坦克信息系统动态综合集成技术

从概念定义上来说，信息系统动态综合集成技术应可以定义为：以研究信息系统为方向，剖析信息系统属性和能力，立足建模技术和仿真技术，结合科学工程实践理论和方法，借助试验技术实现复杂系统的虚拟映射和试验评估。

坦克装甲车辆信息系统动态综合集成技术是近十年发展起来的，是伴随坦克装甲车辆信息系统的不断革新和不断扩展的发展历程而产生的。进入21世纪，装备信息系统的重要性愈发突出，在对信息能力大幅提升的需求下，电子设备大幅增加，车辆平台内各种信号类型、接口类型、实时控制、功能策略等也变得越来越复杂。面对众多的系统需求，面对复杂电子设备，面对繁杂的功能和控制流程，面对系统综合性功能的全覆盖验证，无法依靠传统的试验技术和设施条件，满足研制需求和系统可靠的要求。以往的经验，主要是从各专业系统独立要求出发，设计规划试验设施的建设和使用，没能从车辆系统的总体顶层任务要求考虑试验验证和技术满足度的确认，系统整体性考核只能通过车辆的实车装配和试验来进行系统评测，带来很多复杂的技术问题和研制成本及时间的额外增加。坦克装甲车辆信息系统动态综合集成技术的出现就是为了解决复杂信息系统的设计验证需要。

传统工程的试验验证方法在新时期下已无法满足坦克装甲车辆信息系统的科研需求。以前的研发模式是瀑布式的，是按照逐步递进的方法（图4-21），遵循论证、设计、生产、试验、交付的流水线研发模式，每个环节均以上一环节的结果为基础，造成了产品设计的不可逆和不可预测性等突出问题，最初环节的细微影响像蝴蝶效应一样带来无法估计的后果和关联效应。这一时期的工程化研发工作形成一套固有观念，即“整车外场试验是系统设计验证的唯一有效途径”。

图4-21　传统工程的试验验证

近些年，国内外汽车电子的快速发展，特别是在整车汽车电子的设计验证方法方面，各大汽车厂商强化车辆生产和维护的整车测试验证环节，从车辆部件测试、网络测试、功能测试、系统匹配测试等方面大量投入力量和设施建设，支撑着车辆系统研制和验证维护，从研制之初就确立了整车系统动态综合的重要环节，且在产品生产使用的不同阶段发挥着重要作用。通过查看图4-22所示的汽车电子研发生产V 模式流程，可以发现综合集成测试验证的一系列工作在产品全寿命周期中发挥的作用。

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图4-22　基于V 模式的汽车电子产品的全寿命周期

国内军工航空电子领域对标国外航空电子成熟的系统研发方法和思想，首先将信息系统动态综合集成技术成功应用于科研，并且成为新时期装备任务的必备研发手段和产品认证许可方法。航空电子信息系统面对复杂的系统组成、高度功能融合设计、多种网络类型和信号类别，在航空电子总体设计之初就开始规范和定义系统动态综合集成测试规范，提前着手准备和构建系统动态综合集成测试环境，贯彻“自顶向下设计，自下向上综合”的研发理念和方法，在工程化研制过程中支持设计、测试、验证、评估的不同阶段。特别是在整机研制过程中，根据不同的需求来构建不同的飞机综合集成测试环境，借助模型、仿真、虚拟人机环境、设备原型机、物理台架等一体化实施。其中在行业内发挥效果突出的综合集成环境包括：数字化整机设计集成环境、航空电子系统动态综合集成环境、整机综合集成验证环境等，这些环境也是航空研制过程中的必要流程，确保了飞机出厂的安全性和可靠性。

在国外信息化装备的研制中大量采用了系统动态综合集成技术。仅以美国联合防务公司在未来作战系统（FCS）体系中的典型装备的研发过程为例，采取“以仿真为核心”的系统综合集成研发和验证方法（图4-23），美军为某型车从整个系统到每个具体部件定义了数百种具体设计要求，开发人员细化要求，梳理出信息的相互关联，制作了大量的系统级仿真模型，构建了虚拟系统集成试验室，采用软硬件综合仿真方法验证每个功能的实现。通过虚拟集成试验的研制过程参与，开发了驱动各硬件系统的“仿真版本”的软件，构建出样机，清晰呈现出系统设计的真实状态，提前暴露出潜在的问题和风险，指引设计人员及早修改完善。在虚拟集成试验环境里，对数百个相互关联的系统进行评估，通过系统动态综合集成技术的工程化应用，保证整个任务在最短时间和最少经费下进行研制，仅用半年左右时间完成了样机制造并顺利转入了外场试验。

图4-23　以仿真为中心的美军装备集成验证方法

坦克装甲车辆信息系统从传统工程试验验证向新型系统动态综合集成验证是科学转型的必经之路，这一点国内外的航空、汽车等专业领域都进行了实践，形成了一套完整的系统综合集成方法和试验流程，并且大力开展相关研究和配套物理环境建设，为任务的快速完成和批量化产品的可靠生产提供了强有力的支撑。信息系统涉及电子、信息、控制等多个领域，系统功能复杂，研制周期短。作为整个坦克装甲车辆平台的神经中枢，其质量和可靠性极其重要，这也就是开展信息系统动态综合集成技术研究和验证环境构建的重要性所在，为信息系统的设计、开发、验证的全过程中提供了整个系统的动态仿真和评估测试条件。建设完整的信息系统动态综合集成验证环境，是进行信息系统研制的必然选择。