武器装备体系是面向作战需求而由功能上相互联系、相互作用的各种武器装备系统构成的更高层次的整体,它具有复杂的体系结构。武器装备体系结构建模重点研究体系结构的建模过程与方法、体系结构的建模描述、体系结构建模的综合分析等内容,能为体系建设和体系结构设计的各阶段提供理论、方法与技术支持。目前国内外对武器装备体系结构建模方法与框架的研究,大多以美军国防部体系结构框架DoDAF作为模版进行二次开发,缺少对体系能力需求的响应描述,缺乏对体系内部定量关系的分析,无法为体系结构的建设提供反馈与指导,而且体系结构建模数据不满足一致性要求,数据重用率低。如何针对上述不足,研究适合我军实际的武器装备体系结构建模方法,是目前我军在武器装备体系结构研究方面重点需要解决的问题。本文结合我军武器装备体系建设的现状与特征,提出一种基于能力需求的武器装备体系结构建模方法,研究的主要内容和创新点如下:(1)提出了基于能力需求的武器装备体系结构建模框架,规范和指导武器装备体系结构建模活动的整个过程。本文提出了一种基于能力需求进行武器装备体系结构建模的思想,将体系结构建模框架分为四部分,分别是“从需求到体系结构的建模”,反映如何从体系能力需求逐步构建武器装备体系结构的过程;“体系结构的建模”,对初步构建的武器装备体系结构进行全方位的建模展示;“从体系结构到能力的建模”,反映构建的武器装备体系结构表现出来的体系能力对体系能力需求的满足程度;“建模过程分析”,是对整个建模过程中的步骤、方法和数据等信息进行分析,指导建模过程的顺利进行。(2)针对武器装备体系结构建模的不同阶段与内容,研究了不同的体系结构建模方法。对于“从需求到体系结构的建模”和“体系结构的建模”,结合各自建模对象的特点,分别借鉴IDEF0开发功能模型和IDEF1X开发信息模型的建模思想,采用结构化建模分析的方法进行建模;对于“从体系结构到能力的建模”,根据提出的建模过程,采用改进模糊指数标度的网络分析法对系统功能与体系能力之间的对应关系进行建模,分析系统功能对体系能力的贡献度;在建模过程中定义了系统功能需求的满足程度包括对系统功能需求的贴近度和关联度两方面,采用灰色关联理想解法进行建模,分别利用理想解法建模分析武器装备体系结构对系统功能需求的贴近度,用灰色关联分析法建模分析武器装备体系结构对系统功能需求的关联度,综合得到武器装备体系结构对系统功能需求满足程度的建模分析;结合系统功能对体系能力的贡献度和系统功能需求满足程度的分析结果,可以得到武器装备体系结构对体系能力需求满足程度的建模分析。(3)设计开发了支持基于能力需求进行武器装备体系结构建模过程的建模描述产品。描述产品共包括12种体系结构建模描述产品,20种描述子产品,分别从不同的建模视角以相应的描述形式对建模过程进行展现。详细设计了各建模描述产品的用途、描述内容和描述形式,规范了描述产品的数据格式和一致性原则,分析并建立了描述产品之间的逻辑关系和数据层面的联系。(4)在提出的体系结构建模框架与方法的指导下,展开了应用研究。开发了体系结构建模工具,详细设计了建模工具的结构、功能以及使用流程。利用体系结构建模工具,按照体系结构建模流程,应用体系结构建模方法,以构建实现远程目标精确打击能力的武器装备体系结构为例,进行了实例研究,开发了一系列建模描述产品,证明了本文提出的基于能力需求的武器装备体系结构建模方法的可行性与实用性。