基于DoDAF的陸軍裝備維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)研究

朱連軍， 張熙迪, 張 濤

(1. 陸軍裝甲兵學(xué)院演訓(xùn)中心， 北京 100072； 2. 陸軍裝甲兵學(xué)院研究生大隊(duì)， 北京 100072；3. 火箭軍駐成都地區(qū)專裝軍事代表室，四川 成都 610036)

體系架構(gòu)是信息化建設(shè)頂層設(shè)計(jì)的科學(xué)方法論[1]。要建設(shè)軍事信息系統(tǒng)，首先要研究與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的體系架構(gòu)[2]。業(yè)務(wù)架構(gòu)作為整個(gè)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)，引導(dǎo)著數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)的開(kāi)發(fā)[3]，是建設(shè)一體化信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。隨著國(guó)防和軍隊(duì)改革的持續(xù)推進(jìn)，陸軍裝備維修保障進(jìn)行了保障要素重構(gòu)、保障資源重置和保障力量重組[4]，這些變革對(duì)維修保障信息系統(tǒng)建設(shè)提出了新的要求。需求牽引，技術(shù)推動(dòng)，一體化維修保障信息系統(tǒng)的建設(shè)需要與之相適應(yīng)的業(yè)務(wù)架構(gòu)來(lái)支撐。因此，從理論和實(shí)踐的角度出發(fā)，亟需研究陸軍裝備維修保障的業(yè)務(wù)架構(gòu)。美國(guó)國(guó)防部體系架構(gòu)框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF)作為一種國(guó)際領(lǐng)先的軍用體系架構(gòu)框架，在美軍聯(lián)合能力集成與開(kāi)發(fā)系統(tǒng)(Joint Capabilities Integration and Development System,JCIDS)，計(jì)劃、規(guī)劃、預(yù)算和執(zhí)行(Planning，Programming,Budgeting and Execution,PPBE)系統(tǒng)以及國(guó)防采購(gòu)系統(tǒng)(Defense Acquisition System,DAS)等領(lǐng)域應(yīng)用成熟[5]，但在我軍的應(yīng)用還處于起步階段[6]。筆者立足陸軍裝備維修保障體制改革和維修保障轉(zhuǎn)型建設(shè)的發(fā)展需求，采用DoDAF2.0構(gòu)建陸軍裝備維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)，為構(gòu)建一體化維修保障信息系統(tǒng)、加快陸軍裝備維修保障信息化建設(shè)提供參考。

1 維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)的構(gòu)建需求

1.1 維修保障信息化建設(shè)的直接需求

維修保障信息化建設(shè)的核心是構(gòu)建一體化維修保障信息系統(tǒng)。要構(gòu)建一體化維修保障信息系統(tǒng)，關(guān)鍵是要做好業(yè)務(wù)需求分析，把維修保障的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化為信息系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力。維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)通過(guò)運(yùn)用體系架構(gòu)的方法，為業(yè)務(wù)人員與技術(shù)開(kāi)發(fā)人員提供共同的描述語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與信息系統(tǒng)的無(wú)縫連接，為促進(jìn)信息資源共享和實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)互聯(lián)、互通、互操作奠定基礎(chǔ)。

1.2 維修保障體制改革的現(xiàn)實(shí)需求

當(dāng)前，陸軍裝備維修保障體制改革已基本落地，在組織機(jī)構(gòu)上，已形成陸軍、戰(zhàn)區(qū)、部隊(duì)垂直對(duì)應(yīng)的三級(jí)維修保障機(jī)構(gòu)；在業(yè)務(wù)模式上，由過(guò)去按專業(yè)、分職能轉(zhuǎn)變?yōu)榛谝亍?shí)現(xiàn)統(tǒng)管。新的維修保障體制要求維修保障業(yè)務(wù)必須統(tǒng)籌兼顧、簡(jiǎn)化流程、提高效益，通過(guò)構(gòu)建業(yè)務(wù)架構(gòu)，能夠分析維修保障的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀、優(yōu)化維修保障的業(yè)務(wù)流程、規(guī)范維修保障的業(yè)務(wù)信息，從而促進(jìn)維修保障業(yè)務(wù)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 維修保障轉(zhuǎn)型建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求

陸軍維修保障轉(zhuǎn)型建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要統(tǒng)籌統(tǒng)建、精準(zhǔn)破局[7]。前期通用裝備維修保障建設(shè)在資源分配、任務(wù)區(qū)分、平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換等方面與“基于能力”的轉(zhuǎn)型目標(biāo)存在較大差距，很重要的一個(gè)原因就是系統(tǒng)思維缺乏、頂層設(shè)計(jì)不足。通過(guò)構(gòu)建業(yè)務(wù)架構(gòu)，能夠勾勒出維修保障的業(yè)務(wù)藍(lán)圖，體現(xiàn)維修保障的核心能力，為維修保障轉(zhuǎn)型建設(shè)提供宏觀的業(yè)務(wù)指導(dǎo)。

2 維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)的開(kāi)發(fā)方法

基于體系架構(gòu)的維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)的開(kāi)發(fā)，以陸軍裝備維修保障的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略為依據(jù)，以國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)維修保障理論及技術(shù)為指導(dǎo)，選取合適的體系架構(gòu)模型及構(gòu)建順序，通過(guò)數(shù)據(jù)收集、業(yè)務(wù)分析和模型構(gòu)建，形成維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)。維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)開(kāi)發(fā)方法采用IDEF0進(jìn)行描述，如圖1所示。

2.1 維修保障的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略

陸軍裝備維修保障的基本任務(wù)是：建立和完善適應(yīng)軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備和裝備發(fā)展需要的維修保障體系，合理配置維修保障資源，規(guī)范裝備維修保障秩序，保持裝備良好技術(shù)狀態(tài)，保障陸軍作戰(zhàn)、訓(xùn)練和其他各項(xiàng)任務(wù)的順利完成。

維修保障業(yè)務(wù)戰(zhàn)略包含完善的維修保障體系、合理的維修保障資源配置和優(yōu)化的維修保障流程3個(gè)方面的屬性。這3個(gè)方面相互關(guān)聯(lián)、緊密結(jié)合[8]，從組織維、資源維、過(guò)程維構(gòu)建了維修保障業(yè)務(wù)戰(zhàn)略的三維體系，支撐了維修保障的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2.2 業(yè)務(wù)架構(gòu)的理論及技術(shù)基礎(chǔ)

維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)具有理論上的前瞻性和時(shí)間上的柔性，要滿足未來(lái)信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)陸軍裝備維修保障的需求，必須與先進(jìn)的維修保障理論和技術(shù)相結(jié)合。

1) 在維修體制上，采用基地級(jí)、部隊(duì)級(jí)兩級(jí)制維修，使維修體制扁平化，從而減少維修層次、提高維修效益，更好地滿足戰(zhàn)時(shí)維修保障的需求[9-10]。

2) 在維修技術(shù)上，融合裝備自動(dòng)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控、故障診斷、健康診斷與狀態(tài)管理、遠(yuǎn)程維修保障、資源可視化等先進(jìn)維修技術(shù)，以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等裝備保障信息化技術(shù)[11-12]，實(shí)現(xiàn)基于狀態(tài)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)維修需求[13]和主動(dòng)式維修保障[14]。

3) 在維修效益上，貫徹裝備精確保障理念，基本要求是科學(xué)預(yù)測(cè)維修需求、精確規(guī)劃維修資源、全程共享維修信息、準(zhǔn)確高效實(shí)施維修行動(dòng)，最終提高維修保障的效費(fèi)比[15]。

4) 在維修模式上，采取軍民融合式保障，采用多種方式和機(jī)制，實(shí)現(xiàn)軍隊(duì)與軍工集團(tuán)、民口國(guó)營(yíng)企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)以及地方科研機(jī)構(gòu)(統(tǒng)稱為“地方保障機(jī)構(gòu)”)的深度融合式保障[16]。

2.3 DoDAF模型的選擇及構(gòu)建順序

2.3.1 DoDAF模型的選擇

DoDAF2.0在業(yè)務(wù)視角中共定義了9種模型[17]，分別從業(yè)務(wù)的使命任務(wù)、節(jié)點(diǎn)關(guān)系、組織結(jié)構(gòu)和活動(dòng)序列等方面對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行全方位的描述。各模型對(duì)業(yè)務(wù)的描述角度、粒度各不相同，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的模型進(jìn)行開(kāi)發(fā)。根據(jù)業(yè)務(wù)模型的描述內(nèi)容和維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)的開(kāi)發(fā)需要，本文選擇OV-1、OV-2、OV-3、OV-4、OV-5b和OV-6c六種常用模型，各模型的名稱和含義如表1所示。

表1 維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)模型

2.3.2 DoDAF模型的構(gòu)建順序

DoDAF2.0并未提供標(biāo)準(zhǔn)的模型構(gòu)建順序，筆者依據(jù)業(yè)務(wù)模型間的邏輯關(guān)系，設(shè)計(jì)了陸軍裝備維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)模型的構(gòu)建順序，如圖2所示。

其基本步驟是：根據(jù)維修保障的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略和先進(jìn)維修理論及技術(shù)，建立粗粒度的高級(jí)維修概念圖OV-1；結(jié)合調(diào)整后的維修組織結(jié)構(gòu)和可能的轉(zhuǎn)型變化，建立維修保障的組織關(guān)系圖OV-4；在OV-1和OV-4的基礎(chǔ)上，建立維修保障節(jié)點(diǎn)之間的交互關(guān)系，形成維修資源流描述OV-2，通過(guò)細(xì)化節(jié)點(diǎn)所屬活動(dòng)的輸入、輸出流以及與外部系統(tǒng)的交互，建立維修活動(dòng)模型OV-5b；而后，對(duì)維修活動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模，形成事件跟蹤描述OV-6c，在OV-2和OV-6c的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步詳細(xì)描述各需求線的信息流向、類型和內(nèi)容等，形成維修資源流矩陣OV-3。

3 基于DoDAF的維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 高級(jí)維修概念圖OV-1

根據(jù)“前方換件、后方修理”的原則，部隊(duì)級(jí)維修單元主要執(zhí)行故障部(組)件更換等換件修理和戰(zhàn)時(shí)伴隨保障任務(wù)；基地級(jí)維修單元主要對(duì)部隊(duì)級(jí)維修單元替換下來(lái)的故障原件、前方無(wú)法維修的故障進(jìn)行深度修理和戰(zhàn)時(shí)機(jī)動(dòng)支援保障任務(wù)。依據(jù)裝備系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)中的維修性要求，科研試驗(yàn)機(jī)構(gòu)、軍工廠與維修需求管理存在關(guān)聯(lián)；依據(jù)戰(zhàn)時(shí)裝備動(dòng)員和軍民融合式保障的要求，科研試驗(yàn)機(jī)構(gòu)、軍工廠、民兵預(yù)備役和地方保障機(jī)構(gòu)與維修任務(wù)管理存在關(guān)聯(lián)。OV-1采用UML用例圖進(jìn)行描述，如圖3所示。

3.2 組織關(guān)系圖OV-4

基地級(jí)維修單元由戰(zhàn)略級(jí)和戰(zhàn)區(qū)級(jí)維修保障力量組成，其中：戰(zhàn)略級(jí)維修保障力量包括所有的企業(yè)化修理工廠、戰(zhàn)略級(jí)直屬修理機(jī)構(gòu)以及地方保障機(jī)構(gòu)；戰(zhàn)區(qū)級(jí)維修保障力量包括戰(zhàn)區(qū)級(jí)直屬修理機(jī)構(gòu)。部隊(duì)級(jí)維修單元是指軍以下維修保障力量，包括集團(tuán)軍所屬的修理部(分)隊(duì)、師旅團(tuán)直屬的修理營(yíng)或修理連，以及各營(yíng)、連所屬的維修保障排、班及技師、工程師等人員。OV-4采用UML類圖進(jìn)行描述，如圖4所示。

3.3 維修資源流描述OV-2

根據(jù)兩級(jí)制維修的任務(wù)分工，基地級(jí)維修單元根據(jù)科研試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和軍工廠提供的維修性信息，在它們以及地方保障機(jī)構(gòu)、民兵預(yù)備役的支援下，對(duì)部隊(duì)級(jí)維修單元更換下的待修部(組)件和超出部隊(duì)級(jí)維修能力范圍的故障裝備進(jìn)行深度維修。以基地級(jí)維修單元為中心，采用圖形化語(yǔ)言描述維修保障的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成和節(jié)點(diǎn)之間的需求線，如圖5所示。

3.4 維修活動(dòng)模型OV-5b

當(dāng)前，維修保障業(yè)務(wù)條塊分割、流程復(fù)雜。為便于集成化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，筆者將維修保障活動(dòng)劃分為維修需求管理、維修任務(wù)管理、維修計(jì)劃管理、維修資源管理、維修作業(yè)實(shí)施和維修質(zhì)量管理6個(gè)子活動(dòng)[18]，采用IDEF0詳細(xì)刻畫(huà)了各子活動(dòng)間以及來(lái)自維修保障系統(tǒng)外部的輸入、輸出與控制關(guān)系，如圖6所示。其中：維修需求管理(A1)是牽引模塊，是整個(gè)維修保障活動(dòng)的發(fā)起端；維修任務(wù)管理(A2)是轉(zhuǎn)換模塊，負(fù)責(zé)把A1輸出的維修需求轉(zhuǎn)換為具體的維修計(jì)劃和維修資源；維修計(jì)劃管理(A3)和維修資源管理(A4)是支撐模塊，對(duì)維修作業(yè)實(shí)施(A5)提供計(jì)劃指導(dǎo)和資源支撐(A3同時(shí)牽引著A4)；維修質(zhì)量管理(A6)是反饋模塊，為A5提供反饋控制。整個(gè)維修保障系統(tǒng)以維修需求為牽引，以維修作業(yè)實(shí)施為核心，以輸出修竣裝備、滿足維修需求為目的，從而為維修保障對(duì)象提供“端到端”的維修保障服務(wù)。

3.5 事件跟蹤描述OV-6c

在OV-5b的基礎(chǔ)上，各維修保障子活動(dòng)按時(shí)間和邏輯關(guān)系構(gòu)成以下維修流程：各級(jí)維修單元匯總本級(jí)的維修需求，按照保障關(guān)系和本級(jí)內(nèi)各維修機(jī)構(gòu)的承修能力，區(qū)分維修任務(wù)(對(duì)于部隊(duì)級(jí)維修單元，首先判斷是否屬于維修能力范圍，若超出則將需求上交給基地級(jí)維修單元)；根據(jù)維修任務(wù)，科學(xué)制定維修計(jì)劃并合理配置維修資源；各級(jí)維修機(jī)構(gòu)接收維修計(jì)劃，依托維修資源對(duì)故障裝備實(shí)施維修，同時(shí)質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)開(kāi)展維修質(zhì)量管理，并對(duì)維修后的裝備開(kāi)展維修評(píng)估,若評(píng)估通過(guò)，則完成維修作業(yè)，否則返回作業(yè)繼續(xù)維修。在維修作業(yè)實(shí)施中，維修作業(yè)時(shí)刻牽引維修資源的流向，對(duì)于部隊(duì)級(jí)維修單元，若無(wú)法滿足維修資源的需求，可向基地級(jí)維修單元提出維修資源請(qǐng)求。采用IDEF3對(duì)維修保障活動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模，如圖7所示。

3.6 維修資源流矩陣OV-3

根據(jù)OV-2中節(jié)點(diǎn)之間的需求線，OV-5b活動(dòng)中的輸入、輸出流，以及OV-6c的時(shí)序檢驗(yàn)，詳細(xì)分析各種類型維修信息的信息要素，便可建立維修資源流矩陣。以維修需求信息為例，其貫穿于裝備從論證、研制到使用、報(bào)廢的全壽命周期，可進(jìn)一步分為維修規(guī)劃信息、維修性信息、維修請(qǐng)求信息和狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，其信息要素包括各信息的名稱、內(nèi)容、來(lái)源及去向等，如表2所示。

OV-3是理順維修保障活動(dòng)之間復(fù)雜關(guān)系的必要手段，也是進(jìn)一步整合核心維修流程、構(gòu)建邏輯數(shù)據(jù)模型、創(chuàng)建維修保障信息環(huán)境的依據(jù)。

信息標(biāo)示信息名稱信息內(nèi)容源節(jié)點(diǎn)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)源活動(dòng)目標(biāo)活動(dòng)1維修規(guī)劃信息企業(yè)級(jí)維修保障的中長(zhǎng)期規(guī)劃基地級(jí)維修單元基地級(jí)維修單元2維修性信息裝備研制、生產(chǎn)、試驗(yàn)中的維修性科研試驗(yàn)機(jī)構(gòu)、軍工廠基地級(jí)維修單元3維修請(qǐng)求信息對(duì)維修力量、維修資源的支援請(qǐng)求部隊(duì)級(jí)維修單元基地級(jí)維修單元4狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息從傳感器、數(shù)據(jù)庫(kù)等上傳的裝備狀態(tài)信息部隊(duì)級(jí)維修單元部隊(duì)級(jí)維修單元裝備全壽命周期維修需求管理

4 結(jié)論

結(jié)合維修保障體制改革的現(xiàn)狀，筆者設(shè)計(jì)了基于DoDAF2.0的維修保障業(yè)務(wù)架構(gòu)，詳細(xì)梳理了維修保障業(yè)務(wù)的功能、組織、節(jié)點(diǎn)、活動(dòng)和信息，有效解決了維修保障信息系統(tǒng)建設(shè)中業(yè)務(wù)需求不清晰的問(wèn)題。下一步，筆者將根據(jù)該架構(gòu)進(jìn)一步研究維修保障的數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)，形成完整的維修保障信息化體系架構(gòu)，為建設(shè)一體化維修保障信息系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。