美国国防部(DoD)和兰德公司(RAND)等研究机构都记录了在进行探索性分析以支持能力发展方面存在的战略差距,这些分析旨在利用技术和条令概念解决方案。进行探索性分析涉及许多方面,从研究技术发展趋势到对潜在对手能力进行情报评估;归根结底,创建模型和模拟以探索各种场景的工作是为高级领导人提供分析支持的核心。在这项工作中,总体战略差距被分解为需要研究的更多重点领域,首先是探索当前整合不同模型的方法,以满足国会在质量、准确性和可靠性方面的关切;注意到这些方法在探索大型设计或决策空间方面的计算量已变得过于庞大。进一步的意见指出,性能指标的预期值需要复杂和潜在的非线性模型来量化,在不同层次的模型抽象之间使用时,无法提供足够的可追溯性。此外,当前的模型抽象方法难以考虑与日益复杂的模型或模拟相关的维度增加。这些观察结果引出了本研究的目标,即制定并演示一种方法,利用降阶建模(ROM)方法进行可追溯的模型抽象,在当前的军事行动建模与仿真方法中有效、高效地捕捉复杂的系统行为。

通过对当前文献的回顾,得出了对 ROM 的以下要求:需要考虑非线性相互依存关系、潜在的物理现象和随机效应。提出并完成了一系列研究问题、假设和实验,以进一步了解和解决已发现的差距。所有这些都为制定降阶非侵入式(RONIN)建模方法提供了指导,从而实现了既定的研究目标。与 “查找 ”表或简单传递预期值等传统方法相比,RONIN 建模方法创建并实施了预测性减阶替代模型,可捕获更多有关行为和交互的信息。最后,为了证明 RONIN 建模方法能够实现研究目标,我们定义了一个名义上的美国空军使用案例,并使用国防部标准模拟框架生成了一个全阶模型(FOM),该模型输出了一组响应分布。任务级模型的响应可量化系统行为,范围从简单的资产、武器或燃料计数到旨在计算作战效能的高级指标。本用例模拟了一次压制敌方防空(SEAD)任务,探索不同的决策和部队结构如何影响友军损失和敌方杀伤的总数。最终,使用 RONIN 建模方法创建了一个预测代用模型,该模型能够重建与原始 FOM 输出数据静态一致的输出分布。

图 1.1: 国防规划流程用于将战略指导转化为可操作的支出、部队结构设计和能力发展目标[127]。

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