基于整数线性规划的武器装备投资决策评估方法

doi:10.12305/j.issn.1001-506X.2026.09.18

摘要/Abstract

摘要：

为实现有限经费条件下联合作战武器装备系统合理投资决策，提出一种基于整数线性规划方法进行求解的装备研发规划模型，并通过海上封控作战场景下27个候选装备研制项目集对该模型的应用效果进行案例研究。结果表明，不同作战能力随累计研发费用增长以非线性形式提升，装备能力覆盖率、场景适用度、性能潜力等因素对装备研制早期投资决策具有重要影响。此外，高效费比装备在研制规划中被优先选择，以实现最高的资金使用效率。作为装备规划阶段量化评估方法，所提模型可基于作战能力需求用于武器系统研发选择辅助决策。

关键词: 武器装备, 联合作战, 线性规划, 投资决策

Abstract:

In order to realize the rational investment decision of joint operational weaponry system under limited funding conditions, an equipment development planning model solved by using the integer linear programming method is proposed, and the application effect of the model through 27 candidate equipment development projects set is studied in the sea sealed and controlled combat scenario. Results indicate that different combat capabilities improve in a non-linear manner with the increase of cumulative research and development (R&D) costs, and factors such as equipment capability coverage, scenario applicability, and performance potential have significant impacts on early weaponry development investment decisions. In addition, high-efficiency and cost-effective equipment is given priority in development planning to achieve the highest efficiency of capital use. As a quantitative evaluation method in the equipment planning stage, the proposed model can be used to assist decision-making for weaponry system R&D and selection based on operational capability needs.

Key words: weaponry, joint operation, linear programming, investment decision

中图分类号:

E 257

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图/表 12

图1

表1

海上封控作战主要能力需求"

序号	能力类型	子能力需求
1	指挥与控制	与作战总部、各作战部队保持可靠联系；在通信环境降级时执行有效指挥与控制；能够从通用数据库创建可共享、用户定义的作战画面，以提供态势感知；具备整合太空、网络空间等不同作战域的跨域作战能力；具备任务式指挥能力，使下级指挥官能够根据上级命令独立行动，并能在所需层级进行横向跨域整合；能够实现信息保护与信息系统快速恢复
2	情报	能够在对抗态势下检测和响应对方计算机网络攻击；能够在对抗态势下及时、准确地进行跨域情报融合；能够在对抗态势下获取任何领域内不同类型的情报
3	火力打击	具备复杂地形中必要射程、精度、响应能力下将对方定位、瞄准和压制的能力；具备跨域交战中延迟、扰乱或摧毁对方系统的能力；具备能够进行电子攻击和计算机网络攻击的能力；具备能够拦截对方兵力部署和物资供给的能力
4	运动与机动	能够通过空中和海上在战略距离范围内实施和支持作战机动；具备在网络空间中进入对方数字网络的能力；能够进行途中指挥控制、任务规划与演练，以及部队集结部署；能够实施突袭、有限目标作战、持续地面作战等各类行动；具备隐蔽联合机动部队接近的能力，使其在可接受风险范围内进入打击距离
5	防御	具备击败对方瞄准系统的能力，包括其精确射击能力；具备远程导弹防御能力；能够保护基地和其他关键基础设施；能够保护保护海上和空中作战部队与物资供给；在破坏对方太空作战的同时保护友军太空部队；具备网络防御能力；具备人员保护能力
6	后勤保障	通过固定和移动基地（包括海基）网络部署作战部队并提供后勤保障；能够快速灵活地建立非标准保障机制，例如使用商业供应商和设施；具备作战环境下规划、管理和整合承包商支持的能力
7	信息	能够在战前、战中和战后影响目标受众认知
8	交战	能够与盟友建立共同目标并分享能力；可获得区域军事盟友在基地、导航、领空等领域使用上的支持；具备向区域军事盟友提供培训、物资、设备等援助的能力

表1

表2

海上封控作战装备能力评估数据"

编号	项目名称	成本/百万元	能力空间覆盖率								场景适应度	性能潜力	技术转移效率
编号	项目名称	成本/百万元	指挥与控制	情报	火力打击	运动与机动	防御	后勤保障	信息	交战	场景适应度	性能潜力	技术转移效率
1	新型弹道导弹	95.00	0.17	0.00	0.75	0.40	0.43	0.33	0.00	0.00	0.60	0.60	0.80
2	驱逐舰	0.00	0.33	0.33	0.50	0.40	0.29	0.33	0.00	0.00	1.00	1.00	1.00
3	无人攻击艇	66.00	0.33	0.00	0.25	0.40	0.29	0.00	0.00	0.00	0.80	0.60	0.80
4	预警机	0.00	0.67	0.67	0.25	0.40	0.14	0.00	0.00	0.67	0.60	0.80	1.00
5	倾转旋翼机	115.00	0.17	0.00	0.50	0.60	0.14	0.33	0.00	0.33	0.60	0.60	0.80
6	特种侦察机	45.00	0.17	0.33	0.00	0.20	0.00	0.00	0.00	0.33	0.60	0.60	0.60
7	反舰导弹	80.00	0.17	0.00	0.50	0.40	0.43	0.00	0.00	0.00	0.60	0.60	0.80
8	水下预置平台	87.00	0.50	0.33	0.50	0.40	0.14	0.33	0.00	0.00	0.80	0.60	0.60
9	智能信息弹药	32.00	0.17	0.00	0.00	0.20	0.00	0.00	1.00	0.00	0.80	0.60	0.60
10	水下通信网	46.00	0.33	0.00	0.00	0.20	0.00	0.00	0.00	0.33	1.00	0.60	0.80
11	高轨天基监视系统	0.00	0.67	0.33	0.00	0.20	0.00	0.00	0.00	0.33	0.60	0.60	0.80
12	天基作战单元	132.00	0.33	0.00	0.25	0.20	0.29	0.00	0.00	0.33	0.60	0.60	0.60
13	无人巡逻艇	56.00	0.17	0.00	0.25	0.40	0.29	0.00	0.00	0.00	0.80	0.60	0.80
14	联合指控系统	145.00	0.83	0.33	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.33	0.60	0.80	0.80
15	迷雾情报网	71.00	0.00	0.33	0.25	0.20	0.14	0.00	1.00	0.33	0.60	0.60	0.60
16	多功能移动雷达站	88.00	0.33	0.67	0.00	0.20	0.00	0.00	0.00	0.33	0.80	0.60	0.80
17	模块化医疗方舱	26.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.14	0.33	0.00	0.00	0.60	0.60	0.80
18	单兵状态监控设备	18.00	0.00	0.00	0.00	0.20	0.14	0.00	0.00	0.00	0.60	0.80	0.80
19	快速搜救艇	21.00	0.17	0.00	0.00	0.20	0.14	0.00	0.00	0.00	0.80	0.80	0.80
20	海燕无人机集群	53.00	0.17	0.00	0.50	0.20	0.14	0.00	0.00	0.00	0.60	0.60	0.80
21	水下变形巡游器	74.00	0.17	0.00	0.75	0.60	0.14	0.00	0.00	0.00	1.00	0.60	0.60
22	水下机器人	66.00	0.17	0.00	0.00	0.20	0.14	0.33	0.00	0.00	1.00	0.60	0.60
23	新型深海潜艇	108.00	0.33	0.00	0.50	0.60	0.14	0.00	0.00	0.33	1.00	0.60	0.80
24	智能鱼雷	39.00	0.17	0.00	0.50	0.20	0.00	0.00	0.00	0.00	1.00	0.80	0.80
25	火箭炮	48.00	0.00	0.00	0.25	0.20	0.14	0.33	0.00	0.00	0.80	0.80	0.80
26	新型攻击机	102.00	0.17	0.00	0.50	0.40	0.14	0.00	0.00	0.33	0.60	0.80	0.80
27	两栖运输船	54.00	0.17	0.00	0.00	0.20	0.14	0.67	0.00	0.33	0.80	0.60	0.60

表2

图2

图3

表3

表4

表5

图4

图5

表6

图6

参考文献 38

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项目组合	项目组合元素编号	累计成本/百万元	作战能力								平均作战能力
项目组合	项目组合元素编号	累计成本/百万元	指挥与控制	情报	火力打击	运动与机动	防御	后勤保障	信息	交战	平均作战能力
1	2，4，23，8，3，25，11，13，10，9	443	1.55	0.84	1.32	1.62	0.76	0.59	0.29	0.73	0.96
2	2，4，23，21，24，15，11，10，9，20，19	444	1.51	0.82	1.65	1.64	0.62	0.33	0.50	0.80	0.98
3	2，4，23，8，21，3，25，11，10，9	461	1.54	0.84	1.50	1.68	0.70	0.59	0.29	0.73	0.98
4	2，4，23，21，5，24，25，11，13，19	461	1.37	0.75	1.82	1.81	0.77	0.59	0.00	0.67	0.97
5	2，4，8，21，24，3，25，11，10，9，6，17	463	1.53	0.91	1.58	1.56	0.67	0.69	0.29	0.65	0.98

项目组合元素编号	累计成本/百万元	作战能力								平均作战能力
项目组合元素编号	累计成本/百万元	指挥与控制	情报	火力打击	运动与机动	防御	后勤保障	信息	交战	平均作战能力
2，4，11，18，19，17，9，24，6，10，25，20，27，13，3，22，15，21，8，16，26	992	2.02	1.24	2.06	2.36	1.12	1.00	0.50	1.07	1.42

项目组合元素编号	累计成本/ 百万元	作战能力								平均作战能力	备注
项目组合元素编号	累计成本/ 百万元	指挥与控制	情报	火力打击	运动与机动	防御	后勤保障	信息	交战	平均作战能力	备注
2，4，11，18，19，17，9，24，6，10，25，20，27，13，3，22，15，21，8，16	890	2.35	1.49	2.25	2.64	1.28	1.20	0.60	1.13	1.62	+20%TP_i
2，4，11，18，19，17，9，24，6，10，25，20，27，13，3，22，15，21，8，16，26，23	1100	1.75	0.99	1.84	2.11	0.95	0.80	0.40	0.98	1.23	−20%TP_i

项目组合元素编号	预算总额/百万元	平均作战能力	备注
14，5，23，16，8，7，15	694	0.53	70%BSTC，能力极小值
18，17，9，24，6，10，25，20，27，13，3，3，15，21，2，4，11	694	1.19	70%BSTC，能力极大值
14，12，5，23，26，8，7，21	843	0.58	85%BSTC，能力极小值
17，9，24，6，10，25，20，27，13，3，3，15，21，7，8，2，4，11	843	1.30	85%BSTC，能力极大值
14，12，5，23，26，1，16，7，15，13	992	0.69	100%BSTC，能力极小值
18，19，17，9，24，6，10，25，27，3，15，21，7，8，16，1，26，2，4，11	992	1.42	100%BSTC，能力极大值
14，12，5，23，26，1，16，8，7，3，3，13	1140	0.78	115%BSTC，能力极小值
18，19，9，24，6，10，25，27，3，3，15，21，7，8，16，1，26，23，2，4，11	1140	1.58	115%BSTC，能力极大值
14，12，5，23，26，1，16，8，21，15，3，13，20，25	1240	0.92	125%BSTC，能力极小值
19，17，9，24，6，10，25，20，27，13，15，21，7，8，16，1，26，23，5，2，4，11	1240	1.62	125%BSTC，能力极大值

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