出动架次率（SGR），指单位时间内能够生成的出动架次数量，是评估航空基地能力的一项关键指标。然而，与陆基航空基地相比，航空母舰存在诸多约束，例如空间和环境限制，这使得应用现有陆基研究成果来分析航母作战变得困难。另一方面，航空母舰上的出动架次生成流程（SGP）类似于一个物流/生产系统，即通过飞机生成出动架次。因此，本研究提出了一个使用离散事件仿真来分析航母SGP的框架，并定义了构成仿真的各个类别。此外，使用所提框架实现了SGP分析仿真，并进行了多项实验，以证明所提框架在实际应用中的可行性。

作为一种海上航空基地，航空母舰是一个复杂系统，涉及设施、人员、飞机等多种相互作用的组成部分（Lee and Park 2015）。此外，由于其对作战和战术态势等外部因素的高度敏感性，航母的行为复杂且难以预测。由于几乎不可能完全掌握航母各组成部分及外部环境行为的完备信息，采用适当抽象级别的建模对于航母的系统分析至关重要。

出动架次生成流程（SGP）指的是生成飞机出动架次所需的一系列过程。它聚焦于各项任务开始与结束、故障发生等主要事件，同时仅将各组成部分的复杂行为、动力学及环境因素间接视为随机因素。因此，SGP是一个随时间发生概率性变化的随机过程。基于处理时间均值的一阶矩，为理解随机过程的行为提供了重要的直观依据（Hopp and Spearman 2011）。出动架次率（SGR）代表单位时间内生成的出动架次数，是与SGP相关的一阶矩之一，并作为制定空中任务指令（ATO）和规划作战的基准。因此，分析SGP可视为计算SGR。

一般而言，飞机起降需要至少1.8公里的跑道及各种保障设施和装备。然而，即使是现有最大的航空母舰"杰拉尔德·R·福特"号（CVN-78），其长度也仅为333米。与地面基地相比，这一特点使航空母舰属于具有显著空间限制的小型航空基地范畴。航母的空间约束给建模带来了额外挑战。由于空间有限，需仔细考虑机组人员休息、有限作业时间等因素。由于只有一条跑道可用，起飞和回收的排序变得至关重要。机库位于内部，出于维护目的，需使用升降机在飞行甲板和机库间移动飞机。然而，受航母结构限制，升降机数量有限，这进一步使建模过程复杂化。因此，受空间限制影响，航母的SGP与地面基地的典型SGP有显著不同。故而，分析航母SGP的建模方法需区别于地面基地所用的方法。

先前关于SGP的研究主要使用仿真和分析方法。Boyle（1990）利用"后勤复合模型"（LCOM），对考虑后勤和人员影响的SGP交互进行了研究。Dietz and Jenkins（1997）与Hackman and Dietz（1997）提出了一种基于"平均价值分析"（MVA）的SGP分析数学模型。Harris（2002）开发了一种可支持空中指挥官决策的SGP分析模型。Faas（2003）和Bingol（2016）通过仿真分析了"自主式后勤系统"（ALS）对SGP的影响。Aykiri（2016）通过仿真分析了人员和各类资源对SGP及瓶颈流程的影响。然而，大多数先前工作主要关注地面基地，未考虑空间约束。因此，这些研究应用于分析航母SGP是有限的。本研究的目标是进行考虑空间约束的SGP分析，旨在弥补先前研究主要关注地面基地而忽视此类约束的不足。

在SGP系统中，飞机需经过武器挂载、加油等流程以生成出动架次。每个流程都有其指定位置，飞机在特定位置完成一个流程后，将移动到不同位置进行下一个流程。在物流/生产系统中，原材料或中间部件需经过多个工序以生产最终产品。每个工序在指定的工作区进行，操作完成后，部件移动到下一个工作区。从这个角度看，SGP系统类似于物流/生产系统，其中飞机对应部件，SGP中的每个流程对应一个工序，航母上流程发生的位置对应工作站，而出动架次对应最终产品。在物流/生产领域，已有许多研究使用离散事件仿真（DES）。Woo et al.（2017）提出了一个供应链管理的仿真框架。他们引入了用于仿真的"6要素"信息结构，并定义了仿真的目标和关键绩效指标（KPIs）。Woo et al.（2010）和Jeong et al.（2018）使用以流程为中心的离散事件仿真对物流系统进行了分析。由于生产系统具有相互连接的流程以及每个流程内的并行资源，先前使用以流程为中心的离散事件仿真对物流/生产系统的研究，为本研究提供了有价值的参考。然而，典型的物流/生产系统是一个存在部件创建与消除的开放系统，而SGP系统是一个封闭系统，其中预定数量的飞机在SGP内持续循环，生成出动架次。这导致将先前研究应用于航母存在局限性。

本研究利用航母的离散事件仿真，实现了通过一系列SGP生成出动架次的过程。在第2节，将介绍用于开发仿真的方法论和框架；在第3节，将详细描述模型的实现；在第4节，将展示涉及改变飞机数量和航母布局的案例研究结果。