邱衛(wèi)新

(駐南京地區(qū)雷達(dá)系統(tǒng)軍事代表室，南京 210037)

1 引言

隨著高新技術(shù)在軍事裝備中的廣泛應(yīng)用，軍事裝備的信息化程度和科技含量的比重也不斷提高。這一方面極大地提高了裝備的作戰(zhàn)能力，但另一方面也增加了裝備的后續(xù)技術(shù)保障工作的難度。遠(yuǎn)程技術(shù)支援是一種切實(shí)有效的裝備保障的創(chuàng)新手段。它利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通過信息的互聯(lián)互通，將各種保障資源緊密結(jié)合形成無縫鏈接的保障網(wǎng)絡(luò)，使遠(yuǎn)在后方的技術(shù)專家能夠?qū)η胺教峁┲苯拥募夹g(shù)支援；通過合理使用和管理，使各種技術(shù)保障資源的效能最大化，切實(shí)提高裝備保障能力。

體系結(jié)構(gòu)方法從多個(gè)角度將復(fù)雜系統(tǒng)需求進(jìn)行分解，提出需要建模的內(nèi)容，使不同的使用人員關(guān)注于自己所需的內(nèi)容，促進(jìn)人員間的相互溝通，有效提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性和一致性，因而成為目前廣泛采用的對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析建模的方法。美軍提出的國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架(DoDAF）是目前最為成熟的指導(dǎo)軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的規(guī)范和指南。本文依照DoDAF的規(guī)范要求，對(duì)裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援進(jìn)行了分析，并從作戰(zhàn)使用角度建立了相關(guān)體系結(jié)構(gòu)模型。

2 裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援與DoDAF

2.1 裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援

“裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援”是指將安裝在不同裝備保障部門的遠(yuǎn)程技術(shù)支持系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使裝備保障技術(shù)人員可以從多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取數(shù)字化圖紙資料、工程數(shù)據(jù)、維修輔助決策信息和技術(shù)培訓(xùn)等信息；通過音頻、視頻會(huì)議系統(tǒng)和數(shù)字傳輸技術(shù)，使現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員能夠同專家進(jìn)行交互通信，在裝備保障疑難問題方面得到幫助，從而有效提高現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的裝備保障能力［1］。

一個(gè)典型的裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)的展開過程如下:首先由用戶發(fā)出遠(yuǎn)程支援請(qǐng)求，幫助中心對(duì)支援請(qǐng)求作出響應(yīng)，隨后建立支援任務(wù)，建立任務(wù)后進(jìn)行分布式查詢或?qū)⑷蝿?wù)分派到相關(guān)技術(shù)保障部門。相關(guān)技術(shù)保障部門在接收到幫助中心分派的遠(yuǎn)程技術(shù)支援任務(wù)后，通過分析研究制定保障方案并上傳給幫助中心，由幫助中心將保障方案反饋給對(duì)應(yīng)的用戶。在遠(yuǎn)程技術(shù)支援任務(wù)實(shí)施的活動(dòng)中還會(huì)出現(xiàn)以下兩種情況:

(1）專家就用戶遇到的技術(shù)保障難題直接與用戶進(jìn)行溝通并進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)；

(2）多個(gè)專家之間通過會(huì)商進(jìn)行遠(yuǎn)程多方協(xié)同支援。在遠(yuǎn)程技術(shù)支援的實(shí)施過程中需要進(jìn)行全程跟蹤，任務(wù)完成后還需要對(duì)任務(wù)的完成情況作出評(píng)價(jià)。幫助中心分派任務(wù)后對(duì)各保障部門提供任務(wù)提醒服務(wù)、查看任務(wù)進(jìn)程、對(duì)用戶進(jìn)行回訪。在每次技術(shù)保障過程結(jié)束后需要進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)取得的經(jīng)驗(yàn)需要保存在技術(shù)保障知識(shí)庫(kù)中，這樣用戶在今后遇到類似的保障問題可以直接在技術(shù)保障知識(shí)庫(kù)中查詢得到幫助。

2.2 國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架DoDAF

體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)各組成單元的結(jié)構(gòu)、關(guān)系以及制約它們?cè)O(shè)計(jì)的原則和指南，是系統(tǒng)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的依據(jù)。體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是目前公認(rèn)的一種重要系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)方法，它從多個(gè)角度全面描述系統(tǒng)，展現(xiàn)不同系統(tǒng)組成間的相互關(guān)系，幫助人們理解系統(tǒng)，促進(jìn)人員間的溝通。

DoDAF 是美軍為規(guī)范其軍事信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)開發(fā)而推出的一套體系結(jié)構(gòu)開發(fā)規(guī)范，最早稱為C4ISR體系結(jié)構(gòu)框架，是美軍國(guó)防部為了解決各軍兵種所建各類C4ISR信息系統(tǒng)之間無法互連、互通、互操作的問題而在1996年10 月提出的，后陸續(xù)改進(jìn)升級(jí)，相繼推出《國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架》1.0、1.5和2.0 版本，目前廣泛使用的是《國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架》1.5 版本，其主要思想是:提出從作戰(zhàn)、系統(tǒng)和技術(shù)三種角度，采用格式化的文本和圖形(框架中稱為產(chǎn)品）完整描述軍事系統(tǒng)的作戰(zhàn)需求、系統(tǒng)總體方案和采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在DoDAF1.5 版本中，規(guī)定了全局視圖(AV）、作戰(zhàn)視圖(OV）、系統(tǒng)服務(wù)視圖(SV）和技術(shù)視圖(TV）共四類視圖，以及每類視圖中需要描述的內(nèi)容，DoDAF1.5 版本中將這些描述內(nèi)容稱之為產(chǎn)品，如圖1所示［2］。

圖1 DoDAF1.5 版本中的產(chǎn)品

2.3 體系結(jié)構(gòu)建模方法

在DoDAF中只對(duì)體系結(jié)構(gòu)建模的內(nèi)容提出了要求，卻并未硬性規(guī)定開發(fā)體系結(jié)構(gòu)視圖產(chǎn)品模型的方法。目前常采用的體系結(jié)建模方法有3 種，分別是結(jié)構(gòu)化建模方法、面向?qū)ο蟮慕７椒ê突诨顒?dòng)的建模方法。

結(jié)構(gòu)化建模方法是一種較為成熟的過程驅(qū)動(dòng)建模方法。它的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)需要執(zhí)行的功能或活動(dòng)，基于功能的不斷分解得到系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖。它的特點(diǎn)是面向數(shù)據(jù)流，自頂向下核逐步求精，通常采用IDEF0、IDEF1、E-R 圖等常用工具。結(jié)構(gòu)化建模方法理論較成熟，應(yīng)用廣泛，支撐產(chǎn)品和技術(shù)多。但是，在結(jié)構(gòu)化建模中，體系結(jié)構(gòu)包含的模型比較多，主要涉及過程或活動(dòng)模型、數(shù)據(jù)模型、規(guī)則模型以及動(dòng)態(tài)模型等［3］。

面向?qū)ο蟮慕７椒ㄆ鹪从谲浖こ填I(lǐng)域，是一種圍繞真實(shí)世界的概念來組織模型的新的思考方式，是一種自底向上歸納和自頂向下分解相結(jié)合的方法。其特點(diǎn)是對(duì)問題空間進(jìn)行自然分割，以更接近人類的思維方式建立問題域模型，從而使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)盡可能直接地描述現(xiàn)實(shí)世界，通常采用統(tǒng)一建模語言(UML），但不足之處是互操作性差，設(shè)計(jì)過程中過于依賴經(jīng)驗(yàn)，工程性不夠強(qiáng)。

基于活動(dòng)的建模方法(Activity Based Methodology，簡(jiǎn)稱ABM）最早由Steven J.R 等人提出［4］，依據(jù)是體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品中存在跨產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)，可以自動(dòng)產(chǎn)生某些體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。ABM 指出作戰(zhàn)活動(dòng)、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)、信息、角色、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)等實(shí)體是體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心實(shí)體，作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)—活動(dòng)—角色、系統(tǒng)功能—系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)—系統(tǒng)和組織單元—角色—系統(tǒng)形成了設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)的主線，其他體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容都必須和它們相對(duì)應(yīng)。ABM 建模方法需要遵循以下5個(gè)原則:(1）作戰(zhàn)視圖中的活動(dòng)、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)、信息以及組織角色等實(shí)體和系統(tǒng)視圖中的功能、系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)等實(shí)體是彼此分布對(duì)稱的；(2）4個(gè)OV 產(chǎn)品和SV產(chǎn)品是完整體系結(jié)構(gòu)的基本組件；(3）核心體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)需要手動(dòng)輸入；(4）部分產(chǎn)品自動(dòng)從核心體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中生成；(5）部分產(chǎn)品會(huì)被自動(dòng)補(bǔ)充完整(例如OV-2、SV-1），自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)告文件(OV-3、SV-6）。

3 裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援建模

本文中采用ABM方法設(shè)計(jì)了裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)體系結(jié)構(gòu)作戰(zhàn)視圖產(chǎn)品，建模工具選用的是由IBM 公司出品的能夠支持ABM 設(shè)計(jì)方法的System Architect(SA）軟件。具體步驟是:首先，設(shè)計(jì)作戰(zhàn)活動(dòng)模型；其次根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)分析和作戰(zhàn)活動(dòng)模型列出作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)以及執(zhí)行作戰(zhàn)活動(dòng)的組織角色；再次，建立作戰(zhàn)活動(dòng)、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)和組織角色之間的跟蹤關(guān)系描述，生成信息交換需求描述和需求線；最后，利用開發(fā)工具自動(dòng)生成作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接線，形成完整的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)與連接描述，自動(dòng)生成信息交換矩陣。

3.1 OV-1 高級(jí)作戰(zhàn)概念圖模型

OV-1 是對(duì)體系結(jié)構(gòu)作戰(zhàn)方面能力的整體反映，通常以圖表的形式描述體系結(jié)構(gòu)承擔(dān)的作戰(zhàn)任務(wù)和責(zé)任，主要的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)分布、給出體系結(jié)構(gòu)和環(huán)境以及外部系統(tǒng)間的相互作用。OV-1 可以用于確定細(xì)節(jié)討論的方向和重點(diǎn)，它主要的用途是方便人們之間的交流溝通，通常為高層決策者準(zhǔn)備［5］。

圖2 高級(jí)作戰(zhàn)概念圖模型

3.2 OV-5 作戰(zhàn)活動(dòng)模型

OV-5 是體系結(jié)構(gòu)中最重要的模型之一，描述了在達(dá)成作戰(zhàn)任務(wù)或業(yè)務(wù)能力過程中所執(zhí)行的各種作戰(zhàn)活動(dòng)，包括能力、作戰(zhàn)行動(dòng)(或工作）、活動(dòng)間的輸入輸出信息流、體系結(jié)構(gòu)范圍以外活動(dòng)之間的輸入輸出信息流等。將OV-5與OV-2 結(jié)合，可以清晰地描述活動(dòng)所承擔(dān)的各項(xiàng)責(zé)任，揭示不必要的作戰(zhàn)行動(dòng)冗余，發(fā)現(xiàn)問題和機(jī)會(huì)。OV-5分為作戰(zhàn)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)樹圖和作戰(zhàn)活動(dòng)模型圖，前者是對(duì)活動(dòng)層次的描述，而后者則具體描述活動(dòng)間的信息流。

構(gòu)成裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援體系結(jié)構(gòu)作戰(zhàn)活動(dòng)樹圖模型的主要活動(dòng)可以概括為知識(shí)庫(kù)操作、支援請(qǐng)求處理、支援任務(wù)實(shí)施、活動(dòng)跟蹤和用戶管理5 大類，其中每類活動(dòng)還可進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)子活動(dòng)，如圖3所示。

圖3 作戰(zhàn)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)樹圖

(1）知識(shí)庫(kù)操作

知識(shí)庫(kù)操作主要是針對(duì)用戶所遇到的裝備保障難題，用戶或幫助中心在知識(shí)庫(kù)中進(jìn)行知識(shí)查詢得到解決方案，以及對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)、評(píng)價(jià)、導(dǎo)出等一系列活動(dòng)。它可以進(jìn)一步分解為本地知識(shí)庫(kù)查詢、分布式查詢、知識(shí)庫(kù)維護(hù)、知識(shí)評(píng)價(jià)以及知識(shí)導(dǎo)出等活動(dòng)。

(2）支援請(qǐng)求處理

支援任務(wù)請(qǐng)求處理活動(dòng)主要針對(duì)幫助中心。在接到用戶發(fā)來的支援請(qǐng)求后，幫助中心首先要對(duì)支援請(qǐng)求作出響應(yīng)，隨后要建立支援任務(wù)。建立任務(wù)后要進(jìn)行分布式查詢或?qū)⑷蝿?wù)分派到相關(guān)保障部門。它可以進(jìn)一步分解為支援請(qǐng)求響應(yīng)、支援任務(wù)建立和支援任務(wù)分派等活動(dòng)。

(3）支援任務(wù)實(shí)施

相關(guān)裝備保障部門在接收到幫助中心分派的支援任務(wù)后，通過分析研究制定解決方案并上傳給幫助中心，由幫助中心將該解決方案?jìng)魉椭翆?duì)應(yīng)的發(fā)出支援請(qǐng)求的用戶。此外，在支援任務(wù)實(shí)施的活動(dòng)中還包括以下兩種情況:相關(guān)保障部門的專家可以就用戶遇到的保障難題直接與用戶進(jìn)行溝通并進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，或者多個(gè)部門的專家之間通過會(huì)商進(jìn)行遠(yuǎn)程多方協(xié)同支援。

(4）活動(dòng)跟蹤

維修遠(yuǎn)程支援活動(dòng)跟蹤主要是對(duì)支援任務(wù)的進(jìn)程進(jìn)行跟蹤，以及對(duì)任務(wù)完成的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括幫助中心分派任務(wù)后對(duì)各保障部門的任務(wù)提醒、對(duì)任務(wù)進(jìn)程的查看以及對(duì)用戶的回訪。

(5）用戶管理

用戶管理活動(dòng)主要是對(duì)用戶的注冊(cè)申請(qǐng)、身份驗(yàn)證和權(quán)限管理。限于篇幅，具體的作戰(zhàn)活動(dòng)模型只列出其中部分內(nèi)容，見圖4。

圖4 作戰(zhàn)活動(dòng)模型

3.3 OV-2 作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接描述模型

作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)是作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成要素，作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生、消耗和處理信息。OV-2 是對(duì)不同作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)間信息交換需求的描述，通常采用圖表的形式。作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)間的有向箭頭稱為需求線，表示這些作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)存在信息交換需求，箭頭指向代表信息的流動(dòng)方向，見圖5。由前文描述的裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援典型展開過程可知，裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援主要是圍繞用戶對(duì)遠(yuǎn)程保障資源的使用，以及與異地的專家進(jìn)行交流的過程而展開，主要涉及的人員和部門包括:(1）用戶，支援請(qǐng)求的發(fā)起者；(2）上級(jí)機(jī)關(guān)，系統(tǒng)的指揮管理者，負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)保障實(shí)施單位之間的活動(dòng)；(3）幫助中心，專門受理裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援請(qǐng)求的部門；(4）保障實(shí)施單位，主要是各級(jí)裝備保障部門；(5）專家。

圖5 作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接描述模型

3.4 OV-6c 作戰(zhàn)事件追蹤描述模型

OV-6c 對(duì)作戰(zhàn)事件進(jìn)行追蹤，提供對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)或作戰(zhàn)程序中的動(dòng)態(tài)行為的描述。作戰(zhàn)程序被定義為一系列的作戰(zhàn)行動(dòng)，并帶有相應(yīng)的活動(dòng)順序和時(shí)間特性，還應(yīng)包括完成這些活動(dòng)所需要的信息。OV-6c 可以對(duì)作戰(zhàn)程序中作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)間的信息交換進(jìn)行時(shí)序上的檢查，確保特定作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)在正確的事件完成所賦予的作戰(zhàn)活動(dòng)，見圖6。

圖6 作戰(zhàn)事件追蹤描述模型

4 結(jié)束語

裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援是一種切實(shí)有效的裝備保障手段，可以實(shí)現(xiàn)保障資源利用的最大化，切實(shí)有效提高裝備保障水平和效率。本文應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)建模方法對(duì)裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援進(jìn)行分析，并建立了模型，對(duì)于裝備保障遠(yuǎn)程技術(shù)支援的應(yīng)用和建設(shè)具有參考意義。

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［2］DoD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework Version1.5 ［R］.Washington:U.S.Department of Defense，2007.

［3］叢樹學(xué)，白弈.基于DoDAF的艦載武器系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)建模［J］.指揮控制與仿真，2008，30(5）:23-26.

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