基于MDA的复杂系统生成式仿真建模方法研究

复杂系统仿真迫切需要能够同时支持多领域分别独立针对性建模和全系统统一集成仿真的方法。当前的主流方法是高层体系结构（HLA），而HLA仅能解决统一仿真的问题。本项目拟遵循软件领域的生成式建模思想，综合利用其两大流派：模型驱动架构（MDA）和模型集成计算（MIC）的相关先进技术和规范，面向仿真研究设计复杂系统生成式仿真建模方法论，围绕其中的多领域仿真模型公共表示、多建模形式体系的映射与变换以及领域建模工具的自动生成三大关键问题展开研究。通过在仿真模型可移植性标准（SMP2）的基础上构建多领域仿真模型公共表示规范，基于模型变换技术集成各种仿真建模形式体系以增强SMP2的行为建模能力，利用元建模技术实现领域仿真建模工具的自动生成，进而通过领域模型到行为建模形式体系的模型变换来实现领域建模语言的形式化语义锚定，从而实现领域可执行仿真模型的自动生成，最终实现复杂系统多领域生成式仿真建模与统一仿真。

复杂系统仿真迫切需要能够同时支持多领域分别独立针对性建模和全系统统一集成仿真的方法。本项目遵循软件领域的生成式建模思想，综合利用其两大流派：模型驱动架构（MDA）和模型集成计算（MIC）的相关先进技术和规范，面向仿真研究设计复杂系统生成式仿真建模方法论，围绕其中的多领域仿真模型公共表示、多建模形式体系的映射与变换以及领域建模工具的自动生成三大关键问题展开研究。取得了以下具有创新性的成果：. 1、提出了基于模型驱动架构（MDA）的复杂系统生成式仿真建模方法. 该方法包括基于SMP2的生成式仿真建模方法，多形式体系使能的复杂系统生成式建模方法和领域特定仿真建模方法三个方面，分别给出了方法的参考框架。. 2、基于SMP2搭建了生成式仿真模型的公共表示规范. 深入研究了大型复杂仿真应用系统对仿真模型规范的表示需求，系统梳理了传统的各类仿真模型规范，总结了各类规范在满足复杂系统仿真模型表示需求上存在的不足，提出了基于SMP2的生成式仿真模型公共表示规范，指出了其优越性，并实现了SMP2规范的模型开发与仿真运行环境。. 3、研究了DEVS和Statecharts向SMP2的映射和模型变换技术. 以DEVS和Statecharts两种形式体系为例，研究了建模形式体系向SMP2模型规范转换的相关方法、框架、模型和技术，说明了SMP2作为生成式建模规范的有效性。. 4、基于GME和SMP2构建了面向领域的复杂系统生成式仿真建模一体化环境. 基于GME和SMP2构建了面向领域的复杂系统生成式仿真建模一体化环境，其中基于GME环境实现形式体系建模工具，基于GReAT和BON技术实现形式体系模型到SMP2/C++模型的自动生成，进而在基于SMP2的Sim2000仿真环境中运行。. 5、以武器装备效能仿真为典型应用领域进行了生成式建模示范研究. 结合武器装备效能仿真领域的实际特点，搭建了物理域-认知域二分的武器装备效能仿真的可组合模型框架，并分别在物理域和认知域进行了基于形式体系的生成式建模实验验证，结果充分证明了本项目所提方法的可行性和有效性。