[发明专利]基于指派模型的导弹装备系统弹种优化设计方法及装置

说明书

本发明提供一种基于指派模型的导弹装备系统弹种优化设计方法及装置，所述方法包括：建立以系统效能为引导的弹种优化设计模型；对所述弹种优化设计模型进行层次划分；对各模块依据层次分析法进行层次分解，确定各模块的组成要素，各模块的组成要素能够映射到层次划分得到的层次中；为所述弹种优化设计模型建立效能域、任务域、成本域、方案域、参数域和信息域；建立指派模型；定义作战环元功能节点，获取最优组合的作战环；所述指派模型进行求解，得到弹种组合。根据本发明的方案，极大缩小优化问题可行域，显著提高设计计算效率，进而加快设计过程，降低了设计成本。

技术领域

本发明涉及武器装备体系优化设计领域，尤其涉及一种基于指派模型的导弹装备系统弹种优化设计方法及装置。

背景技术

随着武器装备技术的迅猛发展，面向未来信息化条件下联合作战的军事需求，需要由多个武器系统组成装备体系，组成装备体系的各武器系统需协同作战，从而最大程度发挥装备体系的效能。

对于导弹装备系统，其包含多个弹种，相比于单型导弹的优化设计，包含多弹种的导弹装备系统具有系统结构复杂、任务需求广泛、优化变量数目庞大的特点，传统的单型导弹的优化设计方法，难以应用于导弹装备系统设计。

对于导弹装备系统来讲，通过不同类型的导弹部件组合成不同的弹种进行优化设计，本质上属于组合优化问题，但在导弹装备系统的组合优化过程中，存在的问题是随着导弹装备体系规模的增大，系统的组合可行解空间会呈现指数级增长，出现“组合爆炸”的情况，给问题的求解带来极大困难。同时，如何限制导弹装备系统的选择界限、给出更为合理的导弹装备系统组合方案也存在较大问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于指派模型的导弹装备系统弹种优化设计方法及装置，所述方法及装置，用以解决现有技术中导弹装备系统结构复杂、任务需求广泛、优化变量数难以对导弹装备系统弹种优化设计、组合优化问题会出现“组合爆炸”的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种基于指派模型的导弹装备系统弹种优化设计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S101：建立以系统效能为引导的弹种优化设计模型，所述弹种优化设计模型包括任务性能类通用设计模块及成本性能类通用设计模块；所述任务性能类通用设计模块包括任务需求模块、能力需求模块、任务指标模块；所述成本性能类通用设计模块包括任务成本模块、成本指标模块、部件成本模块；

步骤S102：对所述弹种优化设计模型进行层次划分，划分为目标层、子目标层、任务成本层、指标成本层、部件成本层、部件层和导弹种类层；

步骤S103：对所述任务需求模块、能力需求模块、任务指标模块、任务成本模块、成本指标模块、部件成本模块依据层次分析法进行层次分解，确定各模块的组成要素，各模块的组成要素能够映射到层次划分得到的层次中；分解得到的层次与对所述弹种优化设计模型进行层次划分得到的层次相对应；对每个模块，按照各组成要素间的相互影响关系逐层聚合；

步骤S104：为所述弹种优化设计模型建立效能域、任务域、成本域、方案域、参数域和信息域；确定所述效能域、任务域、成本域、方案域、参数域和信息域的关系，表征所述弹种优化设计模型中各层要素之间的关系；

步骤S105：基于各模块的组成要素所属的层次，建立指派模型；所述指派模型的目标函数为：

其中，cikm为不同性能参数值的各类型部件对导弹装备系统效能的绝对贡献度；k和m的取值范围根据每类部件具体性能属性的种类和待选取的参数值数量而定；x_ijkm表示部件j中属于第k种属性的第m个参数值的部件i是否被选取，若x_ijkm＝1，表示被选取，若x_ijkm＝0，表示未被选取；