通过“作战任务架构框架”桥接联合作战和系统工程

客座研究员 WINIT 编译

知远战略与防务研究所

【知远导读】在美军现有兵力设计与开发战略管理流程中，以开发联合理论+修订联合条令+确立作战指导方针+制定作战计划为代表的作战界，与系统需求+能力集成+装备采办界（或称系统工程界、工程管理界）为代表的系统工程与采办界之间存在联系，这种联系是通过联合部队开发、联合能力集成与开发、国防采办三大业务系统来固化的，但这种固化是静态的，是强关联的，这导致据此开发出来的联合能力难以适应高动态的联合作战环境、不能满足偶发性智能化战争任务需求 ¹ 。本文提出了“作战任务架构框架( OMAF ， Operational Mission Architecture Framework ) ”，来在两大界别之间构建动态关联，或者允许将现有静态关联改造为动态链接，并据此提出了“作战混合架构图 (OBAM ， Operational Blended Architecture Map ) ”，旨在通过 DODAF 框架形式化、结构化这种联系。鉴于联合作战与系统工程两大界别之间的现有静态联系模式具有动态关联的潜力，本文所提出的这种框架具有一定的可行性，是对美军当前正在推动的任务工程的一种理论探索，对推进美军备战智能化大国战争有实践意义。

全文编译如下：

本文提出了一个标准化整合框架，用于将美国国防部联合作战概念直接纳入系统设计 ² 。它将国防部联合出版物中的作战指导转化为简明的作战任务架构框架( OMAF ， Operational Mission Architecture Framework )，以作为工程和采办的起点。然后，通过开发作战混合架构图( OBAM ， Operational Blended Architecture Map )，将 OMAF 直接关联到现有的系统架构产品。 OMAF 和 OBAM 两者被用作某种桥接机制，以对接美军联合作战界和系统工程与采办界。

美国国防部从每个军种抽调部队、部署部队，在世界各地开展跨域（ Cross Warfighting Domain ）作战。而且联合作战还需要具备灵活性、适应性，以对不断变化的环境和任务做出反应。因此，对联合作战的支持必然也是偶发性的，这意味着需要根据任务需求对联合作战和系统工程两大界别的组织体系进行组装和重构。这是一项极其困难和复杂的使命，一旦重构失败，专门设计的系统在作战运用中将面临诸多变化，导致联合部队经常会遇到能力不足的问题。

美军当前的现状是：虽然国防部开展的联合行动是偶发性的，本质上是不可预测的，但开发、采办和管理支持联合作战行动的系统却是规范性的、具体的。偶发性和规范性之间存在的矛盾，只能依赖指挥员的作战指挥艺术在作战实践中弥合。

自2002年以来，美国防部利用“联合能力集成与开发系统( JCIDS )”来定义国防部企业化的能力需求，依靠“国防采办系统( DAS )”来提供系统，开发由 JCIDS 确定的能力差距所需的装备物资开发方案。因为这两个系统之间存在明确的关系，导致这两个相互关联的能力开发流程与它们需要支持的联合行动之间的互动非常有限。具体而言，虽然 DAS 能够为依托 JCIDS 确定的能力差距提供物资解决方案，但这两个系统的确定性与紧耦合初衷决定了其最终提供的作战能力与实战中的作战能力之间不具备可追溯性，因此，无法确保所有按照 JCIDS / DAS 流程开发的系统都能满足最终用户（特别是联合作战部队）的需求。

动机和背景

联合部队与支持联合部队的系统和工程管理界的管理、工程、开发、设计业务之间的脱节是一直存在的问题，并非国防部独有。 Sharon 、 deWeck 和 Dori (2011)曾详细总结概括了这个问题，并指出：虽然工程管理界已经建立了完善且详细的项目管理工具和技术来促进跨领域的沟通，但相关人员的不同经验和不同观点使他们几乎不可能对作战问题达成一致的理解。工程管理领域最近的工作致力于开发一些新工具和技术来解决这个问题。 Martinez Leon&Farris (2011)简要总结了一些新工具和技术产品的开发框架，并评估了它们在基于作战/知识的输入与更具体的工具和技术之间的联系。 Cilli 、 Parnell 、 Cloutier 和 Zigh (2016)提供了有关 DAS 所受影响的更多细节，并且承认：虽然作战视角旨在为工程管理提供系统预算和能力方面的信息，但这些流程之间没有直接联系。美国和他国的有关专家（ VanAken 、 VanGoubergen 和 Letens ，2003）都提出要构建企业级战略，以改进军事决策、构建作战与工程之间的联系。

虽然这些专业化的研究已经建立了用于整合军事工程和采办流程的工程管理方法，但他们的研究仍存在空白，尚未解决一线指战员的困惑，因为一线指战员既是相关装备系统最终用户，又是指导运用相关装备系统的条令开发者，两个角色间仍存在特有的差距。近年来，军事专家做出了诸多努力，通过强调工程管理工具和技术的潜在效用，以帮助弥合这一差距。 Tompkins 、 Grenn 和 Roberts (2020)利用设计结构矩阵( DSM ， Design Structure Matrix )为系统成熟度评估搭建桥梁，该评估可跨越装备系统全生命周期； Brooks 、 Carroll 和 Beard (2011)提供了应用工程管理策略来管理作战和工程社区之间紧张关系的策略； Gonzalez - Lopez 和 Bustos (2019)提供了一种集成企业和业务流程架构的方法； Yip 、 Phaal 和 Probert (2019)研究了在早期系统设计中消除利益相关者优先事项冲突的策略。

为扩展这些研究成果，并为工程管理者提供目标框架，消除国防部作战界和采办界使用的术语冲突，本文提出了作战任务架构框架( OMAF )，这是一种一体化的架构和关联映射工具，以便将偶发性联合作战能力需求与 JCIDS 和 DAS 集成到一起，通过将联合作战能力的关键要素组织成一个直观的框架，使工程师和工程管理者适应作战视角。因为，将作战任务-能力以全新架构形式重组后，就可将工程和架构方法应用于作战任务。随后，本文开发了“作战混合架构图( OBAM )”，作为运用 OMAF 的集成机制。 OBAM 被提议作为支持作战界和工程管理界之间对话的纽带。这使得自上而下的工程管理工作能够专门为支持联合作战能力和体系( SoS )开发而量身定制。

“作战任务架构框架”必须承载的作战任务要素

2018年以来，国防部再次确立战争存有三个层级，即战略、战役和战术三级。虽然战争三个层级之间没有明确的界限，但它们为作战安排、资源分配和任务指配提供了指导性的视角。值得注意的是，国防部联合出版物( JP )指出：联合作战是描述联合行动基本组织架构的关键权威文件（连同 JP 3-01至3-72），这是本文必须遵循的前提条件。

虽然联合作战通常涵盖三个战争层级（战略、战役和战术），但战役层级是实施战略和汇总战术行动以产生预期结果的地方。因此，本文研究重点关注战役层级，研究目标是提供作战行动与系统采办间的整合桥梁。

在国防部确立的战争三级架构的战役层次，联合条令专门提出了“统一行动（ Unified Action ）”概念，这是战争追求的最基本目标，它涵盖对所有参与者行动的同步、协调和整合，其中包括政府（军事+民事）和非政府组织机构所有行动。实现统一行动可实现团结一致的努力，从而降低人员伤亡，减低作战不稳定风险。图1扩展了这一指导性概念，并根据10个主要作战要素构建了全新的联合作战框架（涵盖战争所需的所有军事+民事作战行动）。根据这些要素开发和评估联合作战概念，以此推动“联合部队开发全生命周期”持续进行。

图1.工程管理必须要整合的作战“任务-能力”所有要素＊

＊这些要素在图5中重组为新的作战任务架构框架（ OMAF ）

“作战任务架构框架”桥接的联合部队开发生命周期

联合部队开发是通过系统性努力实现的，该系统整合了各军种开发的能力，以此为个人和分队执行指定任务做好准备。图2概述了联合部队开发全生命周期。虽然该流程支持联合作战能力的改进和维持，但该流程是封闭的，这种封闭性也导致联合部队开发高度依赖开发参与者的知识，并且没有集成来自现有基于需求的能力开发流程（如 JCIDS 和 DAS ）的反向输入。将问题进一步复杂化的是，联合部队开发全生命周期的连续性还是国防部单一军种提供可满足偶发性、事件驱动的作战能力需求的先决条件（也就是说，这个闭环流程进一步决定了军种是否能够提供偶发性、事件驱动式的作战能力）。联合部队开发流程通常由三个子流程组成： 联合概念开发、联合条令制定和联合经验借鉴 。

图2.联合部队开发全生命周期

联合概念开发： 正如参谋长联席会议文件所述，联合概念的目的是为联合部队提供组织作战行动的愿景。联合概念引入了企业化的联合部队开发治理模式，详细规定了联合部队的治理、业务流程、技术标准和术语词汇、互操作性目标、架构标准和系统设计。

联合条令制定： 联合条令则通过制定运用联合部队的基本原则和权威指导来阐述这些工作。该指导是全面的，并通过条令出版物不断发展，这些出版物将联合概念与联合部队的意见相结合，通常根据联合行动和联合演习的反馈和经验教训提供进一步的优化信息（ Rowlett ，2013年）。而联合经验借鉴为联合概念和联合条令的进展提供了先验的知识信息。

联合经验借鉴： 联合经验借鉴流程直接考虑了作战环境这一影响因素。作战环境受到众多变量的影响，这些变量随着时间的推移不断发展，进而导致伙伴关系和威胁对手不断发生变化，从而要求联合部队能够相应地聚集和分散，这种演变通常以不可预测的方式重复发生，从而要求对联合作战的任何分析都要考虑环境和相关关系的不确定性以及组成系统的偶发性运用。联合经验借鉴流程致力于全面考察联合作战，以评估联合概念以及相关联合条令的总体优势和劣势。

请注意，联合部队开发全生命周期本质上仍是一种基于知识的方法，用于提供联合作战能力。这是一项持续、系统的努力，通过所有参与组织的合作备战来实现企业级能力。值得注意的是，联合部队开发依赖于利用系统来支持作战。本文解决的主要挑战是集成“用于支持系统开发的流程”和“用于支持联合作战的流程”。更具体地说，鉴于联合作战的偶发性，导致“支持这些作战的流程”与“支持联合作战所使用系统的采办和开发的流程”之间并不是直接关联的关系。就国防部而言， JCIDS 和 DAS 流程都只能支持静态能力开发和系统采办，并不能满足作战届的动态偶发需求。

“作战任务架构框架”桥接的系统采办和开发系统

国防部通过 JCIDS 管理和开发能力。 JCIDS 流程是与国防规划相关的所有工程和采办工作的起点。在联合部队开发和作战的背景下， JCIDS 流程的主要输出是支持联合部队的能力包和能力需求文件。联合部队开发通过联合经验借鉴与 JCIDS 流程松散地联系在一起，而联合经验借鉴则是 JCIDS 内各种流程的需求和差距识别的来源，最显著的是影响能力差距评估( CGA )的执行。这些 CGA 中描述的能力通常以“矩阵形式组织”，其中通用联合任务( UJT )提供从规划和作战到全球威胁的可追溯性，分配给现有或未来所需的能力解决方案。这些能力需求是 DAS （系统采办）的基本输入。

DAS 为国防部提供了采办管理框架、需求管理流程和集成架构，以将基于解决方案的能力应用于作战任务。图3概述了需求和采办流程。

图3.联合能力集成与开发和国防采办系统流程

在 DAS 中，需求和采办流程的联系旨在实现需求、能力和资源之间的平衡。在整个流程中，需求定义和技术成熟度这两个因素都得到考虑，以促进对可负担的系统和生产的规范方法。根据 JCIDS 流程，制定了三个关键文件，即 初始能力文件( ICD ) 、能力开发文件( CDD ) 和能力生产文件( CPD ) ，这些文件促进了系统采办和系统需求开发之间的集成。国防部领域最近的研究扩展了这一想法，特别是（ Dahmann ，2019年）、（ Gold ，2016年）、（ Hernandez 、 Hatch 、 Pollman 和 Upton ，2018年）和（ Beery 和 Paulo ，2019年），这些研究建议扩展传统的工程方法，在系统采办和工程的早期阶段就开始考虑国防部的任务。

值得注意的是，国防部的基础指导方针和最近以任务为中心的文献都强调了国防部架构框架( DoDAF ) 产品的实用性。 这些 DoDAF 产品定义了将要采办和开发的系统，并相应地推动了能力评估、系统开发和投资决策等计划制定。 DoDAF 视图涵盖八个广泛的视角：能力、作战、服务、系统、项目、数据和信息、标准和全视图（提供系统背景）。利用这些标准化系统表示法有助于提升需求界和采办/技术界之间的信息共享和沟通。

如上所述，虽然相关系统的工程和管理旨在支持联合部队的作战行动，但联合部队开发和系统管理两个流程和相关产品与作战行动没有直接联系。图4展示了基本挑战的特征。即，联合部队开发流程和工程管理流程两者本身都是高度集成的，并按照多年时间跨度持续滚动迭代，联合作战作为一种依赖于这两个流程而存在的动态流程，与这两个流程间仍缺乏直接的、时间上的或流程上的联系。

图4.作战能力和工程系统之间在时间和流程上脱节

（缺乏图中黑色双线框的动态连接）

“作战任务架构框架”的设计与开发

站在工程化管理的角度看，对联合部队开发全生命周期和系统采办、开发流程的分析，只是提出联合作战界与系统采办界之间在满足偶发性作战需求上存在的脱钩问题，确立了问题边界，本文重点则是通过设计全新的作战任务架构框架( OMAF )，满足将偶发性作战行动与系统采办/开发联系起来的需求。

国防部作战任务能力的整合

对国防部用于发展联合能力的三个主要系统（ JFD 、 JCIDS 和 DAS ）的审查揭示了几个基本问题。首先， JFD 生命周期并未全面考虑物资系统管理。因此，影响系统设计和作战的联合环境并未充分纳入系统工程或工程管理活动中。其次，虽然 JCIDS 和 DAS 可以直接与物资系统的交付联系起来，但它们与这些系统旨在支持的偶发性作战行动脱节。简而言之，工程管理面临着结构性挑战，因为能力和系统开发流程（ JCIDS 和 DAS ）并未全面促进作战能力的部署。

虽然系统采办和作战能力之间的联系在概念上很简单，但相关系统的复杂性使这种联系变得层次多且复杂。为了有效地让国防部作战层面的系统工程师和工程管理专业人员参与进来，并以此应用系统工程和工程管理方法来开发偶发作战能力，作战界和工程/管理界必须找到共同点。作战层面的战争太复杂了，无法简单地审查高层指导（即无法评估联合概念、联合条令、联合经验借鉴），并随后简单地提供想法或解决方案。有超过80种联合条令出版物，其中许多经过多次修订，提供了必要的作战背景。此外，在尝试应用集成工程管理方法来实现作战能力时，必须考虑每个概念之间的关系和相互依赖性。为了促进作战人员、主题专家和工程管理间有意义的接触，国防部用于联合作战的权威指导需要全新的组织和框架。

同样，联合作战能力的要素及其目的在图表1中进行了整合。这些是偶发作战能力需求的主要影响要素来源，也是解决偶发作战能力需求的推动因素。这些要素与权威文件中的教义语言一致（但有少数例外，如 Irwin (2018)所述）。

图1中作战要素和相关目的的表述代表了以联合作战界的语言和术语呈现的产生偶发作战能力的高级要求。由于这些要素和目的表述直接来自联合条令，因此它们可以作为系统工程师和工程管理专业人员与联合作战界和作战人员互动的起点。具体而言，图表1将联合能力的作战视角提炼为十个主要作战要素，这些要素可以作为更有针对性的工程管理工作的起点。

框架设计

本节概述并解释了拟议的作战任务架构框架( OMAF )。 OMAF 被设想为连接和整合作战与工程管理的桥梁。图表1中介绍的每个作战要素都包含在 OMAF 中。

回想一下，实现统一行动是联合行动的主要重点。因此，框架的这些要素被放在了最上面。鉴于指挥官在统一联合部队方面发挥着核心作用，这种安排既符合国防部企业化层级的指挥文化，也符合联合部队指挥官的理论作用。根据图1，当联合部队成功建立沟通渠道、指挥关系、指挥权和跨组织协调时，即可实现统一行动。见图5概述了 OMAF 的第一部分（顶层），即统一行动。

联合部队实现统一行动必然依赖于指挥机构的经验，而指挥机构的经验是通过应用联合部队作战核心来实现的。图1总结了指挥官和参谋人员采用这种认知方法的理论策略，该方法侧重于通过组织作战区域、指挥部和部队来整合目的、方式和手段。此外，该作战核心还规定了作战设计、作战行动的规划和执行以及联合部队效能的评估。图5概述了 OMAF 的第二层，即作战核心层。

当联合部队指挥官将统一行动的高级要素转化为作战核心的更具体要素时，指挥官必须考虑作战环境的特征和组成。作战环境对影响联合部队的规划、执行、组织和设计决策有直接影响。请注意，第三层“作战环境”（见图5）涵盖直观的外部驱动因素，例如作战区域，以及不太正规化的领域，例如信息环境、电磁频谱以及政治、军事、经济、社会、基础设施和信息驱动因素。

鉴于 OMAF 依赖于由作战核心在作战环境中实现的统一行动要素的初步定义。因此，现在可以根据预期执行的功能来定义感兴趣的系统。这些功能是相关能力和活动的集合，可提供集成、同步和指导，以支持联合部队的指挥官。值得注意的是，这些功能并未指定将实现相关能力或活动的特定感兴趣的系统，而是对特定偶发行动中实现统一行动所需的功能的特征描述。图5第四层展示了联合条令中描述的所有功能，这些功能可能在联合行动中调用。

现在， OMAF 已经建立了从联合作战的统一行动要素到更具体的联合功能的可追溯性关系，可以识别通过 JCIDS / DAS 定义和实现的部署联合部队所必需的系统(或 SoS )。通常，在 JCIDS / DAS 内开发的系统和体系功能是在战术层面进行架构、设计、开发和测试的，相应的 DoDAF 描述代表了这一作战级别。 OMAF 提供了另一种视角，将这些体系性的组织为联合功能的直接推动者（承认跨职能整合，例如利用信息来支援火力，这非常重要）。图5最底层展示了 OMAF 的最低级别，其中 JCIDS / DAS 中开发和描述的系统和体系被作为联合行动的一部分进行背景化。

因此， OMAF 的核心是提供了从统一行动要素直接到联合行动中使用的组成系统和体系的可追溯性。为了促进 OMAF 与现有联合部队发展流程的整合，OMAF将这些流程与框架的中央组织结构分离开来。回想一下，联合任务是根据权威联合概念和联合条令进行规划和执行的，并通过吸取的经验教训得到改进。这些流程可以解决或检查 OMAF 构造的任何级别，从统一行动到装备体系。 OMAF 将这些作战环境元素放在框架的左侧，以传达这一包罗万象的各个方面（图5）。

最后，回想一下，国防部企业通过 JFD 准备并执行各种联合任务，无论是战斗任务还是非战斗任务，并遵守权威指导。任务的不可预测性至关重要，这要求联合部队定期提供作战能力。因此，相关任务的广度位于架构的右侧，并涵盖联合企业化组织的条令要素，构成 OMAF 的最终要素（图5）。

图5.完整的 OMAF 架构

框架的影响

从历史上看，国防部企业基于知识的联合作战方法已在权威文件、出版物和报告中进行了总结。 OMAF