基于DoDAF的陆军装备维修保障业务架构研究

朱连军， 张熙迪, 张 涛

(1. 陆军装甲兵学院演训中心， 北京 100072； 2. 陆军装甲兵学院研究生大队， 北京 100072；3. 火箭军驻成都地区专装军事代表室，四川 成都 610036)

体系架构是信息化建设顶层设计的科学方法论[1]。要建设军事信息系统，首先要研究与设计系统的体系架构[2]。业务架构作为整个体系架构的基础，引导着数据架构、应用架构和技术架构的开发[3]，是建设一体化信息系统的基础。随着国防和军队改革的持续推进，陆军装备维修保障进行了保障要素重构、保障资源重置和保障力量重组[4]，这些变革对维修保障信息系统建设提出了新的要求。需求牵引，技术推动，一体化维修保障信息系统的建设需要与之相适应的业务架构来支撑。因此，从理论和实践的角度出发，亟需研究陆军装备维修保障的业务架构。美国国防部体系架构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF)作为一种国际领先的军用体系架构框架，在美军联合能力集成与开发系统(Joint Capabilities Integration and Development System,JCIDS)，计划、规划、预算和执行(Planning，Programming,Budgeting and Execution,PPBE)系统以及国防采购系统(Defense Acquisition System,DAS)等领域应用成熟[5]，但在我军的应用还处于起步阶段[6]。笔者立足陆军装备维修保障体制改革和维修保障转型建设的发展需求，采用DoDAF2.0构建陆军装备维修保障业务架构，为构建一体化维修保障信息系统、加快陆军装备维修保障信息化建设提供参考。

1 维修保障业务架构的构建需求

1.1 维修保障信息化建设的直接需求

维修保障信息化建设的核心是构建一体化维修保障信息系统。要构建一体化维修保障信息系统，关键是要做好业务需求分析，把维修保障的业务战略转化为信息系统的驱动力。维修保障业务架构通过运用体系架构的方法，为业务人员与技术开发人员提供共同的描述语言，实现了业务与信息系统的无缝连接，为促进信息资源共享和实现信息系统互联、互通、互操作奠定基础。

1.2 维修保障体制改革的现实需求

当前，陆军装备维修保障体制改革已基本落地，在组织机构上，已形成陆军、战区、部队垂直对应的三级维修保障机构；在业务模式上，由过去按专业、分职能转变为基于要素、实现统管。新的维修保障体制要求维修保障业务必须统筹兼顾、简化流程、提高效益，通过构建业务架构，能够分析维修保障的业务现状、优化维修保障的业务流程、规范维修保障的业务信息，从而促进维修保障业务的高效运转。

1.3 维修保障转型建设的长远需求

陆军维修保障转型建设是一个长期的过程，需要统筹统建、精准破局[7]。前期通用装备维修保障建设在资源分配、任务区分、平战转换等方面与“基于能力”的转型目标存在较大差距，很重要的一个原因就是系统思维缺乏、顶层设计不足。通过构建业务架构，能够勾勒出维修保障的业务蓝图，体现维修保障的核心能力，为维修保障转型建设提供宏观的业务指导。

2 维修保障业务架构的开发方法

基于体系架构的维修保障业务架构的开发，以陆军装备维修保障的业务战略为依据，以国内外的先进维修保障理论及技术为指导，选取合适的体系架构模型及构建顺序，通过数据收集、业务分析和模型构建，形成维修保障业务架构。维修保障业务架构开发方法采用IDEF0进行描述，如图1所示。

2.1 维修保障的业务战略

陆军装备维修保障的基本任务是：建立和完善适应军事斗争准备和装备发展需要的维修保障体系，合理配置维修保障资源，规范装备维修保障秩序，保持装备良好技术状态，保障陆军作战、训练和其他各项任务的顺利完成。

维修保障业务战略包含完善的维修保障体系、合理的维修保障资源配置和优化的维修保障流程3个方面的属性。这3个方面相互关联、紧密结合[8]，从组织维、资源维、过程维构建了维修保障业务战略的三维体系，支撑了维修保障的战略目标。

2.2 业务架构的理论及技术基础

维修保障业务架构具有理论上的前瞻性和时间上的柔性，要满足未来信息化条件下联合作战陆军装备维修保障的需求，必须与先进的维修保障理论和技术相结合。

1) 在维修体制上，采用基地级、部队级两级制维修，使维修体制扁平化，从而减少维修层次、提高维修效益，更好地满足战时维修保障的需求[9-10]。

2) 在维修技术上，融合装备自动监测与监控、故障诊断、健康诊断与状态管理、远程维修保障、资源可视化等先进维修技术，以及物联网、云计算等装备保障信息化技术[11-12]，实现基于状态数据的预测维修需求[13]和主动式维修保障[14]。

3) 在维修效益上，贯彻装备精确保障理念，基本要求是科学预测维修需求、精确规划维修资源、全程共享维修信息、准确高效实施维修行动，最终提高维修保障的效费比[15]。

4) 在维修模式上，采取军民融合式保障，采用多种方式和机制，实现军队与军工集团、民口国营企业、民营企业以及地方科研机构(统称为“地方保障机构”)的深度融合式保障[16]。

2.3 DoDAF模型的选择及构建顺序

2.3.1 DoDAF模型的选择

DoDAF2.0在业务视角中共定义了9种模型[17]，分别从业务的使命任务、节点关系、组织结构和活动序列等方面对业务进行全方位的描述。各模型对业务的描述角度、粒度各不相同，可以根据实际需要选择不同的模型进行开发。根据业务模型的描述内容和维修保障业务架构的开发需要，本文选择OV-1、OV-2、OV-3、OV-4、OV-5b和OV-6c六种常用模型，各模型的名称和含义如表1所示。

表1 维修保障业务架构模型

2.3.2 DoDAF模型的构建顺序

DoDAF2.0并未提供标准的模型构建顺序，笔者依据业务模型间的逻辑关系，设计了陆军装备维修保障业务架构模型的构建顺序，如图2所示。

其基本步骤是：根据维修保障的业务战略和先进维修理论及技术，建立粗粒度的高级维修概念图OV-1；结合调整后的维修组织结构和可能的转型变化，建立维修保障的组织关系图OV-4；在OV-1和OV-4的基础上，建立维修保障节点之间的交互关系，形成维修资源流描述OV-2，通过细化节点所属活动的输入、输出流以及与外部系统的交互，建立维修活动模型OV-5b；而后，对维修活动的过程进行动态建模，形成事件跟踪描述OV-6c，在OV-2和OV-6c的基础上，进一步详细描述各需求线的信息流向、类型和内容等，形成维修资源流矩阵OV-3。

3 基于DoDAF的维修保障业务架构设计

3.1 高级维修概念图OV-1

根据“前方换件、后方修理”的原则，部队级维修单元主要执行故障部(组)件更换等换件修理和战时伴随保障任务；基地级维修单元主要对部队级维修单元替换下来的故障原件、前方无法维修的故障进行深度修理和战时机动支援保障任务。依据装备系统在设计、生产、试验中的维修性要求，科研试验机构、军工厂与维修需求管理存在关联；依据战时装备动员和军民融合式保障的要求，科研试验机构、军工厂、民兵预备役和地方保障机构与维修任务管理存在关联。OV-1采用UML用例图进行描述，如图3所示。

3.2 组织关系图OV-4

基地级维修单元由战略级和战区级维修保障力量组成，其中：战略级维修保障力量包括所有的企业化修理工厂、战略级直属修理机构以及地方保障机构；战区级维修保障力量包括战区级直属修理机构。部队级维修单元是指军以下维修保障力量，包括集团军所属的修理部(分)队、师旅团直属的修理营或修理连，以及各营、连所属的维修保障排、班及技师、工程师等人员。OV-4采用UML类图进行描述，如图4所示。

3.3 维修资源流描述OV-2

根据两级制维修的任务分工，基地级维修单元根据科研试验机构和军工厂提供的维修性信息，在它们以及地方保障机构、民兵预备役的支援下，对部队级维修单元更换下的待修部(组)件和超出部队级维修能力范围的故障装备进行深度维修。以基地级维修单元为中心，采用图形化语言描述维修保障的节点构成和节点之间的需求线，如图5所示。

3.4 维修活动模型OV-5b

当前，维修保障业务条块分割、流程复杂。为便于集成化、标准化管理，笔者将维修保障活动划分为维修需求管理、维修任务管理、维修计划管理、维修资源管理、维修作业实施和维修质量管理6个子活动[18]，采用IDEF0详细刻画了各子活动间以及来自维修保障系统外部的输入、输出与控制关系，如图6所示。其中：维修需求管理(A1)是牵引模块，是整个维修保障活动的发起端；维修任务管理(A2)是转换模块，负责把A1输出的维修需求转换为具体的维修计划和维修资源；维修计划管理(A3)和维修资源管理(A4)是支撑模块，对维修作业实施(A5)提供计划指导和资源支撑(A3同时牵引着A4)；维修质量管理(A6)是反馈模块，为A5提供反馈控制。整个维修保障系统以维修需求为牵引，以维修作业实施为核心，以输出修竣装备、满足维修需求为目的，从而为维修保障对象提供“端到端”的维修保障服务。

3.5 事件跟踪描述OV-6c

在OV-5b的基础上，各维修保障子活动按时间和逻辑关系构成以下维修流程：各级维修单元汇总本级的维修需求，按照保障关系和本级内各维修机构的承修能力，区分维修任务(对于部队级维修单元，首先判断是否属于维修能力范围，若超出则将需求上交给基地级维修单元)；根据维修任务，科学制定维修计划并合理配置维修资源；各级维修机构接收维修计划，依托维修资源对故障装备实施维修，同时质量管理机构开展维修质量管理，并对维修后的装备开展维修评估,若评估通过，则完成维修作业，否则返回作业继续维修。在维修作业实施中，维修作业时刻牵引维修资源的流向，对于部队级维修单元，若无法满足维修资源的需求，可向基地级维修单元提出维修资源请求。采用IDEF3对维修保障活动的过程进行动态建模，如图7所示。

3.6 维修资源流矩阵OV-3

根据OV-2中节点之间的需求线，OV-5b活动中的输入、输出流，以及OV-6c的时序检验，详细分析各种类型维修信息的信息要素，便可建立维修资源流矩阵。以维修需求信息为例，其贯穿于装备从论证、研制到使用、报废的全寿命周期，可进一步分为维修规划信息、维修性信息、维修请求信息和状态监测信息，其信息要素包括各信息的名称、内容、来源及去向等，如表2所示。

OV-3是理顺维修保障活动之间复杂关系的必要手段，也是进一步整合核心维修流程、构建逻辑数据模型、创建维修保障信息环境的依据。

信息标示信息名称信息内容源节点目标节点源活动目标活动1维修规划信息企业级维修保障的中长期规划基地级维修单元基地级维修单元2维修性信息装备研制、生产、试验中的维修性科研试验机构、军工厂基地级维修单元3维修请求信息对维修力量、维修资源的支援请求部队级维修单元基地级维修单元4状态监测信息从传感器、数据库等上传的装备状态信息部队级维修单元部队级维修单元装备全寿命周期维修需求管理

4 结论

结合维修保障体制改革的现状，笔者设计了基于DoDAF2.0的维修保障业务架构，详细梳理了维修保障业务的功能、组织、节点、活动和信息，有效解决了维修保障信息系统建设中业务需求不清晰的问题。下一步，笔者将根据该架构进一步研究维修保障的数据架构、应用架构和技术架构，形成完整的维修保障信息化体系架构，为建设一体化维修保障信息系统奠定基础。