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装备体系可靠性概念、建模与预计方法研究

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武器装备体系执行任务复杂多样，其可靠性直接影响装备战备完好性与效能。传统可靠性建模与预计方法未充分考虑装备体系组成系统之间的资源共享与信息融合特征，难以满足现代化装备体系化和集群化需求。因此，分析给出装备体系可靠性相关概念，并提出了 一种基于广义有效OODA(observation，orientation，decision，action)环的装备体系可靠性建模与预计方法。首先，对装备系统与体系可靠性相关概念进行辨析，分析装备体系可靠性、维修性、测试性、保障性和安全性概念内涵。其次，考虑装备体系节点异质性与连边有向性，建立资源与信息共享条件下的装备体系OODA网络模型。然后，考虑装备体系节点与通信链路的随机、蓄意攻击失效和重构策略，提出基于广义OODA环的装备体系可靠性建模与预计方法。最后，以100个无人机组成的无人装备体系为对象验证所提方法的有效性与实用性，进而提升其作战效能。
Reliability concepts,modeling,and prediction methods for weapon system of systems
Weapon system of systems(WSoS)executes complex and diverse tasks,and its reliability directly affects the readiness and effectiveness of equipment.Traditional reliability modeling and prediction methods do not fully consider the resource sharing and information fusion characteristics between WSoS constituent system,making it difficult to meet the requirements of modern equipment systematization and clustering.Therefore,this paper provides the relative concept of WSoS reliability,and proposes a method for WSoS reliability modeling and prediction based on the generalized effective OODA(observation,orientation,decision,action)loop.Firstly,the analysis for the concepts related to systems and WSoS reliability is conducted,providing the connotation of WSoS reliability,maintainability,testability,supportability,and safety concepts.Secondly,by considering the heterogeneity and directionality of WSoS nodes,an generalized OODA network model of WSoS is established under resource and information sharing.Then,considering the random,deliberate attack failures and reconfiguration strategies of WSoS nodes and communication links,a generalized WSoS reliability modeling and prediction method based on OODA loop is proposed.Finally,the effectiveness and practicality of the above-mentioned methods are validated using an unmanned WSoS consisting of 100 hetero-geneous unmanned aerial vehicles,thereby improving the combat effectiveness of the WSoS.

weapon system of systems(WSoS)effective observation,orientation,decision,action(OODA)loopOODA network modelreliability modelingreliability prediction

陈志伟、张罗庚、方晓彤、袁远、崔巍巍、兑红炎、洪东跑

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西北工业大学无人系统技术研究院,陕西西安 710129

西安现代控制技术研究所,陕西西安 710065

中国船舶集团有限公司综合技术经济研究院,北京 100081

北京航空航天大学可靠性与系统工程学院,北京 100191

国防科技大学智能科学学院,湖南长沙 410073

中国运载火箭技术研究院,北京 100076

郑州大学管理学院,河南郑州 450001

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装备体系 有效OODA环 OODA网络模型 可靠性建模 可靠性预计

国家自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金中国博士后科学基金面上基金中央高校基本科研业务费专项资金资助课题

72101270U2341213720711822023M732834

2024

10.12305/j.issn.1001-506X.2024.06.15

系统工程与电子技术
中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会

系统工程与电子技术

CSTPCD北大核心
影响因子：0.847
ISSN：1001-506X
年,卷(期)：2024.46(6)