美军体系工程发展及启示

卫旭芳 潘辉 詹晨光

摘 要：      体系化战场环境使得装备系统与作战体系间交互纷繁复杂，在联合作战环境下的装备体系建设过程中，体系工程的重要性日趋凸显。美军经过长期积淀和摸索，其体系工程不断成熟，有力促进了其联合作战体系下的装备体系建设。本文研究了美军体系工程的作用和应用，结合NIFC-CA体系工程研制历程及美国国防部需求论证机制，总结了美军体系工程建设的特点，提出对国内武器装备体系建设的启示。

关键词：     武器装备; 体系工程; 装备体系; 联合作战; NIFC-CA

中图分类号：     TJ760; V37

文献标识码：    A

文章编号：     1673-5048（2022）02-0052-08

DOI： 10.12132/ISSN.1673-5048.2021.0141

0 引  言

随着信息化战争步伐的加快，装备系统与作战体系之间的联系日趋复杂，装备体系建设难度加大。体系工程通过对现有或新开发系统组成的混合系统的能力进行计划、分析、组织和集成，发展制定技术标准化来推动系统间互操作，从而成为辅助装备建设的有利手段。体系工程是对传统系统工程思维方法的扩展，可解决多种多样复杂系统汇合在一起形成体系时的工程化问题。美国SoSCE、INCOSE、麻省理工、普度大学、MITRE公司、IEEE都成立了体系工程研究机构，进行体系工程研究。在军事领域，美国国防部认为体系工程是促使国防部成功采购装备的手段，制定了一系列政策，包括核心系统工程技术和管理流程，这些制度将国防部系统各阶段聯系在一起[1]。美军独特的装备体系建设机制，在实践中不断丰富完善，为以最低费用、最快速度向部队提供最好装备提供制度保障。美军体系工程指导下的装备体系建设战略、建设思路、建设方法对国内武器装备体系建设有极大的借鉴意义。

1 体系及体系工程发展及作用

1.1 体系出现的背景与特征

1998年，Maier提出体系是为实现共同目标聚合在一起的大型系统集合或网络，如国际航空系统体系包括飞机、机场、航空公司、航空交通控制系统。美国陆军在关于陆军软件模块化法规中对体系的定义： “体系是系统的集合，这些系统在协同交互过程中实现信息的交换与共享”。美国国防部在采办手册（DOD 2004）中对体系的定义为： 相互关联起来实现指定能力的独立系统集合或阵列，其中任意组成部分缺失都会使得整体能力严重退化; 这些独立系统集合或阵列能够以不同方式进行关联，实现多种能力[2-5]。2005年，美国参谋长联席会议主席在《Joint Capabilities Integration and Development System，JCIDS》（《联合能力集成与系统演化》）中指出： “体系是相互依赖的系统的集成，这些系统的关联与链接以提供一个既定的能力需求; 去掉组成体系的任何一个系统将会在很大程度上影响体系整体的效能或能力; 体系的演化需要在单一系统性能范围内权衡集成系统整体; 战斗飞行器是体系研究典型案例，战斗飞行器既可以作为单一系统研究，也可以作为体系的子系统研究，作为体系研究时，其组成系统包括机身、引擎、雷达、电子设备等”[2]。可见，体系是一种超系统，其由众多具备共同目标的要素组成，各要素本身相互独立、相互作用，在联合作战领域，体系关注的是C4I和ISR系统间的互操作性和协同作用。

根据Maier的研究，体系的主要特征为： 成员系统独立运行; 成员系统独立管理，具有不同的功能和使命; 地理上分布范围广泛; 通过系统间的组合， 形成新的行为或功能; 随着需求的变化而不断发展和进化。这些特征导致体系研究和决策的难度增加，需要面对的系统规模

大、数量多、关联性高、时间长、跨度大。所以，需要采用体系的方法来认识、分析、理解和处理体系这种“涌现”特性、演化特性。通过新的体系方法思维模式，解决体系的复杂性、协同性、混沌性。

1.2 体系工程的发展

体系工程最初用来解决ISR、C4I、精确火力打击系统三大系统间的信息交换、互相联系及新军事能力生成问题。在联合作战领域进行体系工程建设，将有效实现平台、武器、传感器和通信等战场系统的协同运作，达成作战目标。1991年海湾战争，美军首次实现三军联合作战，同时也认识到联合作战对于提升作战能力的重要性。经过不断的实践与验证，美军逐步形成了由C4ISR”→“C4ISR+K”概念和实战化转变[6]，之后的科索沃战争（1999年）、阿富汗战争（2001年）、伊拉克战争（2003年）及利比亚战争（2011年），各个战场要素互联、互通、互操作程度不断增强，从传感器-决策者-武器的响应时间不断缩短，联合作战能力和装备持续升级。

美国国防部在统筹开展基于C4ISR的多兵种联合作战设计时，由于不同装备供应商之间技术体制不一样，造成无法实现一体化设计与评估。1995年，美国国防部专门成立了“C4ISR一体化任务小组”，随后颁布了C4ISR架构框架1.0版; 1997年12月，发布了C4ISR架构框架2.0版，采用经典三视图（作战视图、系统视图和技术视图）结构。2003年8月，美国国防部颁布国防部架构框架DoDAF1.0版草案; 2003年8月，颁布正式版本，并在国防部推广应用; 2007年4月，颁布了DoDAF 1.5版; 2009年5月，开发了DoDAF2.0。DoDAF架构框架是吸纳世界各国及相关组织在体系结构框架研究后的最新成果，进一步深化、提炼形成的易于理解、掌握，开发内容灵活、理论性强、系统完整、阐述深入的框架标准，在实践运用中发挥巨大效益，更加适应网络中心战能力建设的要求。DoDAF提供了一种体系架构描述方法，用于不同装备供应商之间进行统一规格的架构设计，以符合彼此间比较与联合作战设计的需要，同时其还将美国国防部主持的六个核心流程的概念和模型统一起来，形成一体化的描述。DoDAF建立架构内容指南与目标相适应; 通过严格的数据模型DoDAF元模型（DM2）来提高架构的实用性和有效性，甚至可以通过架构的集成、分析和评估，为达到需要的数学精度奠定设计基础。

体系工程在美军装备采办领域不断发展，内涵不断丰富，应用也不断成熟。美国国防部认为系统工程是促使成功采购装备的重要手段。为了应对日益上升的装备采购成本、不断延长的装备交付时间，美国国防部系统工程在不断革新，尤其是在重要装备采购程序上。系统工程流程与军事系统采购美国国防部流程规程密切相关，美国国防部采购指南（DoD 2004a）设计了核心系统工程技术和管理流程，将其与各个采购阶段联系在一起。美国国防部同样关注军事所需能力，需求定义流程（CJCS 2007）也不断改革，聚焦于在预期战斗空间的效果，获得这些效果所需的能力，以及为达到满足目标能力所需填补的空缺，采购改革建议（DoD 2003，DoD 2004b，Durham 2006 2007）呼吁从更广阔的空间、可平衡的供应能力和能力需求方面进行技术可行性评估。战斗空间中的信息交换（DoD CIO 2004，DoD CIO 2005），对于通过战斗空间网络和广域、柔性的信息共享，支撑网络中心战非常重要。最终，美国国防部意识到需要关注系统设计开发的方法，使得系统功能成为更大的环境和联合作战能力的一部分，提高对体系级解决方案管理和工程的关注。2006年，分管采办与技术的美国国防部副部长助理（DUSD A&T）启动了体系工程开发指导工作[1]。

美国国防部在一些学者研究成果的基础上，结合多个联合作战系统开发的实践经验，于2004年推出了“体系工程指南”（Systems Engineering Guide for Systems of Systems），作为美军联合作战体系开发的工程指导。美国国防采办手册定义体系工程是对一个由现有或新开发系统组成的混合系统的能力进行计划、分析、组织和集成的过程，这个过程比简单的对成员系统进行能力叠加要复杂的多，其强调通过发展和实现某种标准来推动成员系统间的互操作[1-5]。其中还引用了Maier关于体系的五大特征的论述和分类; 引用了Dahmann的研究成果，包括体系工程的核心元素模型、体系演化特性等。

2005年，美国建立了2个体系研究中心，一个是体系工程研究中心（SoS Engineering Center of Excellence，SoSECE），指出体系工程是设计、开发、部署、操作和更新体系的系统工程科学[7]。其关心的是： 确保单个系统在体系中能够作为一个独立的成员运作并为体系贡献适当的能力; 体系能够适应不确定的环境和条件; 体系的组分系统能够根据条件变化来重组，形成新的体系; 体系工程整合了多种技术与非技术因素来满足体系能力的需求。另一个是美国Old Dominate University的国家体系研究中心（National Centers of SoS Engineering，NCOSE）。在国际系统工程协会（INCOSE）的系统工程手册中也引用了Maier的体系特征与体系分类。INCOSE将体系工程和基于模型的系统工程（MBSE）一起，视为未来系统工程发展的两大重点方向[8-9]。INCOSE在《系统工程2020年愿景》中，给出了“MBSE”的定义： 支持以概念设计阶段开始并持续贯穿于开发和后续的生命周期阶段的系统需求、设计、分析、验证和确认活动的形式化建模应用。IEEE也成立了专门的体系工程研究机构（International Council on System Engineering，IEEE SoSE），举行体系工程的年度专题会议，并创办了《International Journal of System of Systems Engineering》杂志。这些研究促进了体系工程研究的发展，取得了诸多成果。

1.3 体系工程的作用

体系工程（System of Systems Engineering ，SoSE）是来解决体系研究与体系设计问题的方法。体系工程的目标是体系能力生成，通过体系工程方法，找到体系能力生成的解决方案和途径。体系工程建设可通过调整体系的整体结构或设计体系的运作机制，在打破原有体系均衡的基础上，形成超越原有框架和秩序的新能力; 也可以针对局部节点/关系进行替换或者更新，重塑原有体系的均衡而形成新的能力。

体系工程通过平衡和优化多个系统之间的相互关系，实现可互操作的灵活性和应变能力，最终构造一个可以满足用户需求的体系，包含体系需求（获取与分析）、体系设计、体系集成、体系管理、体系优化和体系评估等过程[5-6]。体系工程是能力集成、复杂需求获取工程，反映了综合集成体的演化，在学科交叉、系统交互过程中完成系统间权衡与平衡。体系工程需要解决如下问题：

（1） 能力与需求生成

体系工程需要明确表达体系在技术层的期望。体系构建的目标是实现某种能力。提供促进体系能力演化的技术规划基础，把握体系运行环境、预测体系演化，把能力需求转化为技术需求，并不断更新。

（2） 体系构成及其关系

系统工程明确系统边界，而体系工程需要明确与其他系统的交互，需要把握每个系统的功能，理解系统如何支持能力目标，如系统技术细节、共享交换信息的途径、研制计划、组织环境。

（3） 体系的评估

在体系运作中，实现能力目标的途径很多，因此， 需要建立与实现途径无关的体系性能测试与评估方法。基于条件（领域、环境）实施性能监控评估，识别体系需要关注的领域，可能的涌现行为，明确变化造成的影响。

（4） 体系架构

体系架构明确体系的概念，包括体系功能、组成系统、系统间结构、依赖关系。体系架构提供一种技术框架，评估组成系统的变化和满足能力需求的可选方案。明确實现能力目标的关键组成系统、定义当前性能，具有可扩展性。记录系统当前状态和未来状态，如果出现系统需求约束冲突，可权衡其他方案。

（5） 体系演化的预测

体系工程需要预测变化对体系功能与系统的影响，包括组成系统的变化、外部需求变化。掌握系统演化规律及对体系的影响，及时排解体系问题。

（6） 方案选择

方案选择需要正确分解分配体系需求到系统，平衡体系需求与系统需求。体系架构提供持久的框架鉴别和评估系统设计的变化，保证需求涌现时的稳定性，缓解体系演变对体系目标的影响。

（7） 体系协同

面对体系调整、升级、改良，确保整体升级的有效性。需要监督体系整体进程，确保任何系统的调整在其可控范围内支持体系整体改良。

1.4 体系工程是系统工程的新发展

体系工程是系统工程的新发展，与系统工程相比，体系工程强调如何分析系统所生存的环境，解决在动态环境下需要发展何种系统。其贯穿于体系的整个生命周期，在动态变化的环境下考虑如何产生正确的需求、如何选择恰当的系统来满足需求以及体系的能力如何生成。与系统工程相比，体系工程方法须面对更大规模和更加复杂的集成问题，要在高度不确定情况下完成成员系统之间的交互与协作[2，10]。体系工程不是对成员系统进行能力叠加，其最终会制定一系列标准，来描述成员系统间的操作与关系。与传统的系统工程理论相比，体系工程对分析和解决不同种类的、独立的、大型的复杂系统之间的相互协调与相互操作问题更具有针对性。

2 体系工程的应用

体系工程在美军装备采办过程中得到广泛应用，美军通过建立“联合能力集成与开发系统”进行需求获取，该系统有力支撑了美国国防部采办过程中的需求开发。在美国国防部发布的体系工程指南里列举了成功的体系工程应用项目有空军作战重心（AOC）武器系统、弹道导弹防御系统（BMDS）、未来作战系统（FCS）、军事卫星通信（MILSATCOM）、海军一体化火控-防空（NIFC-CA）系统等。本文以NIFC-CA体系工程项目为例进行体系工程应用分析。

2.1 联合能力集成与开发系统

为发展一体化联合作战能力，美军建立了“联合能力集成与开发系统（JCIDS）”，以DoDAF（Department of Defense Architecture Framework）框架为支撑，形成了一套军事能力需求分析方法和流程，如图1所示。运用JCIDS，在国家安全战略和国防战略指南的指导下，以联合作战概念为能力发展主线，采用自上而下的联合能力需求分析方法，确定如何改进军队现有作战能力，并开发新的能力。在联合概念的指导下产生一体化联合作战能力需求，经迭代评估，确定作战能力需求的优先顺序，形成面向能力的非装备和装备解决方案，进而驱动能力解决方案选型和采办（DAS）及能力解决方案的工程实现（SE）， 如图2所示。这种需求生成与采办机制强调互联互通互操作，有效避免各军种装备重复建设、资源浪费、功能互操作不佳的问题。基于联合能力的需求分析步骤包括： 基于战略的一体化联合作战概念生成、基于联合概念的能力需求分析、基于能力的方案分析评估和面向能力发展需求的方案集成与实施。

在军事需求生成过程中，美军在联合能力集成与开发系统的指导和约束下，以一体化体系架构为方法，将联合作战概念转变为装备发展方案，进而提出装备体系的需求。美军的需求分析广泛应用了面向过程、面向数据、面向控制和面向对象的分析方法，即一体化体系架构技术（主要是DoDAF）来开发军事需求，包括作战需求、能力需求、武器装备系统需求等，最终形成包括非装备、政策因素等一体化的面向能力发展需求的方案。美国国防部规定，要依据《国防部体系架构框架》规定作战、系统等视图，开发各功能领域的“一體化体系架构”。通过构建和生成“一体化体系架构”视图产品，完成将作战概念的能力需求转变为作战视图产品。在转变过程中作战使用部门、采办管理部门和技术管理部门在采办的各个阶段协同工作，将作战能力、系统功能和技术要求紧密联系起来，以达到作战概念到系统功能转变的目的[11-13]。当前《国防部体系架构框架》已更新至2.0.2版，提供了一系列顶层的体系架构概念、指南、最佳实践和方法，以帮助、指导、促进美国国防部使命领域体系架构开发，以支撑跨越美国国防部各项目、各军事部门和各能力领域的主要决策过程。2.0.2版与其他早期版本（1.x版本）相比，最显著的变化就是以数据为中心的方法，对美国国防部各领域的高效决策提供所需数据的采集、存储、组织和维护。2015年1月，美国国防部发布的CJCSI 3170.01I《联合能力集成与开发系统》中明确指出，要利用联合概念和一体化体系架构，确定能力差距，提出解决这些差距的“一揽子”方法，包括条令、组织、训练、装备、领导与教育、人员与设施等非装备因素，以及装备因素。同时，规定体系架构的产品中必须将《初始能力文件》《能力开发文件》和《能力生产文件》作为附录。如在《能力开发文件》和《能力生产文件》中，必须应用顶层的一体化体系架构方法，提供更详细、更具体的全视图产品AV-1，作战视图产品OV-2，OV-4，OV-5以及系统视图产品OV-6C和SV-4，SV-5，SV-6。

美军在军事需求生成过程中，使一体化体系架构与军事需求分析相互促进、相互支持，将一体化体系架构作为军事需求分析的重要依据、手段和方法。在军事需求生成过程中，随着需求分析过程的深入，体系架构产品也不断细化和改进，使一体化体系架构得到深入细化和不断完善，并进一步明确和修正各种能力要求，以确保采办项目的正确发展方向。体系架构框架规范了军事需求的获取过程，将装备系统及其特征与作战需求相联系，在美军的装备需求分析中得到广泛的应用。体系架构相关技术和方法已成为了美军验证和评估新的作战概念、进行军事能力分析、制定投资策略、实现系统互操作分析、制定作战规划、进行军事需求论证的重要途径和依据。

2.2 NIFC-CA体系工程

美军很多项目采用体系工程开展能力开发与采办，比较成功的有海军一体化火控-防空系统（NIFC-CA），也称NIFC-CA体系工程（SOS SE）。NIFC-CA是美军加强与盟军联合作战力量的重要部分，该项目旨在发展其系统级能力，以击败巡航导弹和其他超视距威胁。

在项目实施中，NIFC-CA系统采用SoS体系架构，打破了传统武器与火控系统“硬链接”的设计模式[14-15]。在顶层将系统分解为数个基础系统，为每个子系统设计标准界面让NIFC-CA存取，但不干涉每个相关系统开发。最终实现了传感器网、火控网、武器网三网合一，通过设计海上、空中和陆上杀伤链，将防空反导作战杀伤链路交迭，扩展作战空域，减少防御漏洞，提供最大限度的目标拦截能力。2002年，NSWC开始与项目办、海基杀伤链、主承包商合作开发DoDAF体系架构。2006年，成立I&T团队，进行组件系统级完整架构开发，设计并验证整个杀伤链的功能分配和信息交换。NIFC-CA DoDAF架构是捕获功能、通讯、信息的强大工具，促进了杀伤链组件、关键系统间交流，记录了需要开发的传感器、武器、作战系统的需求以及系统功能、能力进化。NIFC-CA架构被用作指导系统工程任务的权威信息来源，辅助与军事部门、联合综合防空和导弹防御办公室等进行高级别讨论。

NIFC-CA先进的、后向兼容的SoS开放式体系架构，使各作战节点尽快融入体系，便于系统软硬件的升级、维护和重用，可根据作战需求纳入新系统，包括其他军种和盟军的新型武器、传感器、火力平台[16]。NIFC-CA采用体系工程方法，保证了各分系统独立工作、动态更换、无缝集成，被美国国防部作为试点，成功完成了关键设计评审。NIFC-CA对环境、方法、成果的审查及时， 促进了项目进展， 其主要进度如图3所示。  2016年9月，F-35和“宙斯盾”首次完成联合实弹演习， NIFC-CA系统所产生的作战能力及体系工程实施方面的创新对美国海军具有重大意义。

3 体系工程发展及对装备体系建设的启示

3.1 美军体系工程特点

梳理美军体系工程发展，结合典型项目应用，可知在装备体系建设过程中，为了保证指挥、控制、计算、通信和信息，以及情报、监视、侦察系统间的互操作和协同，美军制定体系架构框架标准，注重体系顶层设计，开展体系试验验证，落实体系工程管理等体系工程工作，推动联合作战能力快速生成。具体如下：

（1） 可进化的体系架构框架

体系架构开发在组成系统的集成中起着支配性作用。体系工程需要可进化的動态架构，具有协同运作可进化开发特点。美军在联合作战实践过程中，逐渐形成了DoDAF体系架构框架，为设计和运作体系提供系统架构公共通信语言，提供可捕捉结构运作、技术和系统视图的描述性框架。该框架已成为美军体系建设要遵循的标准，对参与者共同了解体系架构发挥重要作用。随着对信息化战争理解的不断加深，美军不断完善符合自身国情的DoDAF体系架构框架标准，不断支撑美国国防部六大核心流程运行，形成了体系架构为主导、元模型为支撑贯穿系统全周期的需求驱动，保障了军队内部互联互通互操作，促进了装备采办机制发展，保障了联合作战能力快速生成。

（2） 注重体系顶层设计

美军通过自上而下的顶层设计工作，成功实现不同级别不同类型装备系统的综合集成，通过顶层需求的牵引与关键技术的推动，指导具体装备研制[17-18]。在顶层完成需求研究、系统体系设计、技术体系设计。体系工程关注体系能力的动态演化和持续提升，扩大基础性系统、吸纳或改造现有系统，提高系统对外部环境的预测能力，重组或提升效率实现体系能力的提升。体系边界具有模糊性，需要从顶层识别对于能力目标实现起到关键作用的系统，理解其之间的关系，以及端到端行为，促进系统协同工作，实现系统之系统的功能，建立合理的机制和方法，综合协调，确保系统性能同时满足体系用户和组成系统的需要[17，19]。基于此，美军不断探索顶层设计形成了基于能力形成特色的需求开发体系。美军将体系工程成功运用于装备体系建设实践，能够快速形成联合作战能力。通过“作战概念-战略使命（ 任务） -能力-系统-技术”的需求分析主线，完成基于能力的体系需求开发。根据国家安全战略、联合作战概念等战略要求，确定开展分析的目的、范围、层次，最大限度发挥各系统的集成效果，根据战略目标最佳定义能力需求， 最终确定发展的武器装备，保障了装备的天生联合性。

（3） 完善的体系工程管理手段

体系工程管理复杂，多部门联合研制，利益攸关方、对研制活动的监管存在于体系不同层面，技术、经费、政治因素、监管方式同时存在，体系管理者需要平衡各方面需求，确保各方目标一致[17]。需要建立一套平衡机制和权限结构，以便调整需求配置资源，协调和控制各项活动。美军在体系建设方面积累了丰富的工程管理经验，不断调整组织机构，优化项目管理方法，为系统建设提供重要的组织机构和体系工程管理方法保障。美军建立装备采办的三大决策支持系统： 需求形成系统，规划-计划-预算执行系统，采办管理系统; 设立明晰的采办活动参与机构： 国会、行政机构、国防承包商; 制定完备的国防采办政策; 通过集中后勤为装备使用提供有力保障; 建立国防部首席信息官（CIO）委员会、国防部首席信息官办公室、各军兵种首席信息官办公室等常设机构，形成精干高效、层次清晰、职责分明的采办指挥线，可有效开展跨部门、跨军兵种信息化建设或信息系统研制协调工作[18]。这些成体系的管理手段，既保证了系统装备和部队间互操作性，将科学技术迅速转化为产品，同时，可以迅速形成战斗力。另外，美军利用数字技术，不断提升决策者的决策水平和系统能力[20-25]。最近提出的数字工程、数字系统、数字孪生、数字线索等，通过构建数字生态，持续更新生命周期过程中发展对象的数字化表达，不断获取来自使用环境的知识并加深对系统的认知。利用技术创新提升数字工程实践，进而提升决策水平和系统能力，加快人机协作提升工程实践效率[26-27]。不断推进改革，推行标准化任务工程管理，促进DOD、作战部门、装备生命周期阶段的集成和数据共享[21， 26-27]。通过将管理机制标准化，对军种实行流程的标准化执行，对装备采办进行规范化管理，促进任务工程实践，形成执行基础。

（4） 可信的体系实验验证方法

注重架构设计和建模分析，利用不同的建模工具辅助进行设计折衷和性能分析，优化系统间的数据流效率，开发不同的模拟和仿真工具，应用于架构仿真和测试中，快速开展所研究体系的建模和仿真工作。建立并不断创新发展基于仿真的装备采购模式。将建模与仿真技术、虚拟现实技术应用于装备采办各阶段，虚拟复制装备采购和项目运行过程，进行功能设计、虚拟仿真、试验评价，将评价结果用于优化过程，用于确定本阶段和下一阶段工作的决策依据。如美国国防部提出的基于仿真的采办（SBA）行动计划，充分利用建模与仿真技术，在国防采办中全方位开展设计、开发、测试、制造、装备、后勤保障和报废等过程支持，借助先进M&S手段，在虚拟设计、虚拟制造、运营维护等环节实现数字化、自动化、网络化目标。SBA在提升国防采办质量，实现跨功能领域、跨采办阶段、跨采办项目采办的同时，缩短装备研制周期，降低资源风险，减少全寿命周期成本。在综合试验方面，美军建立一系列综合试验环境，借助先进计算机辅助工程系统模拟战争，深入开展战争设计和验证，推进非战争条件下试验、训练、装备设计的深度融合，实现像打仗那样试验，像打仗那样训练，像试验（训练）那样打仗开展装备建设[18-19]。

3.2 对国内武器装备体系建设启示

体系工程建设最终是为了更好地生成作战能力，作战能力转化为战斗力离不开武器装备的研制生产。体系工程的建设有力促进了装备体系的建设。借鉴美军体系工程和装备体系建设的成功经验，得到启示如下：

（1） 结合体系工程，开展精准需求分析

由于作战环境、参与作战武器系统及作战使用的复杂性，导致武器装备需求分析中存在需求开发不全面、不准确、不清晰、不透彻等问题。针对体系化环境下武器装备需求分析的复杂性和不确定性，结合体系工程，开展精准需求分析，通过工程化手段解决装备建设有效性问题，结合软件需求工程、体系架构框架，规范化开发出完整的、精准的的装备需求，研制可用的、够用的武器装备。

（2） 以数据为基础，进行基础能力建设

要想搞清楚精准需求，需要大量数据的积累作为支撑。不断积累作战概念、作战活动、研制方案等过程数据，实现数据数字化、模型化、可追溯，形成全方位决策数据与知识积累。以数据为中心，使用工程化、信息化手段搞清楚能力现状，未来能力需要，进行能力差距分析，为获取精准需求打下基础，辅助武器装备需求分析，缩短研制周期，降低研发风险，削减研制成本。

（3） 形成数据标准，建立知识地图

通过设计通用、复杂和集成的数据集，建立数据标准，清晰地表达需求问题和数据模型的边界条件; 探索描述先进工程模型数据集的新概念，生成反映全寿命周期备选方案的数据集; 利用机器学习分析海量和复杂的数据集，探索新增需求的决策分析方法; 将来自大量数据源的不同数据类型标准化，从架构上完成知识管理集成; 组织数据创建支持决策过程的可视化技术; 辅助更为快速和精确的理解需求，降低决策风险。

（4） 取长补短，加强体系基础手段建设

开展美军装备体系建设研究，探索集成部署、能力生成机制，取长补短，不断改进装备体系建设的方法和手段。可结合国内军种、战区、装备体系现状，建立符合国情的体系架构设计标准，开展作战仿真与效能评估等基础手段建设，制定行业标准，不断加强体系基础手段建设。

（5） 自顶向下，正向设计

采用基于能力装备需求分析方法，自上而下分析装备体系需求，利用面向对象的分析方法进行自底向上分析装备体系，实现体系工程与系统工程无缝对接。通过体系能力牵引功能设计，通过功能设计反馈进一步深化体系能力，保证精准需求和工程实现的快速闭环迭代，避免重复建设和资源浪费。

（6） 创新体系研究方法

为了更深入地研究体系，需要创新体系研究方法。例如采用数据分析、模型研讨、行动仿真、兵棋推演等多种方法手段综合开展体系研究。同时将体系的复杂性对抗性特征和实验方法相结合，通过体系实验[18，25]帮助理解体系中的各种可能性，发现体系运作方案中的缺陷、短板、能力不足等问题，从而更好地管理体系的不确定性，提高对体系运作的认知，从整体上回答组分系统数量规模以及整体结构的改变对体系产生的影响，为优化调整体系运用方案提供支持。

4 结 束 语

本文对美国国防部体系工程、JCIDS支持下的基于能力的需求分析方法等进行研究，结合NIFC-CA体系工程研制历程，总结了美军体系工程建设的特点。国内在进行装备体系建设时，可充分借鉴美军体系建设经验与成果，探索符合自身国情的体系架构标准，推行基于模型的系统工程，制定行业标准，推动自顶向下的正向设计等，不断提升国内装备体系建设的合理性、有效性，保障联合能力的快速生成。

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Development of American Military System

Engineering and Enlightenment

Wei Xufang*，Pan Hui，Zhan Chenguang

（China Airborne Missile Academy，Luoyang 471009，China）

Abstract： Systematic battlefield environment makes the interaction between equipment system and combat system complex. In the process of equipment system construction in joint combat environment， the importance of system engineering is becoming more and more prominent. After long-term accumulation and exploration， the system engineering of the US military continues to mature， which has effectively promoted the construction of equipment system under the joint combat system. This paper studies the role and application of the US military system engineering. Combined with the development process of NIFC-CA system engineering and the demand demonstration mechanism of the US Department of Defense.The characteristics of the US military equipment system construction is summarized， and the enlightenment to the construction of domestic weapon and equipment system is puts forward.

Key words： weapon equipment;  system engineering; equipment system; joint combat; NIFC-CA