美国、北约及防务条约盟国正着力于重建弹药库存、扩大弹药互换性以及识别未来武器改进需求以实现技术优势。而这需要增加弹药效能数据的数量，以衡量并最大化弹药效能。理想情况下，所有弹药研发都应得到高保真数字孪生之间的耦合支持，并通过物理场测试执行和验证；但这在时间、资源和成本上均难以承受。

本文提出一种新颖的蒙特卡洛弹药效能建模方法，该方法得到基于物理建模的集成数据集支持，从而在保持结果完整性的同时最小化计算运行时间。该模型是一组轻量级C++模块，允许在系统设计和运用空间内对先进武器-目标杀伤力输入进行快速参数分析，从而为现有及概念性武器系统输出真实的效能数据。模型输出可在当前及预期作战战区的各种战术和环境条件下，针对大量目标提供稳健且成本低廉的弹药评估。该效能数据针对财政、作战和工程方面进行了优化，并进一步应用于为采办决策提供信息，并加速弹药研发。这种优化的弹药效能评估方法认识到，迫切需要拥有适应性强的弹药效能模型，以促进协作进步并改进火炮武器系统的互换性。

报告认为美国、北约及防务条约盟国之间的协作弹药研发对于其确保保持技术优势，并装备可互操作的武器以便在多边冲突中作战至关重要。弹药效能数据和模型交换是实现此目标的关键。效能数据可以支持下游分析并为关键决策提供信息[1]，以加速未来弹药的研发，并减少现有弹药性能评估所涉及的时间和资源成本[2]。由于联盟成员可能以不同速度开发相关技术，协作建模与仿真工具可以通过减少重复工作和弹药研发成本来缩小相关差距。本文旨在介绍智能弹药效能模型的方法论。SMEM的输入和效能指标可定制，以时间成本和效益高的方式满足一系列数据需求，从而满足对弹药性能数据日益增长的需求。本文扩展了先前提交给MODSIM World 2024会议的一篇论文[3]，更详细地介绍了M&S能力，并引入了“射击-转移”机动（第4.2节）和统计指标（第4.9节）。此外，本文还提供了与北约及防务条约盟国利益相关的原始数据（第4.7节）、分析及文献综述（第1和第2节）。

数十年来，美国、北约及防务条约盟国已成功利用武器效能模型来支持采办决策并保持技术优势[2], [4], [5], [6], [7], [8]。优势是指“直接或间接地运用能力或独特战术，意图阻止或减轻敌方使用其当前或计划中的装备或战术的能力[9]”。恰当的弹药性能指标为现有弹药的优化策略提供信息，并指明选择性开发对在日益复杂的战争中保持军事优势至关重要的新武器技术的最佳前进路径[10], [11], [12]。开发具有可互换弹药的模块化武器系统极为重要，它能向所有军种提供能力，使其能够“作为一支无缝整合的部队运作，[并且]还必须跨政府融合并与主要盟友实现互操作[13]”。冲突与和平建设日益成为多边努力。一旦发生多国冲突，可互操作的弹药系统对于娴熟的后勤和作战合作必不可少。需要推进可互操作、尖端且成本效益高的装备[14]；武器效能评估工具对此目标是重要支持。随着各国共同成熟和调整可互操作系统，效能模型可在各个设计点用作基准测试工具。

弹药库存决策最好在考虑技术优势和互操作性的前提下做出；因此，开始生产可能妨碍多边行动或在其生产日期即已过时的弹药是不明智的。自2014年以来，北约成员国元首和政府首脑承诺将至少2%的国内生产总值用于国防开支。2024年，这一总额达到4300亿美元。北约国防开支包括研发费用，其中至少20%的预算分配给重大新装备[15]。俄罗斯乌克兰战争后，北约的库存目标已提高。“乌克兰战争消耗了巨量弹药，并耗尽了盟友的库存，”北约秘书长延斯·斯托尔滕贝格说。“乌克兰目前的弹药消耗率是当前生产率的数倍，这给国防工业带来了压力[16]。”因此，开发有辨识力的武器性能指标和弹药效能数据至关重要，以建立能够在一系列环境、气候和战术条件下提供持久军事能力、针对多种目标的弹药库存，为北约和国防做出贡献。