【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)使用性能指標值是可實現(xiàn)的。這就導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,此時如果想要對已經(jīng)做出的決策進行調(diào)整,將會付出費用高昂的代價。因此,如何科學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)使用性能指標具有一定的穩(wěn)定性,這是一個需要迫切解決的問題。 為了保證潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證所提出的作戰(zhàn)使用性能指標的量化要求具備相當?shù)姆�(wěn)定性,本文提出了潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能指標的雙域穩(wěn)健最優(yōu)性的概念,并針對傳統(tǒng)的潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證模式存在的問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。具體來說,本文的主要研究內(nèi)容和成果包括以下幾個方面： (1)面向潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能論證問題,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,簡稱METRO)方法論。METRO方法論強調(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,同時論證結(jié)果的驗證也是以對于頂層的軍事需求的滿足程度為最終的落腳點。首先,通過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,并通過多專家信息融合的方式保證了在認知域內(nèi)對于這一雙向可追溯映射關(guān)系的認識具有相當?shù)姆�(wěn)健性。然后,通過建立計算機化的潛艇裝備概念方案設計綜合模型來反映作戰(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,通過一個優(yōu)化過程將上述要素集成為一個有著共同目標的協(xié)調(diào)一致運作的整體,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)健性和可追溯性問題。 (2)針對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、作戰(zhàn)使用性能、國內(nèi)外同類裝備和裝備概念方案之間的復雜關(guān)系,同時能夠以一種統(tǒng)一的和結(jié)構(gòu)化的方式對其中所包含的信息進行處理,提高了判斷的準確性和一致性,實現(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的模糊測度計算方法,適用于沒有歷史數(shù)據(jù)可以利用的情況,并且易于專家的理解和操作,大大降低了模糊測度在實際決策問題中的應用難度。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)為了在認知域內(nèi)確保對于所建立的軍事需求與作戰(zhàn)使用性能指標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技術(shù)。首先,研究了多種形式偏好信息的一致化方法,重點研究了多粒度多語義語言判斷矩陣的一致化方法,該方法能夠保證在任意語言評價集之間的信息無損的轉(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,針對專家偏好可能存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的問題,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-可加模糊測度的概念對其進行表示),并使用Choquet積分對專家偏好信息進行融合。通過合理確定專家的決策權(quán)力,能夠獲取真實反應群體意見的結(jié)果,同樣有利于提升決策結(jié)果的穩(wěn)健性。最后,通過對信息融合過程的評價以及對群體共識水平的測度,以反饋的方式引導群體達成共識。 (4)針對在物理域內(nèi)將備選分系統(tǒng)的不確定因素對于潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能的影響程度進行量化的問題,提出了基于高斯過程元模型的潛艇裝備概念方案穩(wěn)健性評估技術(shù)。首先,定義了潛艇裝備概念方案的穩(wěn)健性指標,并基于蒙特卡洛方法對單個概念方案的穩(wěn)健性指標進行評估。然后,為了解決大量概念方案的穩(wěn)健性指標評估所帶來的嚴重計算效率問題,提出了基于高斯過程元模型的穩(wěn)健性評估技術(shù),利用高斯過程元模型構(gòu)建設計空間中概念方案的穩(wěn)健性指標值的響應面,能夠快速對任意方案的穩(wěn)健性指標進行評估。針對高斯過程建模中關(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,采用基于雙響應面的穩(wěn)健優(yōu)化策略,并將于邊緣分布估計的多目標優(yōu)化算法(MOMDA)應用于潛艇裝備作戰(zhàn)使用性能優(yōu)化問題。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,應用所提出的方法論和關(guān)鍵技術(shù)解決問題,驗證了方法的可行性和有效性。
【學位授予單位】：國防科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：E843

【引證文獻】

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 朱延廣;基于隨機時間影響網(wǎng)絡的聯(lián)合火力打擊方案優(yōu)化問題研究[D];國防科學技術(shù)大學;2011年

2 張昆侖;快速響應制造系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)過程時間估計與優(yōu)化[D];國防科學技術(shù)大學;2011年

，

本文編號：2670506