復雜工程系統(tǒng)作為復雜系統(tǒng)在工程領域的特定延伸，當前已成為一個新的研究領域。本書以現(xiàn)有復雜工程系統(tǒng)理論方法為指導，以艦載航空指揮和保障復雜工程系統(tǒng)設計研制為應用對象，重點闡述了面向能力、基于體系結構架構、模型優(yōu)化支持和流程連接驅動的多種復雜工程系統(tǒng)設計實踐方法，總結了相關設計方法在航空指揮和保障領域的應用成果，進而提煉了基于V 模型和DE-CAMPS模型的復雜工程體系系統(tǒng)設計理論方法，為后續(xù)復雜工程體系系統(tǒng)的設計研制提供了一套較為完整的理論方法，推動并豐富了體系系統(tǒng)工程理論的再發(fā)展。

本書在大量工程實踐基礎上，在科學層面對復雜工程系統(tǒng)的特性與機理進行了總結，同時又提出了新的工程模型，是對系統(tǒng)工程的一次重要發(fā)展和對系統(tǒng)科學的一次有益探索。

 

《復雜體系工程系列叢書》主編，中國船舶工業(yè)集團公司科技委常委，中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院首任院長，“海洋安全體系國防科技工業(yè)創(chuàng)新中心”首任主任，全軍武器裝備戰(zhàn)略咨詢委員會委員，中國造船工程學會副理事長，艦載航空指揮和保障學術委員會主任委員，享受政府特殊津貼，入選“國家百千萬人才”，長期從事船舶與海洋工程、體系工程與系統(tǒng)工程、艦載航空等方面研究，我國第一艘航母航空保障系統(tǒng)總設計師，我國第一艘國產航母副總設計師，大力推進武器裝備研制由“交付裝備”向“交付戰(zhàn)斗力”轉變。
面對國家建設海洋強國和海上絲綢之路的構想，率先提出了“智慧海洋”的理念，并納入國家十三五規(guī)劃綱要，成為國家“智慧海洋”工程的首倡者和先行者。主持了國家重大型號工程一級系統(tǒng)、重大裝備預研課題和“智慧海洋”國家級專項
工程等研究工作，在“智慧海洋”、航母工程和聯(lián)合作戰(zhàn)等一系列重大工程中發(fā)揮了重要作用。榮獲包括國防科學技術特等獎、國防技術發(fā)明二等獎、國防科技進步二等獎在內的多個獎項，發(fā)表SCI、EI檢索文章多篇。

第 1章 復雜工程系統(tǒng)綜述1
1.1 復雜系統(tǒng)2
1.1.1 理解世界的復雜性2
1.1.2 復雜系統(tǒng)理論概覽4
1.1.3 圣塔菲研究所與復雜性研究10
1.1.4 復雜系統(tǒng)特征分析11
1.2 復雜工程系統(tǒng)12
1.2.1 復雜工程系統(tǒng)內涵12
1.2.2 復雜工程系統(tǒng)設計方法14
1.3 復雜工程系統(tǒng)的設計過程指導—系統(tǒng)工程16
1.3.1 系統(tǒng)工程概述16
1.3.2 系統(tǒng)工程的降維解析過程17
1.4 本章小結19
第 2章 復雜工程系統(tǒng)的典型范例——航空母艦航空指揮和保障系統(tǒng)21
2.1 航空母艦的歷史演變與特點分析21
2.1.1 航空母艦歷史演變22
2.1.2 航空母艦艦載機運用模式和特點分析30
2.2 航空指揮和保障系統(tǒng)內涵及特征34
2.3 航空指揮和保障在架次率生成中的作用35
2.4 航空母艦航空指揮和保障系統(tǒng)典型復雜工程系統(tǒng)特性分析41
2.5 航空指揮和保障系統(tǒng)設計方法42
2.6 本章小結44
第3章 面向能力的復雜工程系統(tǒng)頂層設計與評估方法45
3.1 面向能力的系統(tǒng)設計方法概述46
3.1.1 從面向威脅到面向能力46
3.1.2 聯(lián)合能力形成機制分析48
3.1.3 基于能力的評估過程（CBA）50
3.2 航空指揮和保障系統(tǒng)多層次評估指標體系構建51
3.2.1 模型不確定性因素描述51
3.2.2 航空指揮和保障系統(tǒng)效能指標體系構建52
3.3 面向能力的航空指揮和保障系統(tǒng)參數(shù)靈敏度分析53
3.3.1 基于DOE試驗設計和統(tǒng)計分析的單因素靈敏度分析54
3.3.2 基于非參數(shù)方法和方差分解的多因素靈敏度分析55
3.4 航空指揮和保障系統(tǒng)綜合效能評估56
3.4.1 航空指揮和保障多設計方案對比56
3.4.2 基于靈敏度分析的系統(tǒng)效能評估58
3.5 面向效能的典型任務系統(tǒng)資源優(yōu)化設計示例61
3.6 本章小結63
第4章 基于架構的復雜工程系統(tǒng)多視圖模型融合設計方法64
4.1 架構綜合設計方法概述65
4.1.1 架構與系統(tǒng)的關系辨析65
4.1.2 體系架構相關建模方法67
4.2 復雜工程系統(tǒng)多視圖系統(tǒng)架構建模方法68
4.2.1 多視圖系統(tǒng)架構模型分類及描述方法68
4.2.2 多視圖模型關聯(lián)關系提取74
4.3 航空指揮和保障系統(tǒng)多視圖模型融合技術76
4.3.1 多視圖模型一致性保證體系76
4.3.2 多視圖模型融合沖突消解機制78
4.4 基于多視圖模型的系統(tǒng)平衡性仿真驗證方法79
4.4.1 基于系統(tǒng)動力學的平衡設計基本流程80
4.4.2 基于系統(tǒng)動力學的平衡設計實現(xiàn)方法81
4.5 本章小結85
第5章 模型支持的復雜工程系統(tǒng)優(yōu)化設計方法87
5.1 模型驅動的系統(tǒng)優(yōu)化設計方法概述88
5.2 基于啟發(fā)模型的復雜工程系統(tǒng)優(yōu)化設計方法90
5.2.1 群體智能優(yōu)化模型90
5.2.2 基于粒子群的機場資源調度優(yōu)化91
5.3 基于數(shù)學模型的復雜工程系統(tǒng)優(yōu)化設計方法94
5.3.1 艦載機路徑規(guī)劃建模95
5.3.2 艦載機運動協(xié)調建模99
5.4 基于數(shù)據(jù)的模型置信度評估技術101
5.4.1 模型置信度評估統(tǒng)一流程101
5.4.2 典型模型置信度評估方法103
5.5 本章小結106
第6章 數(shù)據(jù)驅動的復雜工程系統(tǒng)流程設計方法108
6.1 復雜系統(tǒng)建模仿真方法概述109
6.2 航空指揮和保障作業(yè)流程仿真需求111
6.3 基于LVC 的異構仿真系統(tǒng)集成框架113
6.4 航空指揮和保障作業(yè)流程服務化建模方法115
6.4.1 航空指揮和保障作業(yè)流程元模型115
6.4.2 流程建模方法及相關規(guī)則118
6.4.3 作業(yè)流程服務化描述機制121
6.5 內外場試驗數(shù)據(jù)融合的復雜系統(tǒng)LVC仿真試驗124
6.5.1 內外場仿真試驗數(shù)據(jù)融合分析124
6.5.2 基于規(guī)則的多機并行作業(yè)流程編排125
6.5.3 人 裝備 數(shù)據(jù)在回路的全流程虛擬推演127
6.5.4 模型和數(shù)據(jù)驅動的系統(tǒng)隱秩序挖掘132
6.6 本章小結132
第7章 復雜工程系統(tǒng)設計創(chuàng)新之路134
7.1 典型復雜工程系統(tǒng)設計總結135
7.1.1 CAMP復雜工程系統(tǒng)設計方法135
7.1.2 復雜工程系統(tǒng)一體化協(xié)同設計平臺138
7.1.3 傳統(tǒng)設計手段與現(xiàn)代設計手段分析140
7.2 從降維解析到映射升維143
7.2.1 傳統(tǒng)降維解析方法的困惑143
7.2.2 參數(shù)維上的映射升維143
7.2.3 時間維上的映射升維145
7.3 工程系統(tǒng)復雜性再認識146
7.3.1 工程系統(tǒng)復雜性層次146
7.3.2 工程系統(tǒng)復雜性分析148
7.3.3 復雜工程系統(tǒng)的適應性機制152
7.4 復雜工程系統(tǒng)設計新要素的提出154
7.4.1 數(shù)據(jù)驅動154
7.4.2 有機性155
7.4.3 環(huán)境協(xié)同性155
7.5 本章小結156
第8章 從降維解析到映射升維的復雜工程系統(tǒng)“V ”模型157
8.1 傳統(tǒng)V模型應用于復雜工程系統(tǒng)分析157
8.2 從CAMP到DE-CAMPS的“映射升維”158
8.2.1 從“降維解析”到“映射升維”的復雜系統(tǒng)工程158
8.2.2 復雜系統(tǒng)工程特征分析160
8.2.3 復雜工程系統(tǒng)核心元素DE-CAMPS模型161
8.3 復雜工程系統(tǒng)工程構建過程“V ”模型165
8.3.1 復雜工程系統(tǒng)頂層的業(yè)務流程模型165
8.3.2 統(tǒng)一信息空間167
8.3.3 復雜工程系統(tǒng)構建過程“V ”模型167
8.4 復雜系統(tǒng)工程全生命周期“V ”模型168
8.4.1 “V ”模型架構168
8.4.2 “V ”模型與DE-CAMPS模型的一體兩面170
8.5 本章小結170
第9章 展望172
9.1 從復雜工程系統(tǒng)到復雜工程體系173
9.1.1 體系概念的提出173
9.1.2 工程系統(tǒng)、復雜工程系統(tǒng)與體系的關系173
9.1.3 體系與體系工程175
9.2 SOSWARE工具平臺發(fā)展展望176
9.2.1 SoSWARE工具平臺概述176
9.2.2 SoSWARE工具平臺框架177
9.3 體系生命力理論179
9.3.1 系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程的融合發(fā)展179
9.3.2 工程體系的復雜性特征與應對策略182
9.3.3 體系生命力理論概述185
9.3.4 體系生命力技術途徑187
9.4 本章小結191
參考文獻193