在整个防务环境中,建模与仿真(M&S)的使用越来越普遍。仿真模型使用了从系统动力学、信息科学和运筹学(OR)发展而来的各种技术。有一些封闭式模拟,没有人机交互,主要用于研究和分析。另一类是交互式模拟,一般由操作人员积极参与,执行人类决策过程。后一种模拟过去一直是实验游戏或战争游戏的主流,但现在越来越多地应用于计算机辅助演习(CAX)。因此,可以说,不仅模拟模型和应用在不断扩大,而且其相关技术可应用于武装部队的所有职能活动。
虽然建模与仿真在军事领域的应用不断扩大,但北约建模与仿真指导小组最近的工作表明,北约国家的大多数应用都是由个别组织开发的,以满足特定用户群体的明确需求;这些应用并非作战系统的组成部分;建造时间过长,成本过高;无法协同使用,也未得到充分验证。因此,建议制定和应用由高级结构(HLA)提供的标准和互操作性程序。
M&S 是任何智力行为的重要组成部分。人类的知识和智力是建立在个人或群体创建和操作认知或具体模型的能力之上的。收集信息和系统地创建代表现实环境一部分的图像、模型范式或建筑是智力发展的基 础。只有以目标为导向,或多或少系统地对这些表象进行实验或操作,才有可能确定符合预期目标的解决方案。智力对最佳解决方案的探索总是基于对模型的尝试和错误应用。只有通过犯错才能学到东西,但犯错时须避免使用价值较高的真实系统或导致灾难性后果的流程。因此,只有能够进行必要模拟和实验的模型,才是寻找最佳解决方案的手段。
随着以数字信息系统为特征的技术和方法的飞跃发展,建模和仿真正在为这一发展做出巨大贡献。尽管以真实系统的复制品为基础进行知识收集实验的原则与人类智慧一样古老,但使用数字计算机进行建模和模拟却是在过去几十年中发展起来的。自然科学学科,特别是那些采用定量和逻辑方法来发现事实的学科,以及工程学科,开发了大量的数字和逻辑模型,并在数字计算机上运行。
仿真的本质是开发和应用明确制定的模型,并在计算机上执行。通过这些模型,可以在所谓的计算实验中随时生成可重复的结果。这些结果可以通过许多参数变化和假设检验来实现,因此可以进行讨论和修改。模型的结构是基于技术、物理或社会见解和理论的数学和逻辑关系。模型可以看作是现有可感知系统的复制品,也可以看作是规划阶段可预见系统的先驱。通过模型可以对所考虑的系统进行模拟,并对参数、假设和要处理的论点进行分析。它有助于深入了解敏感领域、趋势和参数之间的相互关系。
可以说,建模与仿真的确是最复杂的信息处理方法,可被视为混合智能的一部分。考虑到现有计算机技术的威力(其性能在过去几十年中的增长远远超出了人们的预期,但迄今为止却几乎没有得到利用),以及相关软件和信息系统工具的能力,模型和模拟在思维过程中显然具有巨大的潜力。由于有了模型,模拟就有了合理的基础,可以在此基础上进行有益的讨论。通过模型结构,可以确定和控制现实世界的复杂关系。这样,人的决策仍然被赋予了承担责任的重要功能,但由于人的信息处理能力有限而产生的不合理现象却被消除了。模拟为分析未来系统提供了可能,未来系统有一天可能会被引入。由于这些模拟系统中的直接决策活动,实验游戏为规划者提供了有关未来的信息。它们是群体智慧的催化剂,可以确定、评估和处理复杂的系统关系。只有这样,未来的问题才有可能得到有意识的和合理的处理。