1.4 系统仿真技术的应用与发展趋势

系统仿真技术是一门通用的支撑性技术，具有综合性强、应用领域宽、无破坏性、可多次重复、安全、经济、不受环境条件和场地空间的限制等特点；同时，它也是一门不断发展的高新技术，已成为现代实验工程和科学研究的主要技术手段，广泛应用于国防和国民经济的各个领域。

由于仿真技术在应用上的安全性，使得航空、航天、核电站等成为仿真技术最早的和最主要的应用领域。特别是在军事领域，新型的武器系统、大型的航空航天飞行器，在其设计、定型过程中，都要依靠仿真实验，进行修改和完善；导弹、火箭的设计研制，空战、电子战、攻防对抗等演练也都离不开仿真技术。

从仿真的经济性考虑，由于仿真往往是在计算机上模拟现实系统过程，并可多次重复运行，使得其经济性十分突出。据美国对“爱国者”等3个型号导弹的定型试验统计，采用仿真实验，可减少实弹发射试验次数约43%，节省费用达数亿美元。我国某种型号导弹在设计和定型过程中，通过仿真实验，缩短研制时间近两年，少进行20多次实弹射击，节省费用数千万元。如果不进行仿真实验，导弹改型一次，就要重新进行多次实弹发射，型号定型往往需要进行数十次甚至上百次发射试验。采用模拟器培训工作人员，经济效益和社会效益也十分明显。另外，从环境保护的角度考虑，仿真技术也极具价值。例如，现代核试验多是在计算机上仿真进行的，固然是由于计算机技术的发展使其得以在计算机上模拟，但政治因素和环境因素才是进行核试验仿真的主要原因。

系统仿真技术能以其他方法无法替代的独特功能为决策者、设计师和工程技术人员在面对一些重大、复杂的棘手问题时，提供一个灵活的、适用的环境和手段，以检验关键性见解、创新性观点和所做决断的正确性和有效性，高效地帮助人们理解实际系统的本质，便于进行科学决策与推断。因此，有人提出，系统仿真技术是继科学理论和实验研究之后的第三种认识和改造世界的工具。

近年来，系统仿真技术尤其被各国领导层和军事部门高度重视，成为国防关键技术之一。海湾战争后，美军公布了对伊拉克作战过程中，战略战术的制订和在战役、战术上对兵力的部署和调动，成为采用系统仿真技术辅助作战的成功案例。这使人们清楚地看到，系统仿真应用于国防和军事，不但是新型武器装备论证、研制、试验、定型、鉴定、作战效能评估、使用训练、作战训练、后勤支援、武器采办等不可缺少的重要技术手段，而且直接介入了先进武器系统的运用，乃至现代作战行为的决策与谋划过程，确实起到了提高效率、节省经费、降低风险、保障质量和缩短周期的显著作用。

系统仿真技术在武器系统仿真中的应用与发展趋势体现在以下3个方面。

1.从局部阶段仿真到全生命周期仿真

现在武器系统仿真已经从局部阶段仿真发展到全生命周期仿真。全生命周期仿真是指从研究、确定战术技术指标开始，直至装备部队使用的全过程，通常可以划分为8个阶段：确定战术技术指标、可行性论证、方案论证、工程设计和试制、飞行试验、鉴定和定型、批量生产、部署使用。随着现代科学技术的发展及对装备性能要求的提高，系统仿真技术在各阶段中的应用越来越广泛。

2.从单武器平台仿真到多武器平台仿真

目前，我国各部门建成了若干集中式的单武器仿真平台，对武器系统方案论证、优化设计、质量保证、鉴定定型等方面起到了重要作用，使决策部门到研制使用部门达到了统一的认识：对武器型号的研制，仿真是不可缺少的关键技术。随着军事需求与技术的发展，单武器系统的仿真已不能满足武器装备发展的需要，面向多武器平台仿真、基于信息互联构成“合成仿真环境”成为重要的发展方向。

3.从性能仿真到性能与构造仿真应用相结合

要造一座设计新颖而复杂的大楼，先按几何比例相似原理做一个小的模型来研究大楼的结构特点；要设计一架新型飞机，先用木头做一架飞机的模型，来研究新型飞机的外形尺寸、空气动力布局、设备布局合理性、可安装性、可维护性、运动部件的干涉性、驾驶操纵的方便性等。

以仿真计算机为核心的纯数学仿真或半实物仿真，主要是研究系统的动态性能及其战术技术性能，但是其仿真结果的可视化也越来越受到人们的重视。由于虚拟现实技术的发展，可以在计算机上做出虚拟样机，包括系统组成、机体构型、机体上各分系统的布局、各分系统的结构和零部件的构造等，几何虚拟样机的分析研究、设计及综合性能评估等仿真，形成以仿真为基础的系统设计与分析。美国波音飞机的无图纸生产就是一个很好的例证。