軍事建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理研究

桑作軍，丁國華，吳海東

(總參謀部第六十研究所，南京 210016)

近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)建模與仿真已在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而模型與仿真的準(zhǔn)確性、真實性、精確性和有效性都依賴于精確的數(shù)據(jù)，模型與仿真的質(zhì)量以及全面性、有效性應(yīng)用也都受到數(shù)據(jù)的限制［1］。以美國為代表的發(fā)達(dá)國家較早就重視軍事建模與仿真領(lǐng)域的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理和應(yīng)用，并制定了國防部數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，以確保建模與仿真數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。

隨著我軍建模與仿真技術(shù)水平的發(fā)展和模擬訓(xùn)練要求的提高，對于支撐軍事建模與仿真的數(shù)據(jù)質(zhì)量要求越來越高。為此，應(yīng)針對數(shù)據(jù)生產(chǎn)、維護(hù)、處理、應(yīng)用、評估等的全生命周期管理開展研究，建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，以指導(dǎo)和規(guī)范軍事建模與仿真數(shù)據(jù)的管理和應(yīng)用。

1 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理

1.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的目標(biāo)

數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的目標(biāo)主要是對數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、維護(hù)、處理、作廢等過程進(jìn)行控制，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用的質(zhì)量，確保為建模與仿真提供高質(zhì)量、可度量和符合需求的數(shù)據(jù)。同時，通過評估在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，分析和識別導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量出現(xiàn)問題的根本原因，對數(shù)據(jù)質(zhì)量問題采取糾正和預(yù)防措施，有效改善數(shù)據(jù)的質(zhì)量和效用。

1.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的內(nèi)容

數(shù)據(jù)質(zhì)量管理是對數(shù)據(jù)全生命周期的循環(huán)管理過程，涵蓋數(shù)據(jù)的計劃、采集、存儲、處理、分析、維護(hù)、應(yīng)用、評估、作廢等各階段，內(nèi)容包括對各階段存在的問題進(jìn)行識別、度量、監(jiān)控和評價等活動，不僅包含對數(shù)據(jù)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)，同時還包括建立組織數(shù)據(jù)質(zhì)量改進(jìn)目標(biāo)、評估組織管理流程、制定組織改善計劃、制定組織監(jiān)督審核機(jī)制、實施改進(jìn)、評價效果等多個環(huán)節(jié)的持續(xù)改進(jìn)。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

2.1 國外數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

國外研究機(jī)構(gòu)交早就開始了有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的研究，以美國麻省理工學(xué)院、美國國防部為代表的研究機(jī)構(gòu)，以ISO9001 全面質(zhì)量管理原則、方法、指南和技術(shù)為基礎(chǔ)，建立用于數(shù)據(jù)質(zhì)量評價和管理的綜合數(shù)據(jù)質(zhì)量管理(TDQM)體系;以Ryu.K.S 為代表的研究人員以軟件研制能力成熟度模型(CMMI)為基礎(chǔ)，建立了數(shù)據(jù)質(zhì)量管理成熟度模型［2］，并由國際信息與質(zhì)量協(xié)會(IAIDQ)發(fā)展成為信息質(zhì)量管理能力成熟度模型(information quality management capability maturity model，IQM-CMM)。

2.1.1 綜合數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系(TDQM)

由美國國防部(DoD)借鑒全面質(zhì)量管理(TQM)的理念和方法，以“計劃(plan)—執(zhí)行(do)—檢查(check)—處理(act)”(PDCA)管理過程4 階段循環(huán)方式為基礎(chǔ)，建立了綜合數(shù)據(jù)質(zhì)量管理(TDQM)體系，用于提高包括建模與仿真數(shù)據(jù)在內(nèi)的軍事數(shù)據(jù)的質(zhì)量。其針對數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的4 階段持續(xù)改進(jìn)過程(如圖1 所示)［3］。

圖1 DoD 綜合數(shù)據(jù)質(zhì)量管理過程

該體系第一步是制定數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的計劃，提出數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的總體目標(biāo)和實現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量目標(biāo)的規(guī)劃和計劃;第二步是規(guī)定數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的范圍，并制訂實施計劃;第三步是依據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量目標(biāo)、任務(wù)、計劃、交付成果和資源的總體計劃，編制過程文檔并實施計劃;第四步是評估數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的過程。該四項活動按順序循環(huán)實施。

TDQM 的主要特點是專注于數(shù)據(jù)質(zhì)量的目標(biāo)達(dá)成和過程控制?；疽笕缦?

1)識別數(shù)據(jù)質(zhì)量改進(jìn)項目的可達(dá)性。

2)開發(fā)每個項目的實施計劃。項目實施計劃是一套管理文檔，描述了項目的目標(biāo)、任務(wù)、計劃、交付成果和資源等內(nèi)容，主要包括:

· 任務(wù)總結(jié):列出項目的目標(biāo)，范圍和預(yù)期效益;

· 任務(wù)描述:描述數(shù)據(jù)質(zhì)量項目的任務(wù);

· 項目的方法:歸納任務(wù)節(jié)點，采用工具管理數(shù)據(jù)質(zhì)量基線;

· 附表:標(biāo)識任務(wù)開始、完成日期和項目里程碑;

· 成果:列出記錄項目質(zhì)量的報告或文件，至少包括數(shù)據(jù)質(zhì)量基線評估和數(shù)據(jù)質(zhì)量改進(jìn)報告;

· 資源:標(biāo)識完成數(shù)據(jù)質(zhì)量管理項目所需資源。

2.1.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理成熟度模型

數(shù)據(jù)質(zhì)量成熟度模型(data quality management maturity model，DQMMM)借鑒軟件研制能力成熟度(CMMI)等級評定方法，將數(shù)據(jù)質(zhì)量管理成熟度分為4 個等級:一級為初始數(shù)據(jù)管理級、二級為已定義數(shù)據(jù)管理級、三級為已管理數(shù)據(jù)管理級、四級為優(yōu)化數(shù)據(jù)管理級，用于評估數(shù)據(jù)質(zhì)量的管理能力，如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理成熟度模型(DQMMM)

2.2 國內(nèi)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

國內(nèi)一些行業(yè)在數(shù)據(jù)質(zhì)量管理方面開展了研究，主要集中于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，用于提升數(shù)據(jù)在企業(yè)管理中的價值，確保為企業(yè)管理和運行提供高質(zhì)量、高可靠的有效數(shù)據(jù)。特別是隨著企業(yè)信息化的普及，來自產(chǎn)品生產(chǎn)、物流、客戶、維保等各層面的數(shù)據(jù)極具膨脹，部分企業(yè)通過制定內(nèi)部的數(shù)據(jù)管理規(guī)范來提高各自企業(yè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。此外，在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，“國家基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)”制定了國家基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的框架，分別就數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)整編和數(shù)據(jù)共享3 個階段提出了質(zhì)量管理和評價標(biāo)準(zhǔn)、過程和方法，并形成了相關(guān)的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

我軍較早就重視軍事數(shù)據(jù)的管理和運用，近年來，以軍事信息系統(tǒng)一體化建設(shè)和數(shù)據(jù)中心建設(shè)為代表，針對軍事信息系統(tǒng)的技術(shù)體制和標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，開展了相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)和制定。如在軍事訓(xùn)練領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系表中，針對合同戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練領(lǐng)域數(shù)據(jù)管理要求，提出了合同戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)質(zhì)量管理要求等系列標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，涵蓋訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全等內(nèi)容。

目前，在軍用建模與仿真領(lǐng)域，有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較為欠缺，特別是軍用建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系和配套國家軍用標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)還處于空白。

3 軍用建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系的建設(shè)

3.1 建設(shè)途徑

3.1.1 經(jīng)驗借鑒

美國國防部根據(jù)美國白宮預(yù)算辦公室對數(shù)據(jù)信息質(zhì)量的要求，先后制定了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和指南，對數(shù)據(jù)質(zhì)量活動和管理加以規(guī)范和統(tǒng)一。組織層面上，由美國國防部數(shù)據(jù)信息管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，國防部主要機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人、職能部門數(shù)據(jù)管理人員和空軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊等各軍種數(shù)據(jù)管理人員共同參與推進(jìn)TDQM;頂層設(shè)計上，從戰(zhàn)略層面規(guī)劃數(shù)據(jù)質(zhì)量活動，確保質(zhì)量數(shù)據(jù)活動的戰(zhàn)略規(guī)劃和結(jié)構(gòu)元素的有效性;實施方法上，采用PDCA 方法，形成定義、測量、分析和改進(jìn)的實施流程，建立對數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的目標(biāo)/效益的評價體系。

3.1.2 建設(shè)思路

在開展我軍建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系建設(shè)時，從信息技術(shù)發(fā)展和軍事需求出發(fā)，以我軍軍隊信息化建設(shè)規(guī)劃和發(fā)展路線為指導(dǎo)，結(jié)合我軍建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的實際情況與發(fā)展，組建建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理職能機(jī)構(gòu)，制定建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，構(gòu)建具有我軍特色的建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.1.3 建設(shè)方法

1)明確管理機(jī)構(gòu)

建立以軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會為業(yè)務(wù)歸口的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)制定數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系戰(zhàn)略規(guī)劃和實施方案，建立數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工作推進(jìn)方法和制度，開展標(biāo)準(zhǔn)化體系貫徹和相關(guān)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，跟蹤和評價數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系的執(zhí)行情況。

2)制定戰(zhàn)略規(guī)劃

戰(zhàn)略規(guī)劃是對長期數(shù)據(jù)質(zhì)量管理目標(biāo)的描述，在數(shù)據(jù)管理戰(zhàn)略規(guī)劃中，規(guī)定數(shù)據(jù)管理質(zhì)量管理的中長期目標(biāo)和當(dāng)前目標(biāo)，以及為實現(xiàn)這些目標(biāo)所制定的工作計劃和實施方案，為建立長期推進(jìn)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系的持續(xù)改進(jìn)提供了堅實的基礎(chǔ)。

3)建立標(biāo)準(zhǔn)體系

圍繞數(shù)據(jù)的計劃、生產(chǎn)、管理、使用等各階段數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的識別、度量、監(jiān)控、評估等活動，構(gòu)建形成文件的軍事建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范指南及質(zhì)量管理等級評價方法，指導(dǎo)全軍范圍內(nèi)軍用建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系的實施。

3.2 建設(shè)內(nèi)容

建設(shè)軍事建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)體系，應(yīng)按照國家和軍隊有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要求，制定軍事建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系表，并通過標(biāo)準(zhǔn)體系表和標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表及統(tǒng)計表來描述數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和組成要素之間的相互關(guān)系。為此，本文針對數(shù)據(jù)質(zhì)量全生命周期管理要求，提出一類軍事建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系參考架構(gòu)(如圖3 所示)，用于指導(dǎo)和規(guī)范軍事建模與仿真數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理。

圖3 建模與仿真數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)體系

1)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系要求，主要用于規(guī)范軍用建模與仿真項目建設(shè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、過程監(jiān)控、組織實施及持續(xù)改進(jìn)等。

2)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)范建模與仿真領(lǐng)域數(shù)據(jù)計劃、生產(chǎn)、管理和使用各階段的質(zhì)量過程管理。其中:

· 數(shù)據(jù)質(zhì)量計劃標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)質(zhì)量計劃、質(zhì)量改進(jìn)計劃、質(zhì)量績效評價計劃等系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;

· 數(shù)據(jù)生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)采集、校驗、驗證、確認(rèn)等數(shù)據(jù)生產(chǎn)各階段的質(zhì)量管理系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;

· 數(shù)據(jù)管理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)存儲、處理、分發(fā)、維護(hù)、作廢等過程的質(zhì)量管理系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;

· 數(shù)據(jù)使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)據(jù)獲取、應(yīng)用、分析、評價等數(shù)據(jù)使用過程中的質(zhì)量管理系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

3)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)主要用于軍用建模與仿真系統(tǒng)項目建設(shè)和使用過程中涉及的，與應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

4 結(jié)論

隨著信息技術(shù)的發(fā)展及“云計算”、“大數(shù)據(jù)”的應(yīng)用需求，針對數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系的研究顯得越發(fā)重要。為適應(yīng)信息化條件下軍事數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、校核、驗證與應(yīng)用的更高要求，應(yīng)盡早開展符合我軍建模與仿真體系要求的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系的建設(shè)，切實提高我軍建模與仿真數(shù)據(jù)的質(zhì)量管理水平。

［1］李兆雷，吳曉燕.建模與仿真中數(shù)據(jù)VV＆C 的研究［J］.計算機(jī)仿真，2005(1):64-67.

［2］Ryu KS，Park J S，Park J H. A Data Quality Management Maturity Model［J］.ETRI Joural，2006，28(2):191-204.

［3］DoD. DoD guidelines on data management［R］. USA:DoD，2000.