华中科技大学 硕士学位论文 虚拟采办中信息协同与协同服务机制研究 姓名：陈璐 申请学位级别：硕士 专业：系统工程 指导教师：赵勇 20090501 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 摘摘 要要 基于仿真的采办（Simulation Based Acquisition，SBA）也称虚拟采办，是近年 来逐步得到美国国防部和国防工业界认可的一种新的采办理念。对比于传统的采办 过程，它借助现代仿真技术，具有并行的、螺旋式的采办特点，能大幅度提高武器 系统质量、缩短采办周期、确保性能，并大大降低采办成本。我国关于 SBA 的研究 起步较晚，目前的研究工作主要集中在对国外技术与理念的理解、从系统的角度分 析并建立适合我国国情的 SBA 体系两方面，为今后技术上的实现奠定基础。 虚拟采办系统是采办中各种系统、工具、管理及仿真平台等的集成，可以服务 于武器系统采办工作的并行开展，具有好的应用前景和研究价值。本文结合面向服 务的思想，从虚拟采办系统技术实现的角度，探讨了面向服务的虚拟采办系统中信 息交互与协同的问题，分析了采办中信息的多域多维多尺度特性。由于可扩展标记 语言 XML（eXtensible Markup Language）灵活的数据存储格式、良好的可扩展性和 移植性、高度结构化、便于网络传输以及良好的自描述性等特点，可采用 XML 作 为信息协同的数据交换方式。 本文在对 SBA 中的信息复杂性和信息交互需求进行分 析的基础上，总结出了信息协同的不同层次，建立了虚拟采办系统中信息协同与协 同服务机制。探讨了协同服务平台框架体系的搭建，并设计了基于 XML 的信息协 同模型，实现了服务机制的部分功能。 本文的研究，尤其是对面向服务的虚拟采办系统中信息协同服务的实现、基于 服务机制的信息协同模型的设计， 为 SBA 功能的全面实现打下了坚实基础。 同时也 发现了研究中的不足以及需要进一步研究的问题。 关键词：关键词：虚拟采办；信息协同；协同服务；可扩展标记语言；多域多维多尺度； I 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 Abstract Simulation Based Acquisition (SBA) is a new procurement concept which was gradually recognized by the U.S. Department of Defense and Defense industry in recent years. Compared with traditional procurement process, SBA is a parallel and rising spiral process, so it will greatly improve the quality of weapon systems, shorten the procurement cycle, ensure the performance of weapon systems and reduce procurement costs significantly. Because of our countrys late start of the SBA Research, the current study focused on the understanding of foreign technology and concepts, establish and analyze the architecture of SBA system from the system perspective. These researches lay a solid foundation for the realization of SBA. SBA is an integration of various acquisition systems, tools, management and simulation platforms, and it can service the parallel procurement process, so it has good prospects and research value. In this paper, combinating service oriented software technologies, we discussed Information collaboration and services in service oriented SBA system from the view of realization. After considering characteristics of flexible data storage format, good scalability and portability, highly structured, good self-description and ease of network transmission about XML, this paper choose XML as the uniform data format in information coordination. This paper , on the basis of analysis of information complexity and information exchange requirements in SBA, summed up the different levels of information coordination, studied information service coordination and collaboration mechanism. finally, the thesis explored the framework of the information collaborative service platform, designed XML based information collaboration model and realized part of the service mechanism. This study, focused on the realization of information collaborative service and design of service based collaborative model of information in SBA system, lay a solid II 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 foundation for the full realization of SBA system. At the same time, the study also found deficiencies and the problems for further research. Key Words: SBA；Information Coordination；Collaborative Service； Multi Domain, Multi Dimension and Multi Scale III 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。近我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集 体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保 密，在_年解密后适用本授权数。 本论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 1 绪论绪论 武器装备采办是指开发、获取和使用高新技术武器装备的全过程，包括需求分 析、设计、研制、试验、生产、部署、保障、改进、更新和退役处置等活动1。武 器装备的采办是一项复杂的系统工程，具有高费用、高风险、高技术含量的特点， 在科学技术高速发展、尤其是在信息战环境下，武器装备采办面临着费用、进度、 风险、战术性能指标等多方面的挑战，这要求采办采用先进的技术、管理手段和方 法，改善和提高武器装备的采办水平，规避相关风险。 实践表明，采用传统的采办方法和程序，现代武器系统的开发时间和采购成本 呈指数上升的趋势，即使是成功的项目，采办时间一般都会超过 20 年，从而提供给 使用单位的装备在技术上将是落后的，而且采办费用也会超过预算，并造成功能和 性能方面的缺陷2。 基于仿真的采办(Simulation Based Acquisition，SBA)就是在为提高武器装备采 办水平的背景下提出的，并迅速成为世界各国军事部门的研究热点。SBA 也称虚拟 采办，它将建模与仿真作为一种资源，充分有效地应用到采办的各个阶段中，对采 办中的各项工作或任务进行全面地评估；SBA 是一种并行的、螺旋式的开发方式， 能在装备采办的早期考虑下游过程及活动中对装备性能及属性的约束因素，尽量使 采办工作做到“一步到位”3。更重要的是 SBA 沟通了政府部门与工业部门之间的 信息交流，政府部门能借助这一平台清楚地向装备设计、制造单位表达其需求，设 计、制造部门能及时地响应政府部门的需求而明确地提出解决方案，并保证信息的 安全性与私有性。SBA 采用“系统的系统（System of Systems） ”思想4，充分利用 现有系统的可靠性，吸收旧系统实现的功能，改进旧系统的不足，这样既避免了重 复开发和重复投资，从而节省时间和成本，又在很大程度上减少了新系统开发所面 临的风险；另外，SBA 强调工具、模型、数据的共享、互操作和重用，这也是提高 采办质量、提高武器装备水平的一个重要途径5。 1 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 1.1 课题来源、研究目的和意义课题来源、研究目的和意义 本论文受国防重点预研项目“XX 建模与仿真理论方法研究”和 863 项目“复 杂产品创新设计的方法与技术”支撑。项目的研究内容主要包括：在产品复杂性分 析和采办工作结构分解的基础上建立基于工作结构分解的多域多维多尺度形式化表 征， 并建立采办决策的协调模型与综合方法、 分析仿真模型的可组合性和可重用性， 最后完成示范验证系统的开发。本文结合以上研究内容，着重讨论了虚拟采办系统 中仿真模型互操作的技术实现中信息交互的问题。 SBA 本质上是一个集数据、 模型、 仿真工具等资源以及人员于一体的大型分布式系统，目的是使武器装备的采办“更 好、更快、更省” 。目前我国关于 SBA 的研究主要集中在跟踪国外研究动态，消化 国外 SBA 实现的相关技术与思想理念方面。具体讲，对 SBA 的研究主要体现在三 个方面：1）运作，分析虚拟采办任务所需的组织结构、相关活动、职能部门、信息 流和任务过程等；2）系统，实现运作体系结构所需的系统软、硬件组成及各个组