国之重器出版工程 从降维解析到映射升维——复杂工程系统原理探索

本书在大量工程实践基础上，在科学层面对复杂工程系统的特性与机理进行了总结，同时又提出了新的工程模型，是对系统工程的一次重要发展和对系统科学的一次有益探索。

复杂工程系统作为复杂系统在工程领域的特定延伸，当前已成为一个新的研究领域。本书以现有复杂工程系统理论方法为指导，以舰载航空指挥和保障复杂工程系统设计研制为应用对象，重点阐述了面向能力、基于体系结构架构、模型优化支持和流程连接驱动的多种复杂工程系统设计实践方法，总结了相关设计方法在航空指挥和保障领域的应用成果，进而提炼了基于V 模型和DE-CAMPS模型的复杂工程体系系统设计理论方法，为后续复杂工程体系系统的设计研制提供了一套较为完整的理论方法，推动并丰富了体系系统工程理论的再发展。

《复杂体系工程系列丛书》主编，中国船舶工业集团公司科技委常委，中国船舶工业系统工程研究院首任院长，“海洋安全体系国防科技工业创新中心”首任主任，全军武器装备战略咨询委员会委员，中国造船工程学会副理事长，舰载航空指挥和保障学术委员会主任委员，享受政府特殊津贴，入选“国家百千万人才”，长期从事船舶与海洋工程、体系工程与系统工程、舰载航空等方面研究，我国第一艘航母航空保障系统总设计师，我国第一艘国产航母副总设计师，大力推进武器装备研制由“交付装备”向“交付战斗力”转变。
面对国家建设海洋强国和海上丝绸之路的构想，率先提出了“智慧海洋”的理念，并纳入国家十三五规划纲要，成为国家“智慧海洋”工程的首倡者和先行者。主持了国家重大型号工程一级系统、重大装备预研课题和“智慧海洋”国家级专项
工程等研究工作，在“智慧海洋”、航母工程和联合作战等一系列重大工程中发挥了重要作用。荣获包括国防科学技术特等奖、国防技术发明二等奖、国防科技进步二等奖在内的多个奖项，发表SCI、EI检索文章多篇。

第 1章 复杂工程系统综述1
1.1 复杂系统2
1.1.1 理解世界的复杂性2
1.1.2 复杂系统理论概览4
1.1.3 圣塔菲研究所与复杂性研究10
1.1.4 复杂系统特征分析11
1.2 复杂工程系统12
1.2.1 复杂工程系统内涵12
1.2.2 复杂工程系统设计方法14
1.3 复杂工程系统的设计过程指导—系统工程16
1.3.1 系统工程概述16
1.3.2 系统工程的降维解析过程17
1.4 本章小结19
第 2章 复杂工程系统的典型范例——航空母舰航空指挥和保障系统21
2.1 航空母舰的历史演变与特点分析21
2.1.1 航空母舰历史演变22
2.1.2 航空母舰舰载机运用模式和特点分析30
2.2 航空指挥和保障系统内涵及特征34
2.3 航空指挥和保障在架次率生成中的作用35
2.4 航空母舰航空指挥和保障系统典型复杂工程系统特性分析41
2.5 航空指挥和保障系统设计方法42
2.6 本章小结44
第3章 面向能力的复杂工程系统顶层设计与评估方法45
3.1 面向能力的系统设计方法概述46
3.1.1 从面向威胁到面向能力46
3.1.2 联合能力形成机制分析48
3.1.3 基于能力的评估过程（CBA）50
3.2 航空指挥和保障系统多层次评估指标体系构建51
3.2.1 模型不确定性因素描述51
3.2.2 航空指挥和保障系统效能指标体系构建52
3.3 面向能力的航空指挥和保障系统参数灵敏度分析53
3.3.1 基于DOE试验设计和统计分析的单因素灵敏度分析54
3.3.2 基于非参数方法和方差分解的多因素灵敏度分析55
3.4 航空指挥和保障系统综合效能评估56
3.4.1 航空指挥和保障多设计方案对比56
3.4.2 基于灵敏度分析的系统效能评估58
3.5 面向效能的典型任务系统资源优化设计示例61
3.6 本章小结63
第4章 基于架构的复杂工程系统多视图模型融合设计方法64
4.1 架构综合设计方法概述65
4.1.1 架构与系统的关系辨析65
4.1.2 体系架构相关建模方法67
4.2 复杂工程系统多视图系统架构建模方法68
4.2.1 多视图系统架构模型分类及描述方法68
4.2.2 多视图模型关联关系提取74
4.3 航空指挥和保障系统多视图模型融合技术76
4.3.1 多视图模型一致性保证体系76
4.3.2 多视图模型融合冲突消解机制78
4.4 基于多视图模型的系统平衡性仿真验证方法79
4.4.1 基于系统动力学的平衡设计基本流程80
4.4.2 基于系统动力学的平衡设计实现方法81
4.5 本章小结85
第5章 模型支持的复杂工程系统优化设计方法87
5.1 模型驱动的系统优化设计方法概述88
5.2 基于启发模型的复杂工程系统优化设计方法90
5.2.1 群体智能优化模型90
5.2.2 基于粒子群的机场资源调度优化91
5.3 基于数学模型的复杂工程系统优化设计方法94
5.3.1 舰载机路径规划建模95
5.3.2 舰载机运动协调建模99
5.4 基于数据的模型置信度评估技术101
5.4.1 模型置信度评估统一流程101
5.4.2 典型模型置信度评估方法103
5.5 本章小结106
第6章 数据驱动的复杂工程系统流程设计方法108
6.1 复杂系统建模仿真方法概述109
6.2 航空指挥和保障作业流程仿真需求111
6.3 基于LVC 的异构仿真系统集成框架113
6.4 航空指挥和保障作业流程服务化建模方法115
6.4.1 航空指挥和保障作业流程元模型115
6.4.2 流程建模方法及相关规则118
6.4.3 作业流程服务化描述机制121
6.5 内外场试验数据融合的复杂系统LVC仿真试验124
6.5.1 内外场仿真试验数据融合分析124
6.5.2 基于规则的多机并行作业流程编排125
6.5.3 人 装备 数据在回路的全流程虚拟推演127
6.5.4 模型和数据驱动的系统隐秩序挖掘132
6.6 本章小结132
第7章 复杂工程系统设计创新之路134
7.1 典型复杂工程系统设计总结135
7.1.1 CAMP复杂工程系统设计方法135
7.1.2 复杂工程系统一体化协同设计平台138
7.1.3 传统设计手段与现代设计手段分析140
7.2 从降维解析到映射升维143
7.2.1 传统降维解析方法的困惑143
7.2.2 参数维上的映射升维143
7.2.3 时间维上的映射升维145
7.3 工程系统复杂性再认识146
7.3.1 工程系统复杂性层次146
7.3.2 工程系统复杂性分析148
7.3.3 复杂工程系统的适应性机制152
7.4 复杂工程系统设计新要素的提出154
7.4.1 数据驱动154
7.4.2 有机性155
7.4.3 环境协同性155
7.5 本章小结156
第8章 从降维解析到映射升维的复杂工程系统“V ”模型157
8.1 传统V模型应用于复杂工程系统分析157
8.2 从CAMP到DE-CAMPS的“映射升维”158
8.2.1 从“降维解析”到“映射升维”的复杂系统工程158
8.2.2 复杂系统工程特征分析160
8.2.3 复杂工程系统核心元素DE-CAMPS模型161
8.3 复杂工程系统工程构建过程“V ”模型165
8.3.1 复杂工程系统顶层的业务流程模型165
8.3.2 统一信息空间167
8.3.3 复杂工程系统构建过程“V ”模型167
8.4 复杂系统工程全生命周期“V ”模型168
8.4.1 “V ”模型架构168
8.4.2 “V ”模型与DE-CAMPS模型的一体两面170
8.5 本章小结170
第9章 展望172
9.1 从复杂工程系统到复杂工程体系173
9.1.1 体系概念的提出173
9.1.2 工程系统、复杂工程系统与体系的关系173
9.1.3 体系与体系工程175
9.2 SOSWARE工具平台发展展望176
9.2.1 SoSWARE工具平台概述176
9.2.2 SoSWARE工具平台框架177
9.3 体系生命力理论179
9.3.1 系统科学与系统工程的融合发展179
9.3.2 工程体系的复杂性特征与应对策略182
9.3.3 体系生命力理论概述185
9.3.4 体系生命力技术途径187
9.4 本章小结191
参考文献193