

第 8 章 结论与展望

8.1 航空装备保障仿真技术总结

8.1.1 做好航空装备保障建模仿真的必备条件

8.1.2 主流航空装备保障仿真系统能力现状

8.1.3 当前航空装备保障仿真技术的难点与挑战

8.2 航空装备保障仿真技术未来展望

8.2.1 人工智能辅助仿真

8.2.2 数字孪生技术加持下的航空装备保障仿真

参考文献

 

序

当今世界，航空装备作为现代武器装备的中流砥柱，其价值已超越了其单纯的物质存在，成为国家安全和军事实力的象征。而高保障能力的航空装备可以一次、又一次、再一次地打击敌人，已成为航空装备发展建设的核心能力。如何支撑航空装备保障能力的快速生成与持续提升，正是保障建模仿真技术所要探讨的核心议题。

《航空装备保障建模仿真技术与应用》一书的问世，无疑为航空装备保障领域注入了一股清新的活力。本书汇聚了一支由中国科协求是杰出青年奖获得者、军队 “卓青”、空军级专家等领衔的高水平作者队伍，展示了近年来国内保障仿真技术领域最新的原创性研究和应用成果，为我们呈现了一幅关于航空装备保障仿真的全景图。本书系统地探讨了保障仿真领域从定义内涵到技术框架，从模型体系到运行方法，从数据处理到实际应用，赋予读者认识装备保障的崭新视角。本书不只是一本技术专著，更是一幅领悟航空装备保障本质的导航图，让我们能够站在更高的层面，俯瞰装备保障能力生成的全系统、全过程，深切认识到仿真技术是破解装备型号保障需求论证、设计权衡和方案优化等技术难题的 “钥匙”。

仿真技术的发展历程如同航空装备的演进一样，充满了坎坷与探索。从最初的模拟性实验到如今的数字化仿真，从底层的元器件模拟到全装备系统仿真，从科研上的理论探索到指导装备全寿命周期管理的重要工具，每一步都是对装备研制范式和使用模式的突破和塑造。仿真技术已经在装备的论证、设计、研制等全寿命周期活动中产生了深远的影响。就如同一幅立体画面，仿真技术为我们创造了一个数字世界，完整复刻装备从诞生到退役的各个阶段，使得我们不再满足于装备使用与部署阶段保障的 “修修补补”，而是从设计源头寻找其中的潜在问题并优化，仿真技术让装备保障工作不再是装备型号研制工程的 “附属物”，而是一项具有全局影响力的系统工程。本书剖析了保障仿真建模、数据处理分析、运行驱动方法等诸多关键环节，揭示了仿真技术的工程应用及蕴含的深层次意义。本书所展示的工程案例更是将仿真技术与实际应用紧密结合，逼真模拟航空装备的真实运用场景。这些案例启示我们，通过将仿真技术融入装备保障能力建设中，能够更加精准地评估保障效能，更加高效地优化保障方案，从而提升装备系统保障力这一国防实力的核心能力。

展望未来，随着与人工智能、大数据、云计算等前沿技术的融合应用，航空装备保障仿真技术势必会迎来更广阔的发展空间，我们将能够构建更为精细、高效的仿真模型，实现更加全面、准确的保障能力预测与方案优化。书中对航空装备保障仿真技术未来发展的展望，具有独到的思考和深远的眼光，为航空装备保障仿真技术提供了一个全新的思考框架。这些展望不只为当前的研究和实践提供指引，更为年轻一代的学者指明前进的方向，他们可以从中汲取灵感，开拓思路，甚至开创新的研究领域。相信本书会对仿真技术在更多装备领域应用，以及推动装备正向设计与协同创新产生重大影响！

王自力2024 年 4 月

王自力，中国工程院院士，北京航空航天大学教授。