【摘要】：論證工作處于潛艇裝備全壽命周期的前端,其中潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證作為連接軍事需求與研制方案的橋梁,是論證工作中至關(guān)重要的一環(huán)。因此,作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)的提出既要充分滿足軍事需求,又要具有較好的方案可行性。而現(xiàn)有的作戰(zhàn)使用性能論證過(guò)程的一些局限之處,使得一方面難以從有效滿足軍事需求的角度證明提出的作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)值是最優(yōu)的,另一方面難以從可行性的角度證明提出的作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)值是可實(shí)現(xiàn)的。這就導(dǎo)致在裝備采辦的后期階段,有可能發(fā)現(xiàn)在作戰(zhàn)使用性能論證階段做出的決策存在重大失誤。但是,此時(shí)如果想要對(duì)已經(jīng)做出的決策進(jìn)行調(diào)整,將會(huì)付出費(fèi)用高昂的代價(jià)。因此,如何科學(xué)合理地從軍事需求出發(fā)確定潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能的量化要求,并保證所提出的作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)具有一定的穩(wěn)定性,這是一個(gè)需要迫切解決的問(wèn)題。 為了保證潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證所提出的作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)的量化要求具備相當(dāng)?shù)姆�(wěn)定性,本文提出了潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)的雙域穩(wěn)健最優(yōu)性的概念,并針對(duì)傳統(tǒng)的潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證模式存在的問(wèn)題提出了新的潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能雙域穩(wěn)健優(yōu)化論證模式。具體來(lái)說(shuō),本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果包括以下幾個(gè)方面： (1)面向潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證問(wèn)題,提出了基于群決策的可追溯雙域穩(wěn)健優(yōu)化(Multi-Expert based, requirement-Traceable dual-domain Robust Optimization,簡(jiǎn)稱METRO)方法論。METRO方法論強(qiáng)調(diào)軍事需求的牽引作用,作戰(zhàn)使用性能論證是以頂層的軍事需求為初始的出發(fā)點(diǎn),同時(shí)論證結(jié)果的驗(yàn)證也是以對(duì)于頂層的軍事需求的滿足程度為最終的落腳點(diǎn)。首先,通過(guò)建立軍事需求與作戰(zhàn)使用性能之間的雙向可追溯映射關(guān)系,并通過(guò)多專家信息融合的方式保證了在認(rèn)知域內(nèi)對(duì)于這一雙向可追溯映射關(guān)系的認(rèn)識(shí)具有相當(dāng)?shù)姆�(wěn)健性。然后,通過(guò)建立計(jì)算機(jī)化的潛艇裝備概念方案設(shè)計(jì)綜合模型來(lái)反映作戰(zhàn)使用性能與概念方案之間的映射關(guān)系,并通過(guò)不確定性分析保證在物理域內(nèi)概念方案的穩(wěn)健性。最后,通過(guò)一個(gè)優(yōu)化過(guò)程將上述要素集成為一個(gè)有著共同目標(biāo)的協(xié)調(diào)一致運(yùn)作的整體,能夠以一種系統(tǒng)化的方式解決最終提出的作戰(zhàn)使用性能要求的可行性、最優(yōu)性、穩(wěn)健性和可追溯性問(wèn)題。 (2)針對(duì)建立軍事需求與作戰(zhàn)使用性能的雙向可追溯映射關(guān)系這一問(wèn)題,提出了基于QFD/ANP和模糊積分的武器裝備軍事需求映射技術(shù)。首先,提出了一種基于QFD和ANP的武器裝備作戰(zhàn)需求分析模型,能夠綜合考慮軍事需求、作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)使用性能、國(guó)內(nèi)外同類裝備和裝備概念方案之間的復(fù)雜關(guān)系,同時(shí)能夠以一種統(tǒng)一的和結(jié)構(gòu)化的方式對(duì)其中所包含的信息進(jìn)行處理,提高了判斷的準(zhǔn)確性和一致性,實(shí)現(xiàn)了從頂層的軍事需求到底層的作戰(zhàn)使用性能的映射。其次,以模糊測(cè)度的概念描述作戰(zhàn)使用性能之間的相互關(guān)系,并提出了一種基于ANP的模糊測(cè)度計(jì)算方法,適用于沒(méi)有歷史數(shù)據(jù)可以利用的情況,并且易于專家的理解和操作,大大降低了模糊測(cè)度在實(shí)際決策問(wèn)題中的應(yīng)用難度。最后,在以上研究基礎(chǔ)上建立了基于Choquet積分的潛艇裝備概念方案軍事效用模型,實(shí)現(xiàn)了從底層的作戰(zhàn)使用性能到頂層的軍事需求的映射。 (3)為了在認(rèn)知域內(nèi)確保對(duì)于所建立的軍事需求與作戰(zhàn)使用性能指標(biāo)的雙向可追溯映射關(guān)系的判斷具有穩(wěn)健性,提出了基于多種形式偏好信息的多專家信息融合及共識(shí)技術(shù)。首先,研究了多種形式偏好信息的一致化方法,重點(diǎn)研究了多粒度多語(yǔ)義語(yǔ)言判斷矩陣的一致化方法,該方法能夠保證在任意語(yǔ)言評(píng)價(jià)集之間的信息無(wú)損的轉(zhuǎn)換。這使得專家能夠以自己熟悉的形式給出判斷信息,有利于獲取專家的真實(shí)偏好,可以提升決策結(jié)果的穩(wěn)健性。其次,在專家偏好信息一致化的基礎(chǔ)上,針對(duì)專家偏好可能存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的問(wèn)題,提出了一種基于主客觀信息的綜合賦權(quán)方法,能夠根據(jù)專家知識(shí)結(jié)構(gòu)之間的相似度和專家偏好信息之間的相似度,確定專家的重要程度(用2-可加模糊測(cè)度的概念對(duì)其進(jìn)行表示),并使用Choquet積分對(duì)專家偏好信息進(jìn)行融合。通過(guò)合理確定專家的決策權(quán)力,能夠獲取真實(shí)反應(yīng)群體意見(jiàn)的結(jié)果,同樣有利于提升決策結(jié)果的穩(wěn)健性。最后,通過(guò)對(duì)信息融合過(guò)程的評(píng)價(jià)以及對(duì)群體共識(shí)水平的測(cè)度,以反饋的方式引導(dǎo)群體達(dá)成共識(shí)。 (4)針對(duì)在物理域內(nèi)將備選分系統(tǒng)的不確定因素對(duì)于潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能的影響程度進(jìn)行量化的問(wèn)題,提出了基于高斯過(guò)程元模型的潛艇裝備概念方案穩(wěn)健性評(píng)估技術(shù)。首先,定義了潛艇裝備概念方案的穩(wěn)健性指標(biāo),并基于蒙特卡洛方法對(duì)單個(gè)概念方案的穩(wěn)健性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。然后,為了解決大量概念方案的穩(wěn)健性指標(biāo)評(píng)估所帶來(lái)的嚴(yán)重計(jì)算效率問(wèn)題,提出了基于高斯過(guò)程元模型的穩(wěn)健性評(píng)估技術(shù),利用高斯過(guò)程元模型構(gòu)建設(shè)計(jì)空間中概念方案的穩(wěn)健性指標(biāo)值的響應(yīng)面,能夠快速對(duì)任意方案的穩(wěn)健性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。針對(duì)高斯過(guò)程建模中關(guān)鍵的相關(guān)函數(shù)選擇和超參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題,提出了使用混合核函數(shù)的策略和基于確定性退火算法的超參數(shù)優(yōu)化方法,與現(xiàn)有的超參數(shù)優(yōu)化算法相比,優(yōu)化效率和結(jié)果精度都有顯著提高。 (5)在以上研究基礎(chǔ)上,采用基于雙響應(yīng)面的穩(wěn)健優(yōu)化策略,并將于邊緣分布估計(jì)的多目標(biāo)優(yōu)化算法(MOMDA)應(yīng)用于潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能優(yōu)化問(wèn)題。最后,以一種多用途攻擊型潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證為例,應(yīng)用所提出的方法論和關(guān)鍵技術(shù)解決問(wèn)題,驗(yàn)證了方法的可行性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：E843

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 朱延廣;基于隨機(jī)時(shí)間影響網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合火力打擊方案優(yōu)化問(wèn)題研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 張昆侖;快速響應(yīng)制造系統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程時(shí)間估計(jì)與優(yōu)化[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2670506