曲愛華,陸 敏
(海軍指揮學院,江蘇 南京 211800)
體系結構框架作為支持國防信息系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐架構和管理體系,已在美國、英國、北約等軍事強國或軍事集團越來越受到重視。自 1995年美國國防部成立 C4ISR一體化任務組(ITF),建立C4ISR體系結構框架的基礎以來,特別是隨著網絡中心戰(zhàn)(NCW)和網絡化作戰(zhàn)能力(NEC)開發(fā)研究的不斷深入,西方軍事強國對國防信息系統(tǒng)體系結構的研究有了進一步的發(fā)展,美國、英國、法國、澳大利亞、北約等國家或軍事集團相繼推出了各自不同的體系結構框架AF。美國國防部在2007年4月推出的體系結構框架DoDAF1.5版本,強調了對網絡中心戰(zhàn)和面向服務的架構的支持。作為其忠實的盟友,北約和英國兩大軍事集團為了保持和美國軍事信息系統(tǒng)的互聯、互通和互操作性能,都參照美國國防部體系結構框架,展開了相應的研究和開發(fā)工作,但出于自身戰(zhàn)略意圖和國防預算的考慮,北約和英國在保持其核心框架與 DoDAF兼容的同時,根據各自的需要,對DoDAF進行了擴展和補充,英國國防部于2008年9月公布了英國國防部體系結構框架MoDAF1.2版本,另有資料顯示,美國國防部已經起草完成了DoDAF2.0版本,其內容的編排也和MoDAF1.2趨同??梢哉J為,MoDAF1.2代表了軍事信息系統(tǒng)體系結構框架研究的最新成果,研究和學習其設計思路和使用方法,對于發(fā)展軍事信息系統(tǒng)的體系結構,指導國防信息化建設將起到積極的推動作用。
MoDAF體系結構框架是在美國國防部體系結構框架DoDAF1.0的基礎上,為滿足英國網絡化作戰(zhàn)能力發(fā)展需要而開發(fā)的。MoDAF定義了一組豐富的關系,可用于集成各種體系結構元素。體系結構的開發(fā)涉及很多方面,在邏輯上可將其劃分成若干領域。不同的利益相關者(投資各方)可以通過體系結構關注各自感興趣的領域,同時保持對整體的了解。體系結構為協(xié)調各方的利益提供一個相互交流的工具。出于這個原因,MoDAF定義了一個標準的視角集,如圖1所示。
每個視角反映體系結構模型的不同側面,例如,作戰(zhàn)視角考慮的是作戰(zhàn)節(jié)點(可能是由一個或多個資源實現的合乎邏輯的“行動者”)以某種方式互動,以實現理想的結果。此外,每個視角包括若干視圖,進一步提供該視角內的細節(jié)。例如,在作戰(zhàn)視角內,OV-1提供一個高層次的概念圖形,OV-2描述作戰(zhàn)節(jié)點之間的相互作用,OV-3詳細說明信息流。
雖然每增加一個視圖數據都會使體系結構的總體描述更豐富,但在國防部采購周期的特定時間點上,不是所有MoDAF視圖都有必要完成。事實上,國防部內的每一組用戶都有不同的需求,他們只會關注與他們有關那些MODAF視圖。這意味著大多數國防部的利益相共體(COIs)將只涉及MoDAF視圖的一個子集,MoDAF為各個利益共同體提供了一個相互交流的良好手段。下面摘要介紹每個MoDAF視角的用途。
圖1 英國國防部體系結構框架1.2
戰(zhàn)略視角(StVs)的用途是根據國防部的戰(zhàn)略意圖,分析和優(yōu)化軍事能力的交付進程。在戰(zhàn)略視圖中給出了作戰(zhàn)能力政策/概念,并將能力分解到某些分類能力。這些分類能力有適當的、有效的措施性支持,并可進行能力審計和差距/重疊分析。戰(zhàn)略視角 StVs的各視圖進一步詳細表述各分類能力之間的依賴關系,便于人們?yōu)檫@些能力選擇一個更加協(xié)調的實現方式,并在整個設備方案程序(EP)中進行有效的取舍。
作戰(zhàn)視角(OVs)定義體系結構的邏輯問題。作戰(zhàn)視圖表述任務和活動、作戰(zhàn)元素及展開作戰(zhàn)所需的信息交換。一套作戰(zhàn)視圖產品可以用邏輯術語來描述一個體系結構的要求,或對現有體系結構中的主要行為和信息方面進行簡要說明。作戰(zhàn)視圖將戰(zhàn)略視圖中提供的作戰(zhàn)能力概念置于一個作戰(zhàn)背景或想定場景,描述構成作戰(zhàn)能力的作戰(zhàn)節(jié)點、信息流程、組織關系、作戰(zhàn)活動及活動進程的具體表現。作戰(zhàn)視圖可以在國防部規(guī)劃中的若干時間點上使用,包括開發(fā)用戶需求、找準未來概念、支持作戰(zhàn)規(guī)劃進程等。在國防部采辦生命周期中,各個利益相關者將根據自身的需要開發(fā)和利用作戰(zhàn)視圖,確定能力的實現情況。
在面向服務的視角(SOVs)包括一套定義服務的視圖,用于開發(fā)面向服務的體系結構(SOA)。在MoDAF術語中,服務是一組封裝的功能元素規(guī)范,獨立于服務的實現。這些視圖表述這些服務的規(guī)范、為某一目的精心編排一組服務的過程、所交付的服務能力以及實現服務的方法。采用面向服務的視圖,可有效地降低能力與系統(tǒng)之間的耦合程度,更有助于系統(tǒng)的集成和更新。
系統(tǒng)視角(SV)是一組描述實現能力資源的視圖。系統(tǒng)視圖可描述資源的功能、資源之間的相互作用及其動態(tài)特性,并可提供詳細的系統(tǒng)接口模型。這些視圖既表示在系統(tǒng)操作過程中所執(zhí)行的功能,又包括人的因素。系統(tǒng)視圖SV詳細說明作戰(zhàn)視圖中所需能力的解決方案,從邏輯上為作戰(zhàn)視圖提供實現細節(jié)。系統(tǒng)視圖SV的主要用途是開發(fā)系統(tǒng)解決方案,以滿足用戶的需求,同時也可以開發(fā)適當的系統(tǒng)需求,為系統(tǒng)采辦提供輸入。
技術標準視圖(TV)是一組表格類視圖,包括適用于體系結構各方面的標準、規(guī)則、政策和指導。在MoDAF中,技術視圖的內容除技術性的標準外(如標準,協(xié)議等),也可以包括作戰(zhàn)活動的條例、標準作戰(zhàn)程序(SOPs)和戰(zhàn)術、技術和規(guī)程(TTPs),同時包括對標準的發(fā)展趨勢的預測。
和戰(zhàn)略視圖一樣,采辦視圖(AcVs)在MoDAF v.1.0 首次引入,在美國國防部體系結構DoDAF早期版本中沒有這些視圖,最新的DoDAF2.0版本采用了這一概念。它們具體描述工程的細節(jié),包括項目之間的依賴關系和國防開發(fā)線路(DLODs)的能力集成。國防開發(fā)線路(DLODs)是一種機制,用于協(xié)調平行開發(fā)的軍事能力的各個方面。這些方面包括訓練、裝備、人員、信息、概念與條例、組織、基礎設施、后勤(如持續(xù)力)和互操作性,而互操作性被認為是一個覆蓋全局的主題。國防開發(fā)線路的各個方面必須集中到一起才能共同生產一個真正的軍事能力。采辦視圖確定工程與項目之間的相互作用,對跨越所有的國防開發(fā)線路DLOD的采辦活動進行規(guī)劃。采辦視角AcVs提供能力管理和采辦過程中重要的工程信息。
全局視圖(AVs)提供關于體系結構及其適用范圍、所有權、時間框架,以及其他用于有效的檢索和質疑體系結構模型所需的元數據的總體描述。它還記錄體系結構開發(fā)進程的結果。在全局視圖AVs中包括一個在構造體系結構中使用的術語詞典,用于幫助他人理解其含義。
MoDAF將戰(zhàn)略視角、作戰(zhàn)視角、系統(tǒng)視角想象成分層的體系結構框架,如圖2所示,每一層與一些關鍵的數據對象一起生成MoDAF體系結構。
圖2 MoDAF視角的層次
戰(zhàn)略視角表示在國防部層面的能力和業(yè)務環(huán)境。作戰(zhàn)視角表示在設定作戰(zhàn)背景下的軍事能力——它是戰(zhàn)略視角在特定的環(huán)境和作戰(zhàn)背景下的能力實現,而系統(tǒng)視角代表在解決方案規(guī)范層面上的一種能力。
這三個層次放在一起,可以看作三個不同層次上的抽象。在一層或一個視角內,關鍵的數據對象是相互關聯的。說它們是關鍵,是因為最初的視圖是通過正確地提煉這些數據對象的模型及其相互關系而構造出來的。此外,一層內的關鍵數據對象還與其上下層的對象關聯,圖3給出了這些聯系。
這里考慮作戰(zhàn)視角和系統(tǒng)視角、數據-信息之間以及功能-活動之間的聯系是顯而易見的。資源-節(jié)點之間的聯系可能沒那么明顯,但事實上,對于結構化模型,資源(這里指系統(tǒng)、人員、組織)等在系統(tǒng)視角中的角色與節(jié)點在作戰(zhàn)視角中的角色是類似的。
圖3 作戰(zhàn)體系結構與系統(tǒng)體系結構之間的關系
在MoDAF中,組織的放置很困難。組織結構可以看作是戰(zhàn)略層次的(如企業(yè)的重構、合并等),也可以看作是作戰(zhàn)層次的(例如,進程的執(zhí)行者),或者也可以看作是解決方案的一部分(如戰(zhàn)場命令、兵力結構等)。MoDAF對組織的模型抽象有三個視圖——OV-4,SV-1和AcV-1。在實踐中,它們之間的聯系是,一個企業(yè)只有一套人力資源,在不同的視圖中擔任不同的角色。對于同一個個體,其完全有可能既是一個進程的執(zhí)行者,同時又是一個系統(tǒng)的操作者。為此,英國國防部還在2008年6月以人才因素集成與國防技術中心的名義出版了《人才因素視圖手冊》,從另一個側面對人力與組織結構進行了描述。
為了滿足在聯合軍事行動中與美軍互聯、互通和互操作的要求,作為指導系統(tǒng)建設的體系結構框架,MoDAF在核心模型方面基本保持了與美國國防部體系結構框架DoDAF1.5的一致性,但出于下列原因,MoDAF1.2版本對DoDAF體系結構框架作了擴展。
?需要對增量采辦方案建模,因為這代表著越來越常見的國防采購形式;
?需要為戰(zhàn)略轉型方案和它們之間的依賴關系建模;
?需要為源自力量發(fā)展的能力和源自集成方案的能力建模;
?需要為人力資源解決方案及技術系統(tǒng)資源解決方案建模;
?需要為物理屬性及能力建模,作為擴展,還要為人力資源流、能量流、物資流建模,而不僅僅是對信息流建模;
?需要將工程模型集成到傳統(tǒng)的體系結構模型中,以滿足企業(yè)體系結構師的需要;
?對體系機構框架的支承需要促使其更趨向于面向對象的設計。
下面就MoDAF的新特點進行介紹。
MoDAF中引入戰(zhàn)略視角是用于處理能力的管理,特別是描述能力的分類和能力的演進。戰(zhàn)略視角是國防部體系結構框架的一個重要組成部分,它涉及到戰(zhàn)略的轉變。在DoDAF中,可以認為這種視圖沒有必要,因為在編寫DoDAF第1版的報告時,有人設想,體現結構模型將寫明兩個狀態(tài)之一:“現有狀態(tài)”(捕捉當前能力)和“目標狀態(tài)”(捕捉期望的目標能力)。而在最新的DODAF2.0版本中,將會采納能力發(fā)展規(guī)劃。
國防部越來越多地采用增量采辦來幫助管理復雜采購的風險。為了更好地表達軍事能力隨著增量采辦的演進,采用戰(zhàn)略視圖使這種演進可視化,這樣能力管理者可以在整個項目的工程過程中同步引進能力增量。MoDAF戰(zhàn)略視角中包括的視圖基于工程和能力的可視化技術,被能力管理者用來管理項目和能力之間日益復雜的相互依存關系。
在MoDAF內增加戰(zhàn)略視角的另一個理由是國防部轉型方案(如網絡保證能力NEC,后勤改革)的重要性日益增加。這些類型的方案不符合標準形式的項目,而且往往是利益驅動的,而不是關注能力的交付。為這些轉型方案之間的依存關系建模能夠為國防體系結構師提供一個潛在的、強有力的工具。
MoDAF中增加采辦視角,用于解決采購管理者所關注的問題。特別地,采辦視圖描述項目、這些項目如何提交能力、對項目作出貢獻的組織及項目之間的依賴關系。
在DoDAF中采取傳統(tǒng)的體系結構視圖,將工程開發(fā)放在考慮范圍之外,同時為彌補這些缺失,在DoDAF視圖中采用了代表系統(tǒng)、技術和標準進化的視圖(如SV-8、SV-9和TV-2)。
將采辦視圖(組織和項目導向性意見)和更傳統(tǒng)的體系結構視圖整合在一起,成為基于MoDAF 體系結構的一個特點。
當一個企業(yè)架構各級都需要采用基于時間的視圖時,這種方法將提供最大收益。
另外,在核心視圖(作戰(zhàn)視圖和系統(tǒng)視圖)中,DoDAF的下列模型概念在新的MoDAF開發(fā)中進行了修改。
?需求線:節(jié)點連接(一個新的構造)能夠模擬能源、物資、人員的流動,還可以模擬需求線聲明的信息流(MoDAF 元模型M3已經有故意回避擴展需求線的定義以保留與DoDAF兼容)。
?節(jié)點:MoDAF重申作戰(zhàn)節(jié)點的邏輯性質。DoDAF所稱的系統(tǒng)節(jié)點在M3 中為物理資產。
?組織:國防部需要保留組織和崗位的區(qū)別;這已經通過引進組織資源完成(效果上MoDAF的組織資源和DoDAF中的組織發(fā)揮同樣的作用)。MoDAF也對實際組織和組織類型作出了明確區(qū)分。
?系統(tǒng)功能:為了保證更完善地模擬包含豐富信息的設備的能力,MoDAF系統(tǒng)功能可以作為一組特定的數據元素而發(fā)揮作用。同樣,MoDAF作戰(zhàn)活動也可以作為一組特定的信息元素而發(fā)揮作用。在MoDAF1.1版中介紹了更一般的功能——這些功能可能由任何功能資源(功能配置、系統(tǒng)和角色)提供。
DoDAF的核心視圖與MoDAF中的作戰(zhàn)視角、系統(tǒng)視角和技術視角關聯。MoDAF更改了先前的DoDAF視圖的下列名稱,以更準確地描述其內容:OV-2作戰(zhàn)節(jié)點關系描述視圖,OV-7信息模型視圖,SV-4資源功能性描述視圖,SV-5功能到作戰(zhàn)活動、服務功能可追溯性矩陣視圖,TV-1標準視圖和TV-2標準預測視圖;而在DoDAF中,這些視圖分別是:OV-2作戰(zhàn)節(jié)點連接性描述視圖,OV-7邏輯數據模型視圖,SV-4系統(tǒng)功能描述與服務功能描述視圖,SV-5作戰(zhàn)到系統(tǒng)與服務的追溯矩陣視圖,TV-1技術標準簡集視圖和TV-2技術標準預測視圖。
除了與修改的模型元素有關的變更外,在開發(fā)MoDAF時對下列DoDAF視圖作了修改:
?SV-1(資源相互作用規(guī)范):引入了能力配置和人力資源解決方案。
?SV-2(系統(tǒng)連接規(guī)范):細化了視圖,聲明了協(xié)議和協(xié)議棧。
?SV-11(數據模型):進一步和SV-4及OV-7整合。
?MoDAF形式的OV-5力求結合對面向對象的方法和結構化方法(IDEF0)的支持。
最后還對幾個 DoDAF視圖作了修改,以反映MoDAF中戰(zhàn)略視角和采辦視角的整合(一體化)。 這些變更集中在配置能力關系和能力增量(里程碑)之間的關系上。
根據英國 2003年國防白皮書,網絡化作戰(zhàn)能力就是把傳感器、決策者和武器系統(tǒng)用網絡連接起來,從而將信息轉換成為以最佳節(jié)奏達到的同步和壓倒性的軍事效果。其與美國的網絡中心戰(zhàn)的區(qū)別在于:網絡化作戰(zhàn)能力并不尋求像網絡中心戰(zhàn)那樣將網絡置于作戰(zhàn)能力的核心,網絡只有在作戰(zhàn)背景下時才會體現其價值,即利用網絡保證其作戰(zhàn)能力組成要素的工作,網絡化作戰(zhàn)能力伴隨著網絡能力的逐步進化而達到一個協(xié)調一致的框架。
英國國防部為網絡化作戰(zhàn)能力定義了三個狀態(tài):初步成熟狀態(tài)、過渡狀態(tài)和成熟狀態(tài)。
?初步成熟狀態(tài)是基于現有的組織、條例、程序和設備,在短期內通過較少的組織改進和設備加強來提升作戰(zhàn)能力,例如采用數據鏈代替語音通信等。初始狀態(tài)的特征是解決互連問題,大約在2012年實現。
?過度狀態(tài):2012年以后,將開始一個過渡狀態(tài)。過渡狀態(tài)是能力開發(fā)周期的一部分。通過適當的試驗、演習和不斷的驗證,對條例、過程、訓練和設備加以改進,從而提升作戰(zhàn)能力。這一過程要通過組織機構的變更和技術系統(tǒng)的集成來實現,通過對信息的有效管理,極大地促進共享態(tài)勢感知。這個狀態(tài)的特征是集成一體化。
?成熟狀態(tài):通過成熟的條例、組織、過程、設備以及經過優(yōu)選、教育和訓練的人員,優(yōu)化信息的提取,從而取得最大的優(yōu)勢。其典型的特征是動態(tài)生成分布式協(xié)同作業(yè)的使命群,并保持行動的同步。
英國防部規(guī)劃網絡化作戰(zhàn)能力的實現是一個復雜的系統(tǒng)工程,需經若干年的持續(xù)建設和采辦、采用螺旋式的方式逐步實現,這就面臨著一個如何管理的問題。實現這一復雜的系統(tǒng),需要作戰(zhàn)人員、規(guī)劃人員、采辦人員、供應商及協(xié)作者的共同努力,管理這種復雜系統(tǒng)能力實現的方法是體系結構框架(AF)。
從英國國防部的體系結構框架可以看到,未來軍事系統(tǒng)的發(fā)展模式將是以軍事戰(zhàn)略需求為牽引,由軍事戰(zhàn)略構想延伸到軍事能力需求,這里的軍事能力包括人力、物力、信息、平臺等;再由能力需求(作戰(zhàn)需求)推導出武器、裝備、信息系統(tǒng)及人員需求,再由此確定保證系統(tǒng)互操作性的技術標準和規(guī)范人員行為的條令條例。在此基礎上,根據軍事戰(zhàn)略的近期、中期和遠期規(guī)劃,將能力的實現進行階段劃分,確定武器、裝備、系統(tǒng)與人員按期應達到的目標和逐步更新的策略,最終實現軍事戰(zhàn)略所要求的目標。這其中特別強調了分階段實施和可持續(xù)演進。
在聯合戰(zhàn)場建設的過程中,已經注意到指揮與控制網絡化的需求,但由于歷史的原因,在網絡化工程實施過程中出現了針對具體任務而建設具體系統(tǒng)的“煙囪現象”,互聯互通和可持續(xù)演進的矛盾突出,低層次重復的現象時有發(fā)生。這與軍事戰(zhàn)略的需求還有較大差距。應學習西方在系統(tǒng)建設中的一些成功經驗,同時防止掉進美國等軍事大國設置的陷阱。英國國防部信息基礎設施(DII)建設的思路很值得我們借鑒。作為網絡化作戰(zhàn)能力的基礎,國防部信息基礎設施(DII)的建設以其體系結構框架為指導,考慮英國本身的近期、中期和遠期戰(zhàn)略目標,采取分階段實施、逐步驗證、螺旋上升和可持續(xù)演進的策略,從裝備、系統(tǒng)、能力、組織、條例等方面明確了具體實施的途徑。軍事信息化建設應解放思想、開拓創(chuàng)新,盡快建立適合未來特點的體系結構框架,保證部隊網絡化作戰(zhàn)能力的科學發(fā)展。
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