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A goal-based approach for modeling and simulation of different types of system-of-systems

Journal of systems Engineering and Electronics 2023年第3期34卷 627-640页

作者： FENG Yimin ZHOU Chenchu ZOU Qiang LIU Yusheng LYU Jiyuan WU Xinfeng State Key Lab of CAD&CG Zhejiang UniversityHangzhou 310027China Xi’an Aerospace Propulsion Institute Xi’an 710100China China Astronaut Research and Trainning Center Beijing 100094China

A system of systems(SoS)composes a set of independent constituent systems(CSs),where the degree of authority to control the independence of CSs varies,depending on different SoS types.Key researchers describe four SoS types with descending levels of central authority:directed,acknowledged,collaborative and virtual.Although the definitions have been recognized in SoS engineering,what is challenging is the difficulty of translating these definitions into models and simulation environments.Thus,we provide a goal-based method including a mathematical baseline to translate these definitions into more effective agent-based modeling and simulations.First,we construct the theoretical models of CS and SoS.based on the theoretical models,we analyze the degree of authority influenced by SoS characteristics.Next,we propose a definition of SoS types by quantitatively explaining the degree of authority.Finally,we recognize the differences between acknowledged SoS and collaborative SoS using a migrating waterfowl flock by an agentbased model(ABM)simulation.This paper contributes to the SoS body of knowledge by increasing our understanding of the degree of authority in an SoS,so we may identify suitable SoS types to achieve SoS goals by modeling and simulation.

关键词： simulation systems agent-based modeling systemsof-systems(SoS) systems thinking

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