以费用为独立变量(CAIV)方法是美军目前采用的一种对武器装备型号的全寿命周期费用进行优化与控制的方法。它要求用户、采办、测试、后勤及项目管理办公室等各采办参与方通力合作,在采办过程的一开始就对武器装备型号的性能、费用和作战效能进行综合的权衡优化,在满足未来作战需求的前提下尽量降低寿命周期费用,或是在寿命周期预算范围内尽可能地提高武器装备的效能。CAIV方法的实施重点是项目的性能、费用设计及研制过程,因为这两个阶段的费用控制将决定绝大部分的武器型号寿命周期费用,因此本文将主要研究武器装备的研制项目中如何实施CAIV的管理方法和权衡优化方法。本文通过研究国外的先进方法,对我军如何引进并实施CAIV的管理方法和定量技术进行了详细的研究,并进行了一定改进。论文的主要工作包括:首先,对我军的CAIV的装备设计过程管理方法进行了研究。主要研究了符合我军特色有效的CAIV的装备设计过程管理方法,研究制定了我军实施CAIV的管理组织构成及职责分配方案,使参与设计、制造以及使用的相关人员能够积极地参与装备的设计与改进。其次,研究了CAIV方法中的关键技术,即费用、性能和效能的综合权衡优化方法,包括建模、建立权衡空间、确定优化目标和进行优化计算。在建模方面,提出一种多元费用模型,代替了原有的一元模型;在求解方面,采用了最新的SPSA算法和2SPSA算法,并提出了一种“绝对值罚函数法”用来转化最优化问题。再次,研究了在研制项目结束时进行装备使用与保障费用估算的方法。主要采用了AOPN模型对使用与保障费用进行了仿真估算,取得了较好效果。最后,通过对一个实际系统运用CAIV方法的例子,详细说明了如何对一个复杂的武器系统进行费用、性能和效能的综合权衡优化,分别采用了两种算法进行了优化计算,并对优化结果进行了比较。通过建模和计算,验证了在优化算法方面,2SPSA算法明显优于其他的优化算法,非常适合于解决CAIV优化问题。另一方面,通过CAIV方法进优化的系统,在效能方面明显优于原系统。该例子充分验证了CAIV方法的优越性。