2018-03-13 13:57:36
來源：軍橋網
仿真技術是以相似原理、信息技術、系統技術及其應用領域有關的專業技術為基礎，以計算機和各種物理效應設備為工具，利用系統模型對實際的或設想的系統進行研究、分析、評估、決策或參與系統運行的一門多學科的綜合性技術。能夠通過以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺的特定仿真環境，使參與者借助一定的交互設備，按照自己的主觀意愿驅動仿真模型與環境，并感知仿真世界的各種對象，從而可以組織完成一些現實中難以完成或根本無法進行的活動。
目前世界各國均認識到仿真技術在軍事領域的巨大作用，將軍用仿真領域的競爭視為現代化戰爭的“超前智能較量”，并把建模與仿真看作“軍隊和經費效率的倍增器”和影響國家安全及繁榮的關鍵技術之一。軍用仿真系統成為研究未來戰爭、設計未來裝備、支撐戰法評估、訓法創新和裝備建設的有效手段，并貫穿于武器裝備的體系規劃、發展論證、工程研制、試驗鑒定與評估、作戰使用研究、綜合保障直至報廢的全生命周期。
隨著信息化程度的不斷提高，作戰及裝備系統越來越復雜，對仿真技術的應用需求越來越迫切，仿真技術在國防軍事領域中的作用愈來愈重要。世界各軍事強國競相在新一代武器系統的研制過程中不斷完善仿真方法，改進仿真手段，以提高研制工作的綜合效益。
從技術特點來看，美國國防科學局（Defense Science Board）認為建立集成的綜合仿真環境和仿真系統，必須解決五個層次的技術：
基礎技術：涵蓋光纖通訊、集成電路、軟件工具、人的行為模型、環境模型等內容；
元/部件級技術：涵蓋內存、顯示、局域網、微處理器、數據庫管理系統，數/模轉換器，建模與仿真構造工具，測試設備等內容；
系統級技術：涵蓋微機系統、人機界面、遠距離通訊/廣域網、計算機圖像生成等內容；
應用級技術：涵蓋制造過程仿真、工程設計建模與仿真、人在回路仿真系統、隨機作戰仿真等內容；
系統工程級技術：涵蓋原型機、規劃、設計與制造、訓練與備戰、測試與評估的集成綜合環境和建模與仿真工程。
從應用領域來看，上述技術能夠應用于包括微機系統、遠距離通訊/廣域網、人機界面、計算機圖像生成、數據庫管理系統、局域網、光纖通訊、軟件工程工具等技術部分，從而為制造過程仿真，工程設計建模與仿真，隨機作戰仿真，環境模型等軍用仿真領域提供支持。
近二十多年來，美國一直將建模與仿真列為重要的國防關鍵技術。專門成立了國防建模與仿真辦公室，公布“國防建模與仿真倡議”，將“綜合仿真環境”列為保持美國軍事優勢的七大推動技術之一。美國國防部將“建模仿真”列為“有助于能極大提高軍事能力的四大支柱（戰備、現代化、部隊結構、持續軍事能力）的一項重要國防技術”，以需求為牽引、以積累為基礎、以創新為驅動，建立了覆蓋戰略、戰區/戰役、戰術/任務、交戰/系統層級，涉及各軍兵種及聯合作戰的真實、虛擬、構造的全譜仿真系統、設施和環境，全面支撐武器裝備研制和采辦、模擬仿真訓練、作戰分析、作戰實驗、試驗鑒定、作戰計劃模擬推演等應用，推動先進武器裝備快速采辦和換代發展、軍事訓練和演習模式與能力的轉型、軍事理論和戰爭實踐不斷革新。
以美軍為代表的西方發達國家軍隊，基于絕對領先甚至跨代優勢的裝備和技術發展思路、多次局部戰爭實踐及軍事轉型和武裝力量建設改革的需要，通過立法和鼓勵技術創新相結合，大力推動仿真技術的研究創新和應用轉化，正在將軍事仿真系統大量應用到軍隊作戰實驗、模擬訓練、裝備論證和聯合試驗等領域，推動著軍用仿真技術的發展和軍事變革。
（1）作戰實驗領域
在作戰實驗、推演分析、作戰計劃領域，通過觀察和分析受控變量與觀測結果的因果聯系或關系，識別、開發、評估、提出新的作戰概念和任務能力及條令、組織、訓練、物資、領導、人員、設施的變革需求，依據對作戰帶來的影響和效果，為轉型、改革、發展提供決策支持，盡快將新的理念、技術、能力形成部隊實戰能力，是美軍在該領域的重要發展趨勢和應對未來挑戰的重要手段。美軍以往重要的作戰和非戰爭軍事行動都必須在事前經過大量的計算機仿真評估和優化迭代，以減少因作戰方案和行動計劃不當帶來的損失，近年來的多場局部戰爭，包括伊拉克戰爭、阿富汗戰爭、南聯盟戰爭等，都在戰前進行了大量仿真推演和評估，有效地減少了作戰傷亡，加速了作戰勝利的進程。美軍參謀長聯席會議還主導開發了軍事后勤物流仿真系統并發布條令，規定所有重大的裝備物資和人員調動，必須在行動方案中進行仿真優化。整體來看，仿真正逐步嵌入作戰系統。通過仿真系統與指揮控制系統的互連，捕獲公共作戰數據，直接從指揮控制系統獲取信息，及時更新仿真系統中的戰場態勢和最新作戰目標，是未來作戰實驗領域的發展趨勢。通過超實時仿真分析與評估，指揮員能夠“看見”未來并迅速理解軍事行動的展開，不斷匹配、優選、調整和補充未來方案，從而直接支持作戰計劃。
（2）模擬訓練領域
在模擬訓練領域，美軍在裝備訓練仿真、業務訓練仿真和指揮訓練仿真三方面著力，研制開發各類訓練模擬器和系統，如飛行訓練模擬器、炮兵模擬訓練系統等，通過虛擬作戰環境和模擬作戰流程讓訓練人員快速掌握寶貴的操作技巧和作戰經驗，逼真的視覺、聽覺甚至運動感受還能使訓練人員能獲得真實的操作體驗；有針對性地設計具體的作戰場景，高效、便捷、節約地提高機關受訓人員的業務素養；美軍訓練仿真系統大量采用了分布式仿真技術和計算機生成兵力技術。前者的典型代表是美軍提出的高層體系結構HLA，后者的核心是人類行為建模，通過使用計算機生成可自主行為的虛擬兵力，讓受訓人員指揮的作戰實體數目大幅增加，并能夠依據敵軍的作戰條令定制藍方，從而有效提高了訓練過程的對抗性。訓練仿真的最終目的是提供一個近似實戰的聯合訓練環境。在模擬仿真系統建設與應用方面，美國陸軍使用目標與威脅模擬、戰術交戰仿真系統、模擬器聯網、構造仿真進行訓練，海軍使用模擬器、嵌入式仿真、兵棋推演進行訓練，空軍使用模擬器、分布式任務作戰、實兵實裝演習進行訓練，海軍陸戰隊使用模擬器、構造仿真進行訓練，聯合部隊使用軍兵種戰役戰術真實、虛擬、構造仿真集成聯邦實現基于能力訓練的轉型。美軍仿真訓練具有實戰、全譜、積累、創新、聯合的特點，聯合仿真訓練支撐聯合作戰已成為戰備訓練和戰爭實踐的科學規律。
（3）裝備論證領域
在裝備論證領域，半實物仿真、數字仿真等先進仿真應用不僅成為了武器裝備技術發展和系統研制的重要實驗手段，也已經成為了新型武器裝備研制的必備環節。從美國國防部制定裝備的發展戰略、規劃計劃、采購部署到維修退役，美軍大力推行基于仿真的采辦，將仿真應用到裝備建設的全生命周期。受軍方需求牽引影響，美國各大軍火巨頭也大力開展仿真技術的研究應用，并在研制和試驗過程中大力使用半實物仿真技術，基于裝備系統工作原理，使用解算數學模型的實時仿真計算機、模擬目標和環境光學/射頻/紅外/聲學等特性的信號產生裝置、模擬裝備姿態等運動特性的轉臺、模擬控制執行機構負載的力矩模擬器、設備通信接口裝置和試驗控制臺等，接入被測試系統或其部分硬件實物，形成逼真環境下的裝備系統工作回路，對系統的動態特性和性能進行測試和研究，用于飛機、導彈、魚雷等武器系統的方案設計、研制、試驗鑒定定型、使用維護和改進。
（4）聯合試驗領域
在聯合試驗領域，建模和仿真可以優化試驗鑒定計劃和識別關鍵或高風險問題，破解因費用或安全等限制無法實裝實彈試驗鑒定的難題，模擬威脅目標環境和對抗條件或提供激勵，預測或外推系統極限條件的包絡性能，深化認識理解系統特點和規律，支撐、優化和拓展開發、作戰、實裝實彈試驗鑒定。美國國防部和各軍兵種試驗鑒定機構持續投資和重點發展新的試驗鑒定科學技術、升級改造重點靶場和設施設備、仿真和逼真威脅模擬、聯合任務環境試驗能力。美軍大力推行聯合試驗，開發試驗訓練使能體系結構（TENA），并大力推行邏輯靶場理念，將分布不同地域的實兵實裝、模擬器和計算機仿真系統互聯在一起，開展虛實一體聯合試驗，有效地降低試驗費用，提高效率，使聯合試驗得以常態化開展，為采辦決策提供持續準確可靠的試驗鑒定數據支持，降低成本、周期和風險。
越來越多的國家已經認識到仿真技術在軍事領域的重要作用，并正在大力發展各種軍事仿真技術。目前仿真技術正向網絡化、虛擬化、智能化、協同化、普適化方向迅速發展。基于虛擬現實的仿真技術、分布交互仿真技術、面向對象的仿真技術、智能仿真系統、綜合自然環境仿真技術、仿真模型驗證技術等將是仿真技術發展的主要趨勢。來源：防務快訊
