梁 濤 付 勉

（陸軍軍官學(xué)院 合肥 230031）

1 引言

武器裝備需求指未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)對(duì)武器裝備建設(shè)的基本要求，武器裝備需求涉及作戰(zhàn)需求分析、能力需求分析和能力解決方案分析等，關(guān)系復(fù)雜，需要戰(zhàn)略規(guī)劃人員、裝備研制人員、裝備使用人員、技術(shù)人員等領(lǐng)域?qū)＜业墓餐瑓⑴c，由于各個(gè)領(lǐng)域?qū)＜以谘芯款I(lǐng)域、考慮問題的方式以及專業(yè)知識(shí)水平等的差異，導(dǎo)致讓所有領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)武器裝備需求形成一個(gè)準(zhǔn)確而又統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)難度很大。為了保證武器裝備需求分析的科學(xué)性和一致性，必須采用規(guī)范化的方式描述武器裝備需求。

美軍體系結(jié)構(gòu)框架DoDAF作為武器裝備需求描述的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到較為廣泛的認(rèn)可［1］。DoDAF是美國(guó)國(guó)防部于2004年正式頒布的用于指導(dǎo)美軍開展武器裝備需求生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范［2］，該框架通過一系列視圖產(chǎn)品的定義分別從不同角度描述系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和發(fā)展，力圖以統(tǒng)一的模型描述武器裝備需求，是把作戰(zhàn)需求落實(shí)到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重要手段［1］。但是，DoDAF只是一個(gè)體系結(jié)構(gòu)描述的公共標(biāo)準(zhǔn)，并沒有針對(duì)武器裝備需求描述提供詳細(xì)的開發(fā)過程指導(dǎo)，對(duì)于武器裝備需求描述中究竟需要哪些視圖產(chǎn)品，該視圖產(chǎn)品如何支持具體需求描述的相關(guān)研究還很缺乏。因此，需要專門針對(duì)武器裝備需求特點(diǎn)，研究如何使用DoDAF視圖產(chǎn)品支持武器裝備需求描述全過程，以分別實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)需求、能力需求、能力解決方案及三者之間的映射關(guān)系描述。

2 DoDAF簡(jiǎn)介

DoDAF是一種規(guī)范化描述體系結(jié)構(gòu)的方法，其提供了開發(fā)和表述體系結(jié)構(gòu)的規(guī)則、指南和產(chǎn)品描述，DoDAF目前發(fā)展到2.0版。DoDAF1.0提出了體系結(jié)構(gòu)描述的三個(gè)視圖：作戰(zhàn)視圖、系統(tǒng)視圖和技術(shù)視圖，分別從作戰(zhàn)需求、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和技術(shù)支持三方面共同描述系統(tǒng)。作戰(zhàn)視圖實(shí)現(xiàn)對(duì)作戰(zhàn)使命所要求的作戰(zhàn)任務(wù)和活動(dòng)、作戰(zhàn)單元及信息交互的描述，系統(tǒng)視圖實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)使命功能的各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其之間互連性的描述，技術(shù)視圖是為保證系統(tǒng)互操作性而提供的一組特定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。DoDAF1.0定義了26個(gè)描述產(chǎn)品，用于描述視圖中的實(shí)體集合、關(guān)系集合和各種視圖之間的邏輯映射關(guān)系。DoDAF1.5［3］將DoDAF1.0的26個(gè)產(chǎn)品擴(kuò)展為29個(gè)產(chǎn)品，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中心概念和面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)要求。DoDAF2.0［4］是終結(jié)版本，其最大的改變是從過去的以產(chǎn)品開發(fā)為中心完全轉(zhuǎn)移到以數(shù)據(jù)開發(fā)為中心，同時(shí)將過去的三類視圖增加為七類視圖，包括作戰(zhàn)視圖、服務(wù)視圖、系統(tǒng)視圖、數(shù)據(jù)和信息視圖、標(biāo)準(zhǔn)視圖、能力視圖和管理視圖，并細(xì)化了部分視圖產(chǎn)品。

3 基于DoDAF的武器裝備需求描述

武器裝備需求分析包括作戰(zhàn)需求分析、能力需求分析和能力解決方案分析等，作戰(zhàn)需求分析主要分析為實(shí)現(xiàn)軍事目標(biāo)所需的作戰(zhàn)任務(wù)、條件和標(biāo)準(zhǔn)；能力需求分析以作戰(zhàn)需求分析中確定的任務(wù)為主要依據(jù)，在給定的條件和標(biāo)準(zhǔn)下，確定完成作戰(zhàn)任務(wù)的能力需求，通過評(píng)估現(xiàn)有的和計(jì)劃的作戰(zhàn)系統(tǒng)能力，得出一份按優(yōu)先級(jí)排序的能力差距清單；能力解決方案分析以能力需求分析確定的一種或多種能力差距為依據(jù)，通過綜合分析找出各種可能彌補(bǔ)能力差距的非裝備方案和裝備方案?；贒oDAF的武器裝備需求描述主要是借助DoDAF1.0的作戰(zhàn)視圖、系統(tǒng)視圖和DoDAF2.0的能力視圖產(chǎn)品，描述武器裝備作戰(zhàn)需求、能力需求和能力解決方案。

3.1 基于DoDAF的武器裝備作戰(zhàn)需求描述

基于DoDAF的武器裝備作戰(zhàn)需求描述主要是借助作戰(zhàn)視圖產(chǎn)品，描述武器裝備（體系）要完成哪些作戰(zhàn)任務(wù)，完成作戰(zhàn)任務(wù)過程中需要履行哪些作戰(zhàn)活動(dòng)，執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)（活動(dòng)）需要哪些作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，各作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)為了完成各項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)（活動(dòng)）需要傳遞什么作戰(zhàn)信息等?；贒oDAF的武器裝備作戰(zhàn)需求描述的基本流程如圖1所示，具體步驟為：

圖1 基于DoDAF的武器裝備作戰(zhàn)需求描述流程圖

步驟一：通過分析作戰(zhàn)背景、作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)方案，建立武器裝備（體系）的高層作戰(zhàn)概念圖OV－1，用于描述如何使用可用資源完成一個(gè)使命任務(wù)，確定武器裝備（體系）具有的作戰(zhàn)使命、參與的組織及其之間的交互連通信息等；

步驟二：確定作戰(zhàn)中涉及的組織及組織之間的指揮、控制、協(xié)同、支援、組成、分類等關(guān)系，建立組織關(guān)系圖OV－4。組織關(guān)系描述包括組織及組織中角色、系統(tǒng)的描述，其中組織、角色、系統(tǒng)影響作戰(zhàn)（系統(tǒng)）節(jié)點(diǎn)的選擇，組織關(guān)系中分類、組成關(guān)系是作戰(zhàn)（系統(tǒng)）節(jié)點(diǎn)分解的基礎(chǔ)，協(xié)同、支援等關(guān)系影響作戰(zhàn)（系統(tǒng)）節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系，決定了作戰(zhàn)（系統(tǒng)）體系內(nèi)外部信息（數(shù)據(jù)）流動(dòng)的性質(zhì)、類型和要求；

步驟三：通過作戰(zhàn)使命分解、作戰(zhàn)任務(wù)分配、作戰(zhàn)活動(dòng)提取、作戰(zhàn)活動(dòng)分解、作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）之間關(guān)系描述、作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）執(zhí)行條件和要求描述，生成作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）描述模型；

1）分解作戰(zhàn)使命為若干項(xiàng)具體的作戰(zhàn)任務(wù)，根據(jù)需要還可以將作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)一步細(xì)化為子任務(wù)，采用DoDAF2.0的作戰(zhàn)使命分解樹OV－5a描述。

2）確定執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，建立作戰(zhàn)任務(wù)－作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)分配表。

3）分析作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行過程以確定作戰(zhàn)活動(dòng)。若作戰(zhàn)任務(wù)過程強(qiáng)調(diào)信息交互，建立作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5，并提取作戰(zhàn)活動(dòng)；若作戰(zhàn)任務(wù)過程強(qiáng)調(diào)時(shí)間順序，建立作戰(zhàn)事件跟蹤描述模型OV－6c，其中的作戰(zhàn)事件即為要提取的作戰(zhàn)活動(dòng)。

4）分解作戰(zhàn)活動(dòng)，建立作戰(zhàn)活動(dòng)分解樹OV－5a，作戰(zhàn)活動(dòng)的分解一直到滿足作戰(zhàn)需求要求的層次為止。

5）描述作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）之間的信息關(guān)系、時(shí)序關(guān)系、空間關(guān)系，其中，信息關(guān)系采用作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5描述，時(shí)序關(guān)系采用作戰(zhàn)事件跟蹤描述模型OV－6c描述，空間關(guān)系采用表格描述。

6）分析作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）的執(zhí)行條件和要求，其中執(zhí)行條件包括執(zhí)行環(huán)境、執(zhí)行規(guī)則和DOTMLPF（條令、組織、訓(xùn)練、裝備、領(lǐng)導(dǎo)、人員、設(shè)施）條件描述。執(zhí)行要求包括衡量尺度和標(biāo)準(zhǔn)。作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）的執(zhí)行規(guī)則采用作戰(zhàn)規(guī)則模型OV－6a描述，其余均采用表格描述。

7）生成作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）描述模型，主要描述：作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）名稱、父作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）、子作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）、完成該作戰(zhàn)活動(dòng)（任務(wù)）的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)集、輸入／輸出信息、時(shí)間信息、空間信息、執(zhí)行規(guī)則、執(zhí)行條件、執(zhí)行要求等。

步驟四：通過確定作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)分解、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間組織關(guān)系描述、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間信息需求描述，生成作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)描述模型；

1）分析需要執(zhí)行的作戰(zhàn)使命（任務(wù)）及執(zhí)行任務(wù)的組織，通過步驟三中作戰(zhàn)任務(wù)－作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)分配提取高層作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，并通過高層作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的一系列作戰(zhàn)活動(dòng)的執(zhí)行機(jī)制獲得底層作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)。

2）分解作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，建立作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)分解樹OV－5a，作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的分解一直到滿足作戰(zhàn)需求要求的層次為止。

3）根據(jù)步驟二的組織關(guān)系圖，建立作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的組織關(guān)系圖 OV－4。

4）分析為支持作戰(zhàn)活動(dòng)完成，作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間的信息需求，該信息來(lái)源于作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5的輸入、輸出信息。作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間的信息關(guān)系采用作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系模型OV－2描述。

5）生成作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)描述模型，主要描述：作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)名稱、父作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)、子作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)、執(zhí)行的作戰(zhàn)任務(wù)集、完成的作戰(zhàn)活動(dòng)集、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間組織關(guān)系、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間信息需求關(guān)系等。

步驟五：通過作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5和作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系模型OV－2中的信息需求，確定作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間詳細(xì)信息需求格式，建立作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)信息矩陣OV－3。

以上各個(gè)步驟的執(zhí)行是一個(gè)不斷循環(huán)迭代的過程，這種不斷迭代的過程，將作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)、作戰(zhàn)活動(dòng)及其之間的交互關(guān)系聯(lián)系在一起，上層信息分解細(xì)化得到下層信息，下層信息又不斷完善上層信息，最終得到完整的武器裝備作戰(zhàn)需求描述。

3.2 基于DoDAF的武器裝備能力需求描述

基于DoDAF的武器裝備能力需求描述主要是借助作戰(zhàn)視圖、能力視圖、系統(tǒng)視圖產(chǎn)品，確定武器裝備（體系）完成作戰(zhàn)任務(wù)的作戰(zhàn)能力需求，通過需求能力與實(shí)際能力的比較得出能力差距（冗余）［5］?；贒oDAF的武器裝備能力需求描述的基本流程如圖2所示，具體步驟為：

圖2 基于DoDAF的武器裝備能力需求描述流程圖

步驟一：通過作戰(zhàn)任務(wù)－作戰(zhàn)能力、作戰(zhàn)任務(wù)－作戰(zhàn)活動(dòng)、作戰(zhàn)能力－作戰(zhàn)活動(dòng)、作戰(zhàn)活動(dòng)－系統(tǒng)功能的一系列映射關(guān)系，得到完成作戰(zhàn)任務(wù)所需求的作戰(zhàn)能力；

1）分析高層作戰(zhàn)概念圖OV－1，確定完成作戰(zhàn)任務(wù)所需要的作戰(zhàn)能力列表及能力之間的相互依賴關(guān)系，建立作戰(zhàn)能力列表CV－2、能力依賴圖CV－4、能力－活動(dòng)映射矩陣CV－6。

2）根據(jù)作戰(zhàn)需求分析中得到的完成作戰(zhàn)任務(wù)履行的作戰(zhàn)活動(dòng)集合，使用作戰(zhàn)活動(dòng)序列描述完成作戰(zhàn)任務(wù)需要的作戰(zhàn)能力，建立作戰(zhàn)事件跟蹤模型OV－6C。

3）建立作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5詳細(xì)描述作戰(zhàn)能力的相關(guān)屬性，包括具體的作戰(zhàn)活動(dòng)、輸入輸出信息、執(zhí)行作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)等。

4）根據(jù)作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5中的作戰(zhàn)活動(dòng)及其相關(guān)屬性，分析支持這些作戰(zhàn)活動(dòng)所需求的作戰(zhàn)功能，建立系統(tǒng)功能模型SV－4，得到需求作戰(zhàn)能力。

步驟二：通過分析已有裝備（體系）的系統(tǒng)功能，得到實(shí)際能力，建立已有系統(tǒng)功能模型SV－4。

步驟三：建立步驟一和步驟二中作戰(zhàn)活動(dòng)－已有系統(tǒng)功能跟蹤矩陣SV－5，確定能力差距或冗余［6］。

3.3 基于DoDAF的武器裝備解決方案描述

基于DoDAF的武器裝備解決方案描述主要是借助作戰(zhàn)視圖、系統(tǒng)視圖產(chǎn)品，以能力需求分析確定的一種或多種能力差距為依據(jù)，通過綜合分析找出各種可能彌補(bǔ)能力差距的非裝備方案或裝備方案?；贒oDAF的武器裝備解決方案描述的基本流程如圖3所示，具體步驟為：

圖3 基于DoDAF的武器裝備解決方案描述流程圖

步驟一：通過分析作戰(zhàn)活動(dòng)的DOTLPF（條令、組織、訓(xùn)練、領(lǐng)導(dǎo)、人員、設(shè)施）執(zhí)行條件，確定是否能夠通過各類非裝備要素的改善解決能力差距［7］。

1）針對(duì)能力差距中的每一項(xiàng)能力差距，對(duì)條令要素進(jìn)行分析，條令表示作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5中的控制屬性。

2）針對(duì)能力差距中的每一項(xiàng)能力差距，對(duì)組織要素進(jìn)行分析，組織表示作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5中的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，與作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接模型OV－2相關(guān)聯(lián)。

3）針對(duì)能力差距中的每一項(xiàng)能力差距，對(duì)訓(xùn)練要素進(jìn)行分析，訓(xùn)練要素體現(xiàn)了執(zhí)行活動(dòng)所需要的技能或知識(shí)。訓(xùn)練表示作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5中的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，與作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接模型OV－2相關(guān)聯(lián)。

4）針對(duì)能力差距中的每一項(xiàng)能力差距，對(duì)領(lǐng)導(dǎo)要素進(jìn)行分析，領(lǐng)導(dǎo)表示作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5中的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，與作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接模型OV－2和組織關(guān)系圖OV－4相關(guān)聯(lián)。

5）針對(duì)能力差距中的每一項(xiàng)能力差距，對(duì)人員要素進(jìn)行分析，人員表示作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5中的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，與作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)連接模型OV－2和組織關(guān)系圖OV－4相關(guān)聯(lián)。

6）針對(duì)能力差距中的每一項(xiàng)能力差距，對(duì)設(shè)施要素進(jìn)行分析，設(shè)施表示作戰(zhàn)活動(dòng)模型OV－5中的執(zhí)行系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，與系統(tǒng)接口模型SV－1相關(guān)聯(lián)。

步驟二：針對(duì)能力差距需求，尋找裝備解決途徑，并確定關(guān)鍵性能參數(shù)［7］。

1）分析能力需求中關(guān)鍵作戰(zhàn)活動(dòng)的作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)，確定支持該作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)及系統(tǒng)，建立系統(tǒng)接口模型SV－1。

2）根據(jù)作戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)的信息需求OV－3，分析系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)交換，建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換矩陣SV－6。

3）通過能力差距中作戰(zhàn)活動(dòng)，確定系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)（系統(tǒng)）的功能需求，并根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換矩陣SV－6中的數(shù)據(jù)信息，建立系統(tǒng)功能描述SV－4。

4）分析能力需求中關(guān)鍵作戰(zhàn)活動(dòng)序列和時(shí)間描述模型OV－6b和OV－6c，將其轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵系統(tǒng)功能序列和時(shí)間描述模型SV－10b和SV－10c。

5）通過模擬關(guān)鍵系統(tǒng)功能序列和時(shí)間描述模型SV－10b和SV－10c，模擬運(yùn)行得到裝備關(guān)鍵性能參數(shù)，建立系統(tǒng)性能參數(shù)矩陣SV－7。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究了如何使用DoDAF視圖產(chǎn)品支持武器裝備需求描述全過程，實(shí)現(xiàn)了武器裝備作戰(zhàn)需求、能力需求及能力解決方案的完整描述。但是武器裝備需求涉及面廣，需要針對(duì)不同需求問題的特點(diǎn)選擇視圖產(chǎn)品，有時(shí)還需要增加部分視圖產(chǎn)品。

［1］王立民，付勇.基于DoDAF的武器裝備體系需求分析方法［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009，30（22）：5266－5268.

［2］DOD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework Version1.0［R］.VolumeI，VolumeII，VolumeIII，2003.

［3］DOD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework Version1.5［R］.VolumeI，VolumeII，VolumeIII，2007.

［4］DOD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework Version2.0［R］.VolumeI，VolumeII，VolumeIII，2009.

［5］Sidney N.Antommarchi.A Process for Modeling and Simulation Capability Gap Analysis［C］／／Interservice／Industry Training，Simulation，and Education Conference（I／ITSEC），2008.

［6］DoD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework Version 1.0，Deskbook［S］.The United States：Department of Defense，2004.

［7］DoD Architecture Framework Working Group.DoD Architecture Framework Version 1.0，Volume I：Definitions and Guidelines［S］.The United States：Department of Defense，2004.