基于CQEMR 席位圖譜的陸軍指揮信息系統(tǒng)需求方法*

王 超，朱 峰，李 東，韓 東

（中國電子科技集團公司第二十八研究所，南京 210014）

0 引言

指揮信息系統(tǒng)作為信息化作戰(zhàn)不可或缺的手段，在復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下發(fā)揮著神經(jīng)中樞的重要作用。隨著信息系統(tǒng)技術(shù)快速演變，陸軍信息系統(tǒng)裝備迅猛發(fā)展，性能日趨先進、構(gòu)成日趨復(fù)雜、費用日趨昂貴，如何將新需求、新技術(shù)、新理論、新概念等細粒度應(yīng)用在軍事作戰(zhàn)中，成為近年來的研究熱點。其中需求研究作為指揮信息系統(tǒng)設(shè)計的前提，是指導(dǎo)和約束系統(tǒng)研制的基礎(chǔ)，目前研究方向主要集中在以下3 個方面：1）體系結(jié)構(gòu)方面，借鑒美軍DODAF 體系架構(gòu)，系統(tǒng)開展能力、作戰(zhàn)、服務(wù)、系統(tǒng)、采辦、技術(shù)標(biāo)準等需求研究，并結(jié)合具體任務(wù)活動，針對性細化開展需求分析。2）理論方法方面，以作戰(zhàn)能力需求分析為核心，結(jié)合優(yōu)化改進的理論算法進行需求研究。高斌等從業(yè)務(wù)期望需求和技術(shù)實現(xiàn)需求兩個方面，提出需求論證的組織過程，并以外軍島嶼奪控作戰(zhàn)為典型案例進行驗證。劉一等提出“體系作戰(zhàn)效果-作戰(zhàn)運用方式-關(guān)鍵能力需求-需求方案決策優(yōu)化”的需求映射機制，構(gòu)建了新型裝備作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)軍事需求論證的反向分析總體框架。3）任務(wù)牽引方面，結(jié)合使命任務(wù)和作戰(zhàn)活動特點，針對性地開展任務(wù)、功能、裝備需求研究，具有導(dǎo)向、牽引、檢驗和增效的作用，張承龍等從設(shè)計戰(zhàn)爭的角度對武器作戰(zhàn)需求進行了研究，將研究范圍從1 個“裝備環(huán)”擴展為3 個“戰(zhàn)爭環(huán)”。

近年來，雖然軍事需求研究理論不斷深入，但是我軍信息系統(tǒng)裝備需求研究方法體系性不夠深入、理論性不強、應(yīng)用性不足等情況仍然存在，尤其是針對軍兵種指揮信息系統(tǒng)軍事需求的研究更是存在不夠深入、不夠清晰等情況，難以直接指導(dǎo)裝備研制。本文首先梳理總結(jié)美軍需求研究發(fā)展現(xiàn)狀及啟示，然后分析我軍發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題，最后通過研究思路、基本概念、實現(xiàn)途徑和預(yù)期成效4個方面，創(chuàng)新提出全覆蓋、可量化、可評估、可映射、可關(guān)聯(lián)的陸軍指揮信息系統(tǒng)需求研究方法。

1 美軍軍事需求研究現(xiàn)狀及啟示

長期以來，美軍高度重視裝備軍事需求研究，首先以基于威脅的需求生成系統(tǒng)（requirement generation system，RGS）研究方法出發(fā)，重點研究各裝備、各系統(tǒng)自身需求。然后針對RGS 方法不足，從聯(lián)合作戰(zhàn)概念角度出發(fā)，體系性開展了基于能力的聯(lián)合能力集成與發(fā)展系統(tǒng)（joint capability integration and development system，JCIDS）研究。JCIDS作為DODAF 體系結(jié)構(gòu)中的重要環(huán)節(jié)，從作戰(zhàn)概念、作戰(zhàn)條令、組織機構(gòu)、器材設(shè)施等多個方面，進一步規(guī)范和量化描述裝備軍事需求。

1.1 基于威脅的從底至上RGS 研究

需求生成系統(tǒng)（RGS）根據(jù)具體、特定的威脅進行分析，以各軍種為主導(dǎo)，根據(jù)自身情況從底至上形成各自的需求，再由聯(lián)合需求審查委員會（JROC）進行審核。在聯(lián)合作戰(zhàn)背景下，原有的各軍種主導(dǎo)需求提報和采辦管理的制度存在眾多的缺陷，主要體現(xiàn)在未能成體系地統(tǒng)籌考慮各軍種的需求，導(dǎo)致各類系統(tǒng)呈現(xiàn)“煙囪”式特點，系統(tǒng)間通聯(lián)不暢，體系化運用難度大，不能完全滿足一體化聯(lián)合作戰(zhàn)需求。

RGS 需求生成方法如圖1 所示。RGS 系統(tǒng)的需求開發(fā)采用“從底至上”的方式，各軍種根據(jù)自身戰(zhàn)略構(gòu)想與作戰(zhàn)需求獨立提出需求，經(jīng)主管部門進行協(xié)調(diào)后確定需求與方案，各軍種獨立進行系統(tǒng)開發(fā)，RGS 在需求開發(fā)過程中對能力集成考慮較少，待各個軍種系統(tǒng)開發(fā)完成后，再進行系統(tǒng)間的集成，各軍種系統(tǒng)之間具有部分互操作能力。

圖1 基于威脅的需求生成方法

1.2 基于能力的從頂向下JCIDS 研究

2003 年，美軍在原有需求生成系統(tǒng)上進行改革，發(fā)布聯(lián)合作戰(zhàn)能力集成與開發(fā)系統(tǒng)（JCIDS），基于聯(lián)合作戰(zhàn)能力，從頂向下對不確定的、寬泛的威脅進行研究。根據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)構(gòu)想和概念，確定聯(lián)合作戰(zhàn)的環(huán)境、方式以及能力要求，在跨軍兵種范圍內(nèi)探索能力的實現(xiàn)手段，細化待開發(fā)裝備系統(tǒng)的具體需求，通過先考慮能力層次的集成，走出“先列裝再系統(tǒng)集成”的誤區(qū)，使得各系統(tǒng)具備“天生”的聯(lián)合作戰(zhàn)能力。JCIDS 需求生成方法如圖2 所示。

圖2 聯(lián)合能力集成與開發(fā)系統(tǒng)的分析過程

RGS 與JCIDS 的區(qū)別主要有如下3 個方面：

1）RGS 基于威脅，各軍種根據(jù)各自威脅提出對應(yīng)需求；JCIDS 基于能力，以聯(lián)合作戰(zhàn)能力需求應(yīng)對各軍種存在的威脅。

2）RGS 從底至上，各軍種獨立提出需求，上級部門規(guī)劃與審核形成需求，指導(dǎo)各軍種獨立開發(fā)系統(tǒng)并進行集成；JCIDS 從頂向下，以聯(lián)合作戰(zhàn)概念、國家安全戰(zhàn)略為牽引，統(tǒng)籌各軍種需求，聚焦聯(lián)合作戰(zhàn)，探索體系能力生成方式。

3）RGS 以末端平臺為核心，先開發(fā)再集成；JCIDS 以能力集成為核心，先集成再開發(fā)。

1.3 美軍需求發(fā)展啟示

通過美軍需求發(fā)展研究，需求生成存在涉及部門廣、影響因素多、內(nèi)容涵蓋多、工作過程復(fù)雜，容不得盲目性、無序性、隨意性等發(fā)展?fàn)顟B(tài)，任何失誤都可能造成嚴重后果，導(dǎo)致體系作戰(zhàn)能力無法生成，對我軍需求研究主要有3 個方面發(fā)展啟示。

1.3.1 聚焦能力生成、強化頂層設(shè)計

強化需求頂層規(guī)劃，從聯(lián)合作戰(zhàn)概念出發(fā)，覆蓋需求生成和審查全流程，制定需求研究體系架構(gòu)，從源頭保證研制的裝備滿足聯(lián)合作戰(zhàn)要求。

1.3.2 緊盯法規(guī)條令、實現(xiàn)融合發(fā)展

以能力需求為目標(biāo)，廣泛探索能力的具體實現(xiàn)手段，并成立組織架構(gòu)，有力地促進裝備與編制體制、條令、訓(xùn)練、保障等非裝備因素的協(xié)調(diào)發(fā)展，為強化武器裝備體系建設(shè)起到了積極作用。

1.3.3 注重標(biāo)準規(guī)范、筑強需求基石

通過對需求研究標(biāo)準化、規(guī)范化追求，促進工程產(chǎn)品質(zhì)量與效益的最大化。規(guī)范需求研究工程過程中程序、任務(wù)、方法、成果、描述和管理等所有活動，做到有標(biāo)準可依、有規(guī)范可循。

2 我軍發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

軍改前，我軍軍事需求研究未明確組織架構(gòu)，多基于場景、目標(biāo)、威脅等開展需求分析方法研究，并以具體項目為主線，獨立開展軍事需求研究，與美軍RCS 研究方法類似。軍改后，按照全軍聯(lián)合作戰(zhàn)總體要求，陸軍發(fā)揮裝備集中統(tǒng)管紅利，強化裝備發(fā)展規(guī)劃，注重裝備通用化、扁平化、實戰(zhàn)化，以及互聯(lián)互通互操作性等指揮作業(yè)要求，由軍委抓總負責(zé)裝備研制項目的審核等工作，開展基于能力的需求分析方法，一定程度上緩解了軍事需求研究缺位的短板問題，與美軍JCIDS 研究方法類似。各需求研究方法對比如表1 所示。

表1 我軍需求研究方法對比表

2.2 存在問題

針對先期作戰(zhàn)需求研究不深入、制定不全面、內(nèi)容缺審核、發(fā)布欠權(quán)威等情況，借鑒美軍DODAF架構(gòu)研究經(jīng)驗，細化需求研究粒度，規(guī)范需求研究方法，盡可能滿足直接指導(dǎo)裝備研制要求。經(jīng)深入分析、梳理總結(jié)，仍然存在以下4 個方面突出問題。

2.2.1 組織架構(gòu)不健全、閉環(huán)機制待完善

需求生成自身有著強烈的系統(tǒng)性需求，容不得無序性、隨意性等發(fā)展?fàn)顟B(tài)，需要明確的組織架構(gòu)和研究流程等。當(dāng)前需求生成過程涉及部門廣、影響因素多等，存在組織管理鏈條長、協(xié)調(diào)機制不完善、專業(yè)審核粒度粗等問題。

2.2.2 標(biāo)準規(guī)范未發(fā)布、工程思維體現(xiàn)少

需求生成涉及多個組織部門和人員，落地實施可操作性不高，工程化解決方案不托底，需要明確的標(biāo)準規(guī)范和統(tǒng)一要求。當(dāng)前尚未明確需求研究的標(biāo)準化、規(guī)劃化工作，需求研究存在要素不全、內(nèi)容不細、角度不一等問題，難以成體系開展需求研究工作。

2.2.3 裝備需求分頭立、體系能力形成難

需求研究以項目為主線，每個項目對應(yīng)一個軍事需求，沒有基于統(tǒng)一的作戰(zhàn)能力進行需要深化研究，無法確保各項任務(wù)完成后，全面支撐聯(lián)合作戰(zhàn)能力生成。

2.2.4 系統(tǒng)需求粒度粗、裝備研制指導(dǎo)難

需求研究粒度不夠細，與用戶貼合的不緊，定性要求體現(xiàn)的多，定量要求體現(xiàn)的少，導(dǎo)致用戶融入感和操作感不強等，難以直接指導(dǎo)系統(tǒng)研制建設(shè)。

3 CQREMR 席位圖譜

3.1 研究思路

CQREMR 席位圖譜的提出，借鑒了美軍DoDAF架構(gòu)理論并吸納知識圖譜最新成果。

美國國防部體系架構(gòu)框架（DoDAF），是美國國防部針對體系結(jié)構(gòu)提出的一種通用的系統(tǒng)體系架構(gòu)開發(fā)、描述和集成的系統(tǒng)工程方法。DoDAF 通過全視點、能力視點、系統(tǒng)視點、作戰(zhàn)視點、數(shù)據(jù)和信息視點、項目視點、服務(wù)視點、標(biāo)準視點共8 類視點對體系架構(gòu)進行描述，明確體系組成與業(yè)務(wù)流程。本文以DoDAF 各視點分析方法與分析結(jié)果為牽引，明確需求生成的覆蓋內(nèi)容、評估方法、關(guān)聯(lián)關(guān)系等，可實現(xiàn)成體系的需求分析。

知識圖譜（Knowledge Graph）是一種特殊的語義網(wǎng)絡(luò)，利用實體、關(guān)系、屬性等構(gòu)建信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成統(tǒng)一表達的離散信息關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，為隱含信息挖掘、知識推理等應(yīng)用提供支撐。本文基于知識圖譜構(gòu)建技術(shù)，建立需求分析時席位、裝備、要素、編組、系統(tǒng)等各類信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，為關(guān)聯(lián)需求、量化需求、映射需求提供支撐。

結(jié)合全軍聯(lián)合作戰(zhàn)總體要求，充分考慮陸軍部隊使命任務(wù)、作戰(zhàn)樣式、編成編組等特點，按照“聚焦聯(lián)合作戰(zhàn)、堅持用戶中心、著眼席位圖譜、構(gòu)建多級視圖”的研究思路，提出以作戰(zhàn)席位為中心，縱向貫穿席位、裝備、要素、編組和系統(tǒng)5 個類型，橫向覆蓋作戰(zhàn)活動、能力要求、系統(tǒng)功能和裝備研制4個方面，涉及規(guī)劃方、用戶方、設(shè)計方、承制方和交付方5 個攸關(guān)方，利用全覆蓋（Coverage）、可量化（Quantification）、可評估（Evaluation）、可映射（Mapping）和可關(guān)聯(lián)（Relation）5 種實現(xiàn)途徑，形成易理解、明定位、可溯源的陸軍指揮信息系統(tǒng)需求研究成果，支撐構(gòu)建基于席位圖譜的體系化、標(biāo)準化、規(guī)范化陸軍聯(lián)合作戰(zhàn)能力生成需求工程方法論。

圖3 席位圖譜需求研究思路

3.2 基本概念

3.2.1 需求生成

需求生成指的是圍繞軍事活動使命任務(wù)，滿足各層次要求，明確裝備發(fā)展的方向與階段目標(biāo)，貫穿作戰(zhàn)、能力、功能、裝備等需求生成、審查和更新的全過程，涵蓋需求研究的工作內(nèi)容、組織機構(gòu)，以及各項工作和機構(gòu)之間的關(guān)系等。

3.2.2 席位

席位對應(yīng)聯(lián)合作戰(zhàn)指揮業(yè)務(wù)中指揮員和作業(yè)人員角色，在作戰(zhàn)編組中擁有對應(yīng)的職能和位置，并依托作戰(zhàn)裝備和指揮信息系統(tǒng)，進行組織運用、信息交互等指揮作業(yè)。

3.2.3 席位圖譜分析法

席位圖譜分析法是工程化方法在需求研究方面的措施途徑，作為各席位間內(nèi)在關(guān)系的可視化工具，將各類系統(tǒng)、編組、要素、裝備中的席位有機聯(lián)系在一起。按照聯(lián)合作戰(zhàn)目標(biāo)要求，堅持以用戶為中心，席位為抓手，明確席位、裝備、要素、編組、系統(tǒng)組成和信息交互關(guān)系，構(gòu)建內(nèi)容覆蓋全面、方法標(biāo)準規(guī)范、實施精準高效的需求研究報告，能夠系統(tǒng)性地指導(dǎo)裝備研制。

3.2.4 全覆蓋途徑

全覆蓋途徑指的是涵蓋需求生成的組織架構(gòu)、研究對象、工作過程、主要內(nèi)容等多個環(huán)節(jié)和對象，是生成精準需求的基本保證和內(nèi)在動力。

3.2.5 可量化途徑

可量化途徑指的是圍繞聯(lián)合作戰(zhàn)能力生成的總體要求，從席位、裝備、要素、編組等多個維度，明確信息通聯(lián)、指揮控制、火力打擊、綜合保障等定量要求，能夠直接指導(dǎo)裝備、系統(tǒng)等研制。

3.2.6 可評估途徑

可評估途徑指的是需求生成需要經(jīng)過多次迭代，離不開模擬仿真、實裝試用等多個方面的驗證，同時在完成裝備研制后，通過定型裝備具體功能性能要求與作戰(zhàn)、能力、功能需求進行對比分析，得到研制裝備的實際體系貢獻率。

3.2.7 可映射途徑

可映射途徑指的是席位不是獨立的，是需求生成的源頭，可映射到裝備、要素、編組、系統(tǒng)中，通過聚焦聯(lián)合作戰(zhàn)通用、突出軍種業(yè)務(wù)特色，明確席位在其中的作用和需求。

3.2.8 可關(guān)聯(lián)途徑

可關(guān)聯(lián)途徑指的是席位與席位之間，席位與裝備、要素、編組、系統(tǒng)之間，以及裝備與裝備之間等，按照指揮作業(yè)要求進行態(tài)勢共享、作戰(zhàn)籌劃、行動控制等信息交互，構(gòu)建席位、裝備等之間內(nèi)部和外部聯(lián)系。

3.3 實現(xiàn)途徑

3.3.1 堅持用戶中心，健全工作機制，實現(xiàn)需求生成全覆蓋

按照聯(lián)合作戰(zhàn)總體要求，制定需求研究藍圖，明確階段發(fā)展目標(biāo)；遵循用戶為中心的設(shè)計理念，梳理作戰(zhàn)、能力、功能、裝備等需求研究內(nèi)容，形成需求分析、生成、審查、評估和更新過程；成立涵蓋5類攸關(guān)方的組織架構(gòu)，明確各個環(huán)節(jié)涉及的具體部門和應(yīng)該發(fā)揮的作用。全覆蓋途徑如圖4 所示。

圖4 需求生成全覆蓋途徑

3.3.2 細化需求分類，強化定量描述，實現(xiàn)需求生成可量化

針對陸戰(zhàn)場情報、機動式信息服務(wù)等陸軍作戰(zhàn)特點，通過基于指揮員、作業(yè)人員等不同角色的專業(yè)化需求描述，形成融入聯(lián)合作戰(zhàn)的軍事需求報告，并通過席位、裝備、要素、編組和系統(tǒng)需求定量描述，明確作戰(zhàn)需求與裝備性能、裝備席位與部隊人員角色等映射關(guān)系，梳理裝備發(fā)展存在的短板弱項，能夠直接指導(dǎo)裝備研制?？闪炕緩饺鐖D5 所示。

圖5 需求生成可量化途徑

3.3.3 突出評估閉環(huán)，促進需求迭代，實現(xiàn)需求生成可評估

需求生成離不開作戰(zhàn)活動的牽引，離不開專家經(jīng)驗的轉(zhuǎn)化，離不開實戰(zhàn)化演訓(xùn)的檢驗，注重需求分析、生成、審查、評估和更新全過程發(fā)展，并通過裝備集成測試和日常演訓(xùn)活動等檢驗評估，強化軍事需求和裝備研制雙牽雙驅(qū)，推動軍事需求研究的持續(xù)更新迭代?？稍u估途徑如圖6 所示。

圖6 需求生成可評估途徑

3.3.4 瞄準定位作用，強化映射互聯(lián)，實現(xiàn)需求生成可映射

通過席位與指揮員和作業(yè)人員的角色映射，明確指揮員和作業(yè)人員在席位、裝備、要素、編組、系統(tǒng)中的位置和作用；通過席位與裝備、裝備與要素、要素與編組、編組與系統(tǒng)的關(guān)系映射，明確裝備發(fā)展思路和研制要求。可映射途徑如圖7 所示。

圖7 需求生成可映射途徑

3.3.5 梳理結(jié)構(gòu)組成，明確信息關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)需求生成可關(guān)聯(lián)

緊貼作戰(zhàn)編組等特點，成體系梳理需求研究中涉及的席位、裝備、要素、編組和系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成和功能要求，分析各個席位、裝備、要素等內(nèi)部和外部的信息交互，并按照信息通聯(lián)、偵察情報、指揮控制、火力打擊和綜合保障等逐層細化分解，同時明確具體展現(xiàn)形式，分別指導(dǎo)各個系統(tǒng)裝備研制。以合成旅基本指揮所需求生成為例，如圖8 所示。

圖8 典型合成旅基本指揮所需求生成可關(guān)聯(lián)途徑

3.4 預(yù)期成效

1）形成基于席位圖譜分析的需求研究工程方法論。貫穿需求分析、審查、評估、更新等全環(huán)節(jié)，形成覆蓋作戰(zhàn)活動、能力要求、系統(tǒng)功能和裝備研制需求研究體系架構(gòu)和標(biāo)準規(guī)范，切實解決需求研究體系性不強的問題。

2）形成需求研究專業(yè)組織架構(gòu)。健全規(guī)劃方、用戶方、設(shè)計方、承制方和交付方等多個攸關(guān)方的溝通機制，切實解決需求生成管理分散、需求重復(fù)度高等問題。

3）形成需求研究成果庫。發(fā)揮裝備和作戰(zhàn)需求融合劑作用，基于圖譜進行席位、裝備、要素、編組和系統(tǒng)等進行細粒度的綜合展現(xiàn)，切實解決需求顆粒度粗、指導(dǎo)性不強的問題。

4）形成需求研究專業(yè)化人才梯隊。明確崗位考評精準化手段，推進軍官職業(yè)化發(fā)展，切實解決部隊專業(yè)化人才缺、信息化應(yīng)用不足的問題。

與現(xiàn)有需求研究方法相比，本文提出的基于CQEMR 席位圖譜的陸軍指揮信息系統(tǒng)需求研究方法，解決了基于場景、目標(biāo)、威脅、能力等需求研究方法在組織架構(gòu)、閉環(huán)機制、標(biāo)準規(guī)范方面存在的問題，實現(xiàn)了需求生成的全覆蓋、可量化、可評估、可映射、可關(guān)聯(lián)，可體系化、標(biāo)準化、規(guī)范化的進行陸軍指揮信息系統(tǒng)需求分析。

4 結(jié)論

通過分析外軍需求研究現(xiàn)狀和發(fā)展啟示，結(jié)合我軍裝備發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題，創(chuàng)新提出基于CQEMR 席位圖譜的陸軍指揮信息系統(tǒng)需求研究方法，明確了裝備需求研究思路、基本概念、具體實現(xiàn)途徑等，為我軍指揮信息系統(tǒng)需求研究提供了重要理論指導(dǎo)。