行业案例 | MBSE解决方案（二）：基于DoDAF的武器装备体系结构建模

在当前的信息化战争条件下，信息化程度不断增加，交付端到端的信息能力的需求不断增长，因此，如何使经费支出最少、交付的系统规模更大，而且能够互操作和信息共享，已成为体系顶层设计需要解决的重要课题。体系架构的开发采用规范化的图形、表格和文字，清晰、直观、形象化地描绘了系统使命任务的范围、需求、目标、背景、可行的解决方案、过渡策略和所需的标准，形成了定性与定量相结合的顶层设计方案。因此，体系架构建模可作为系统顶层设计的重要手段之一。

为客观评价武器装备在体系作战中的能力，本文针对导弹系统采用基于DoDAF的体系建模方法，利用多视图模型，按照作战概念、作战活动、能力、需求指标的顺序，构建导弹体系论证模型，并形成具体的导弹性能指标。

DoDAF是美国国防部的制定的体系架构框架，以指导和规范美军的体系化和信息化建设。DoDAF可以作为军事信息化的系统架构设计参考蓝图，综合考虑业务、数据、应用、技术、标准、项目实施等多个方面。以便对大规模、复杂系统进行顶层设计，指导未来的系统建设。DoDAF的8个视角，可以全方位、全过程的对复杂军事系统的分析设计提供路线图和建模框架。

体系架构建模工具Modelook.EA支持UPDM建模语言和DoDAF模型框架，用于开展面向复杂军事组织体系和装备体系的多视角、多视图的体系架构设计建模，开展任务需求分析，任务场景分析、体系架构分析及体系架构逻辑验证等。

支持美国国防部体系架构框架DoDAF2.0标准，全面支持8个视角52张视图的图形化建模，这些模型通过图形、文档、矩阵、表格等形式对视图进行分析，提供统一的体系结构数据存储库，保证各数据项目之间的一致性，实现了以数据为中心的体系结构开发方法。同时具备与多种仿真环境接口，可利用作战场景的三维时空物理模型与信息模型、体系信息交互的时序图与系统内部行为的状态图及可视化仿真技术完成模型的动态特性、协调性和时间特性的验证；在此基础上，通过作战场景驱动任务与体系架构的行为模型，可视化仿真装备系统的运行，完成系统的作战概念、系统体系架构、系统的主要功能、接口验证，从而实现体系架构在全局战场背景下的驱动和论证。

图 2 体系架构建模工具 Modelook.EA

以导弹作战单元执行防御任务为背景，建立OV-1 高级作战概念图。包括作战海域、作战目标、作战方式以及作战节点（通信卫星、打击导弹、雷达等）。

作战活动模型OV-5b是根据作战概念细分为若干个具有时序关系的作战任务，并将每个作战任务进一步分解，得到更为具体的作战活动。根据防御导弹作战单元的拦截作战任务，可以建立如下图所示的作战活动模型。

作战事件跟踪描述模型OV-6c提供了多个作战节点之间信息交互的时间序列，描述了某一场景中的行动轨迹。有助于定义作战节点的接口，以便在正确的时间完成赋予它的作战活动。根据防御导弹作战单元的拦截作战任务，可以建立如下图所示的作战事件跟踪模型。

武器装备能力是指在既定的军事背景和战场环境下，为完成既定的作战任务和使命，实现战略目标，对武器装备提出的能力要求。

作战活动-能力映射矩阵CV-6是通过作战活动研究作战单元所需要的作战能力，并将作战活动与作战能力进行映射，可以直观清晰表达出作战活动与所需能力的对应关系。通过分析防御导弹作战单元执行作战任务活动与能力之间的关系，可建立如下图所示的防御导弹的作战活动-能力映射模型。

武器装备指标指体系结构中的武器装备各自单独具有的属性，特别是表现出的与作战相关的特性指标。对武器装备能力需求进行分析，经过逐级分解映射，将装备能力需求转化为武器装备实体的功能及性能指标。

通过梳理目标任务和需求指标的关系，然后筛选出与关联度较高的指标作为底层具体指标，综合确定出如下图所示的导弹指标模型（以火力打击能力为例），可以直观体现从防御导弹作战能力到系统功能和性能指标的关系。

针对现有指标体系建立存在的问题，应用基于DoDAF的指标建立方法。从系统工程的角度对导弹作战单元体系进行分析，按照作战目标、作战活动、能力要素、性能指标的顺序，层层分解得到从使命任务出发的性能需求结构，从而建立合理的作战能力评估指标体系。从建立指标体系的过程可知：该方法可以避免专家在指标体系建立过程中主观因素的影响，能够客观表示出导弹作战单元的作战能力，使指标体系的构建更加符合实际需求。最后分析了各个指标的内涵和作用，为研究导弹作战单元作战能力奠定了基础，具有较高的应用价值。

开展基于模型的武器装备体系结构建模工作具有以下优势：