簡介

2023年5月，MITRE數(shù)據(jù)驅(qū)動政策中心發(fā)布了《從簡單的地方開始推進聯(lián)合全域指揮控制》（Starting Simple with JADC2）文件，概述了美國國防部推進JADC2能力部署的一系列建議。該研究中心建議采用敏捷的自下而上系統(tǒng)工程方法來滿足用戶需求，確保產(chǎn)品可行并快速迭代以解決問題。

(相關(guān)資料圖)

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摘要

本文探討了敏捷系統(tǒng)工程（SE）以及一種簡化方法如何為復(fù)雜系統(tǒng)之系統(tǒng)增強或補充傳統(tǒng)系統(tǒng)工程活動?？紤]到MITRE于2022年獨立評估期間確定的系統(tǒng)工程挑戰(zhàn)數(shù)量，美國國防部JADC2工作被列入可應(yīng)用敏捷系統(tǒng)工程的候選名單。采用敏捷、聯(lián)邦和“自下而上”的方法并不需要放棄系統(tǒng)工程中的嚴(yán)謹(jǐn)性。相反，應(yīng)將這種嚴(yán)謹(jǐn)性用于滿足用戶需求，確保產(chǎn)品可行，并快速迭代以修復(fù)問題并擴展功能。此外，架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和接口控制也不應(yīng)被放棄，而是應(yīng)盡可能地簡化，并發(fā)展成一個最小可行產(chǎn)品。本文提出的一個關(guān)鍵點是，必須從某個地方開始付諸行動，即使它不是理想的出發(fā)點，這樣國防部就可以開始進行試驗、學(xué)習(xí)、適應(yīng)和迭代，最終形成一個可行的解決方案。

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從簡單的事情開始做起

美國國防部似乎一直在努力發(fā)展復(fù)雜的系統(tǒng)或系統(tǒng)之系統(tǒng)，通常情況下都會發(fā)生超期、超預(yù)算，甚至無法完成的情況。像B-21轟炸這樣能在計劃時間和預(yù)算范圍內(nèi)完成部署的項目極其少見，很多項目都超出預(yù)算，落后于進度，或者根本就沒有完成。替換空中作戰(zhàn)中心（AOC）的AOC 10.2項目，在多次調(diào)整后仍未能滿足預(yù)算或時間計劃，最后被取消。取代太空域感知能力（SPADOC）的新系統(tǒng)多年來一直處于接近交付的狀態(tài)，其名稱經(jīng)過了多次更改，但尚未部署實際能力，導(dǎo)致SPADOC系統(tǒng)一直無法退役。

MITRE建議發(fā)展初始JADC2能力，以支持在具有挑戰(zhàn)性的地理環(huán)境中對抗均勢對手所需的深度感知和遠(yuǎn)程效果。其目的是提供具有真實任務(wù)背景的特定目標(biāo)集。該重點不僅有助于JADC2能力開發(fā)人員了解需要解決的問題，還支持利用作戰(zhàn)分析來評估更好的指揮控制作戰(zhàn)衡量標(biāo)準(zhǔn)的效用。例如，這種分析可以為決策時間和武器優(yōu)化設(shè)定有意義的目標(biāo)，并允許采辦官員更好地確定資源使用優(yōu)先級。

傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程一直傾向于自上而下的方式來實現(xiàn)JADC2能力，而MITRE則推薦通過自下而上的迭代式試驗方法來確定真正需要構(gòu)建的內(nèi)容。自上而下的工作將根據(jù)JADC2的所有需求和用例定義一個大型而復(fù)雜的體系架構(gòu)，并應(yīng)用詳細(xì)的數(shù)字工程來構(gòu)建所需能力。相比之下，國防部應(yīng)該利用現(xiàn)有的工作成果和能力拼湊出一個最小可行性產(chǎn)品（MVP），為JADC2定義的特定任務(wù)重點提供初始效果。隨著時間的推移，國防部可以采用先進技術(shù)和新能力螺旋式發(fā)展，以替換最小可行性產(chǎn)品中的特定組成部分，或者增加滿足新任務(wù)或擴展任務(wù)需求的元素。

假設(shè)開發(fā)一個由現(xiàn)有能力構(gòu)建的JADC2系統(tǒng)之系統(tǒng)，國防部可以同時評估影響最大的差距，并開發(fā)解決這些差距所需的能力。最小可行性產(chǎn)品的持續(xù)迭代試驗有助于評估差距，同時確保聯(lián)合作戰(zhàn)人員在任何時間點都能獲取可用的能力。這些差距不僅存在于作戰(zhàn)能力之中，也會出現(xiàn)在條令和作戰(zhàn)組織架構(gòu)中。在無法彌合差距或難以解決差距時，進一步發(fā)展自下而上的原型可能有助于避開差距和制度障礙。

作戰(zhàn)分析可通過多種方式支持JADC2工作。首先，它有助于展示態(tài)勢感知和決策改進所帶來的任務(wù)價值。其次，它還可以顯示出不同的工業(yè)界概念和能力將如何影響JADC2對任務(wù)重點的選擇。作戰(zhàn)分析沙盒可將來自整個商用行業(yè)的概念匯集在一起，實現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。該活動支持以試驗為中心的方法，并支持將復(fù)雜的問題分解為更簡單、更小的問題。

從2022年6月開始，這些建議在國防部各部門，特別是國防部長辦公室下屬機構(gòu)中廣泛傳播?？偟膩碚f，國防部領(lǐng)導(dǎo)層支持這些建議，為此正積極開展相關(guān)工作，并表示有興趣就其他建議采取行動。同時，MITRE與開發(fā)特定系統(tǒng)和能力的多個政府辦公室開展合作，這些系統(tǒng)和能力將成為與某個選定任務(wù)和目標(biāo)集相關(guān)的JADC2最小可行性產(chǎn)品的一部分。目前，許多組織正在共同努力，將具有遺留能力的初始作戰(zhàn)原型作為2023～2025年試驗的一部分。如果成功，這將是為作戰(zhàn)部隊提供能力的首批活動之一，并且將自下而上進行發(fā)展。

2023年1月，政府問責(zé)署（GAO）發(fā)布了一份報告，闡述了國防部在JADC2方面的進展。該報告提出的結(jié)論與MITRE的研究結(jié)果類似，均指出暫未交付給聯(lián)合作戰(zhàn)人員任何能力，并且盡管計劃制定方面取得了重大進展，但缺乏關(guān)于目標(biāo)和對應(yīng)能力的細(xì)節(jié)。國會授權(quán)報告將涵蓋與JADC2相關(guān)的開發(fā)工作、目標(biāo)、成本和時間表，以及JADC2能力差距和性能目標(biāo)的清單。根據(jù)這些信息采取行動是下一個最重要的環(huán)節(jié)。

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激發(fā)行動

雖然自下而上構(gòu)建JADC2的工作尚未顯示出完全的成功，但它們至少已經(jīng)開始提供一些切實的東西，并利用來自多個軍種和作戰(zhàn)領(lǐng)域的作戰(zhàn)能力。MITRE提出了一種與傳統(tǒng)系統(tǒng)工程不同的方法，旨在認(rèn)識到在某種復(fù)雜程度上，可能不存在第一原則設(shè)計方法可以充分解釋所需的復(fù)雜性。此外，這些建議表示JADC2不可能在一夜之間實現(xiàn)，國防部有必要根據(jù)預(yù)算、技術(shù)和作戰(zhàn)現(xiàn)實調(diào)整路線。軍事行動和威脅環(huán)境，包括政策和組織，都是易變的。因此，即使是完美的自上而下的計劃，在實現(xiàn)JADC2的過程中也會產(chǎn)生不可預(yù)測的結(jié)果。這與從零開始逐漸完善系統(tǒng)工程模板的方法不同。這種方法不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程，在傳統(tǒng)系統(tǒng)工程中，人們將使用工具為所有JADC2功能和每個交互設(shè)計一個十分詳細(xì)的模型。

自下而上的方法可能成功的原因可參考替代AOC 10.2工作的項目。AOC探路者（Pathfinder），后來被命名為凱塞爾航線（Kessel Run），解決了AOC現(xiàn)代化的復(fù)雜問題，并應(yīng)用現(xiàn)代軟件開發(fā)方法，以持續(xù)開發(fā)和交付作戰(zhàn)能力的方式向特定的AOC交付可行的軟件。凱塞爾航線團隊在不到一年的時間里完成了作戰(zhàn)能力部署，他們拋開了傳統(tǒng)的采辦和系統(tǒng)工程方法，從問題的一個子集（加油機規(guī)劃）出發(fā)，吸引最終用戶，簡化最小可行性產(chǎn)品。盡管凱塞爾航線團隊還需要花費很長的時間才能實現(xiàn)AOC所有功能的現(xiàn)代化，但他們持續(xù)開發(fā)的軟件受到了作戰(zhàn)人員的認(rèn)可。在部署現(xiàn)代化能力的過程中，他們也在逐步棄用遺留能力。這個例子展示了國防部如何應(yīng)用靈活性和敏捷性，在不超預(yù)算的情況下按期交付能力。

國防部應(yīng)該交付哪些JADC2能力，以及以何種順序交付，這個問題始終存在爭議。到底是優(yōu)先考慮通信（例如，網(wǎng)絡(luò)）、態(tài)勢感知系統(tǒng)（例如，通用作戰(zhàn)圖）、人工智能系統(tǒng)，還是先通過身份和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)構(gòu)建JADC2的基礎(chǔ)。國防部JADC2團體可以從凱塞爾航線的初步成功中學(xué)習(xí)。

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應(yīng)用敏捷系統(tǒng)工程

僅應(yīng)用傳統(tǒng)系統(tǒng)工程來設(shè)計和指導(dǎo)高度復(fù)雜和集成系統(tǒng)的開發(fā)存在局限性。DevOps和敏捷軟件開發(fā)為軟件開發(fā)引入了一種非線性的方法。由于高度復(fù)雜的系統(tǒng)必須適應(yīng)不斷變化的威脅和作戰(zhàn)需求，從概念到需求再到能力開發(fā)的線性傳統(tǒng)系統(tǒng)工程“Vee”模型無法有效滿足復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)。因此，針對問題集應(yīng)用敏捷系統(tǒng)工程原則可能會更有效。

在國防部環(huán)境中，敏捷系統(tǒng)工程涉及迭代能力開發(fā)，從相對簡單的目標(biāo)和需求開始，面向狹義的任務(wù)集。事實上，敏捷系統(tǒng)工程中的每個概念幾乎都倡導(dǎo)從小而簡單的問題開始。MITRE在數(shù)字時代的采辦方式就是一個很好的例子：在敏捷環(huán)境中開發(fā)和維護體系架構(gòu)的核心原則是保持簡單。體系架構(gòu)的價值隨著復(fù)雜性的增加而降低，大量的文檔和工件使參與者難以理解。

除了這個“從簡單開始并保持簡單”的目標(biāo)之外，大多數(shù)敏捷系統(tǒng)工程工作都遵守相同的核心原則：

個人和交互重于流程和工具；

工作軟件重于全面詳盡的文檔；

客戶協(xié)作優(yōu)先于合同談判；

響應(yīng)變化優(yōu)于遵循計劃。

應(yīng)用敏捷系統(tǒng)工程并不能解決國防部復(fù)雜系統(tǒng)采辦的所有問題。事實上，它在減輕風(fēng)險的同時又帶來了同樣多的風(fēng)險。然而，在敏捷系統(tǒng)工程中，快速、多次的失敗從長遠(yuǎn)來看不會產(chǎn)生不好的影響。通過敏捷系統(tǒng)工程的迭代性和適應(yīng)性，我們可以探索所有可能性。