◎中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院 王 磊 郭江民 許秩銚

◎軍事科學(xué)院軍事科學(xué)信息研究中心 張代平 李宇華

引言

2020 年1 月23 日，美國防部發(fā)布新版采辦政策文件5000.02 指示《適應(yīng)性采辦框架的運(yùn)行》（以下簡稱“5000.02指示”），建立了“1 個核心指示+6 個采辦程序+10 個業(yè)務(wù)領(lǐng)域”的采辦政策與程序體系，此后美國防部陸續(xù)發(fā)布了規(guī)范各類采辦程序的政策文件。2020 年10 月2 日，美國防部發(fā)布5000.87 指示《軟件采辦程序的運(yùn)行》。至此，美軍6種采辦程序全部發(fā)布完畢。

一、美軍軟件采辦程序改革的主要背景

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和裝備信息化建設(shè)的深入推進(jìn)，軟件在國防與軍隊建設(shè)中的作用越來越突出。美軍出臺專門政策，對軟件采辦程序進(jìn)行細(xì)化規(guī)范，主要基于以下背景與考慮。

（一）解決軟件采辦存在的突出問題，提高軟件采辦效率

長期以來，美軍在軟件采辦領(lǐng)域缺乏針對性的政策與程序。美軍從2015 年版5000.02 指示《國防采辦系統(tǒng)的運(yùn)行》開始加強(qiáng)對軟件密集型裝備的針對性管理，但從運(yùn)行情況看，軟件采辦效率效益不高、周期過長等問題沒有得到有效解決。相關(guān)問題逐步引發(fā)各方高度關(guān)注，國會《2018 財年國防授權(quán)法》明確要求國防部長指派國防創(chuàng)新委員會組織開展主題為“精簡軟件開發(fā)與采辦規(guī)則”的專門研究。經(jīng)過深入調(diào)研，國防創(chuàng)新委員會2019年發(fā)布《軟件遠(yuǎn)未完善——重建軟件采辦規(guī)則以贏得競爭優(yōu)勢》的報告指出，美軍聯(lián)合作戰(zhàn)能力對軟件的依賴日益增強(qiáng)，但軟件采辦機(jī)制與程序滯后、過時，總體上仍在用硬件裝備采辦的模式采辦和管理軟件，導(dǎo)致軟件采辦的“周期太長、成本太高、風(fēng)險太大”，并提出包括制定軟件采辦專門程序在內(nèi)的10 項建議。

此外，2018 年的《國防戰(zhàn)略》指出，國防部應(yīng)當(dāng)“建立精簡、快速、迭代的軟件采辦程序”；國防科學(xué)委員會2018年《國防軟件系統(tǒng)的設(shè)計與采辦》報告也指出，“軟件引發(fā)的風(fēng)險問題占到美軍整體采辦風(fēng)險的60%左右”，應(yīng)當(dāng)“盡快推動軟件采辦程序、方法等的轉(zhuǎn)型”。為此，美軍結(jié)合軟件采辦領(lǐng)域存在的突出問題與有關(guān)建議，出臺專門規(guī)范軟件采辦的政策與程序，以保障軟件采辦靈活、快速、高效。

（二）借鑒商業(yè)軟件采辦經(jīng)驗，改進(jìn)軍方軟件采辦與安全管理

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，商業(yè)軟件產(chǎn)品快速更新?lián)Q代，商業(yè)軟件技術(shù)發(fā)展水平逐步趕超軍用。商業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)運(yùn)用了十幾年“使用、升級、使用”+“功能疊加、性能提升”的“螺旋+迭代”式軟件開發(fā)模式，而國防部仍主要沿用上世紀(jì)90 年代“功能一步到位，后續(xù)維護(hù)更新”的瀑布式開發(fā)方式，難以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展形勢。此外，美軍近年來積極借鑒商業(yè)領(lǐng)域軟件“開發(fā)安全運(yùn)維”（DevSecOps）的管理理念與模式，即強(qiáng)調(diào)安全是軟件開發(fā)、測試、運(yùn)維等各部門的共同責(zé)任，采用自動化的安全監(jiān)管技術(shù)與手段，確保軟件采辦全壽命周期各階段及運(yùn)維的安全性。2018 年5月，空軍凱塞爾運(yùn)行實驗室與國防創(chuàng)新小組合作，試點(diǎn)推行軟件“開發(fā)安全運(yùn)維”模式。在此基礎(chǔ)上，2019 年6 月，國防部提出軟件“開發(fā)安全運(yùn)維”一體化倡議，指導(dǎo)和規(guī)范美軍軟件采辦與安全管理。

（三）改進(jìn)軟件采辦需求管理，更好滿足作戰(zhàn)用戶需要

美軍傳統(tǒng)的軟件采辦需求管理，遵循裝備需求生成的常規(guī)審批程序，往往需要花費(fèi)數(shù)年時間。由于軟件技術(shù)發(fā)展速度快，常規(guī)需求審批與采辦管理模式下，軟件采辦難以快速響應(yīng)實際作戰(zhàn)用戶需求的變化。為此，美軍需要制定更為靈活高效的軟件需求生成機(jī)制，形成采辦部門與用戶部門緊密互動的新型格局。

此外，為推進(jìn)軟件采辦政策與程序的持續(xù)優(yōu)化，2018 年4 月16 日，采辦與保障副國防部長辦公室專門設(shè)立軟件采辦特別助理，由原卡耐基梅隆大學(xué)軟件工程學(xué)院的首席技術(shù)官杰夫·博隆擔(dān)任，作為采辦與保障副國防部長辦公室領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊的重要成員，負(fù)責(zé)跟蹤商業(yè)領(lǐng)域軟件采辦最新實踐，并就美軍軟件采辦政策、程序、策略、方法等向采辦與保障副國防部長提出決策咨詢與改進(jìn)建議。該軟件采辦特別助理職位的設(shè)置，有力推動了軟件采辦政策與程序的改革優(yōu)化。

二、美軍軟件采辦程序改革的主要內(nèi)容

（一） 2015 年版軟件相關(guān)采辦程序

美軍2015 年版軟件相關(guān)采辦程序主要源自以硬件構(gòu)成為主的武器裝備“標(biāo)準(zhǔn)型”采辦程序 ，即針對含有軟件的裝備，在“標(biāo)準(zhǔn)型”采辦程序基礎(chǔ)上，衍生出3 種軟件采辦程序：國防專用軟件密集（主要由軟件構(gòu)成）項目采辦程序、漸進(jìn)式部署軟件密集項目采辦程序和偏軟件混合型項目采辦程序。

國防專用軟件密集項目采辦程序，主要適用于國防專用軟件，如軍事專用指揮控制系統(tǒng)以及武器系統(tǒng)的嵌入式作戰(zhàn)系統(tǒng)軟件等。該程序總體上遵從“標(biāo)準(zhǔn)型”程序的主體框架，分為裝備方案分析、技術(shù)成熟與風(fēng)險降低、工程與制造開發(fā)、生產(chǎn)與部署、使用與保障等五個采辦階段，并嚴(yán)格經(jīng)過里程碑A、B、C 決策點(diǎn)審批，才能進(jìn)入下一個階段（如圖1 所示）?；凇皹?biāo)準(zhǔn)型”采辦程序，國防專用軟件密集項目采辦程序根據(jù)軟件項目特點(diǎn)進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整，主要表現(xiàn)在技術(shù)開發(fā)階段和工程與制造開發(fā)階段，將軟件開發(fā)分為若干版本，每個版本不斷升級，同時與后續(xù)版本保持匹配。在生產(chǎn)與部署階段，主要開展有限部署，將開發(fā)的軟件及時交付部隊使用。版本的順序應(yīng)合理安排，確保各項工作平穩(wěn)高效，同時降低項目的總體成本和進(jìn)度風(fēng)險。

圖1 原國防專用軟件密集型項目采辦程序

漸進(jìn)式部署軟件密集型項目采辦程序，主要適用于國防業(yè)務(wù)系統(tǒng)與某些指揮控制系統(tǒng)或武器系統(tǒng)軟件的升級，以及商用現(xiàn)貨軟件采辦及其適應(yīng)性改進(jìn)；偏軟件混合型項目采辦程序，主要適用于以軟件開發(fā)為主且需要與硬件集成的項目，項目的實施取決于硬件與軟件的開發(fā)及其有效集成。后兩種程序在國防專用軟件密集項目采辦程序內(nèi)容基礎(chǔ)上，進(jìn)一步疊加了漸進(jìn)式采辦及軟硬件集成等方面的內(nèi)容，但在主體內(nèi)容上仍然沿用了適用于硬件裝備的標(biāo)準(zhǔn)性采辦程序。

（二）2020 年10 月新版軟件采辦程序

2020 年10 月2 日，美國防部發(fā)布5000.87 指示《軟件采辦程序的運(yùn)行》。該程序適應(yīng)軟件發(fā)展特點(diǎn)，在進(jìn)度上突出快速性，在技術(shù)上強(qiáng)化持續(xù)迭代深化，綜合權(quán)衡軟件能力、經(jīng)濟(jì)可承受性、風(fēng)險等要素，推動軟件采辦進(jìn)度、成本、能力等達(dá)到最佳平衡，程序分為計劃和執(zhí)行兩個階段（如圖2 所示）。

圖2 新版軟件采辦程序

1.適用范圍

軟件采辦程序適用于應(yīng)用軟件與嵌入式軟件。應(yīng)用軟件主要是指計算機(jī)與云計算等平臺上開發(fā)與運(yùn)行的獨(dú)立軟件；嵌入式軟件主要指在武器系統(tǒng)與其他軍事硬件系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件，其中硬件平臺部分可適用其他采辦程序（如重大能力采辦程序等）。

對于項目是否采用軟件采辦程序，需由項目的上級決策官員（DADecision Authority，一般指里程碑決策官員，根據(jù)項目金額及重要性，由采辦與保障副國防部長、軍種采辦助理部長或采辦執(zhí)行官擔(dān)任）決定，并在采辦決策備忘錄中予以明確。

對于采用其他采辦程序的項目，可根據(jù)項目進(jìn)展及項目需要，經(jīng)項目主任及利益相關(guān)方協(xié)商、由決策官員批準(zhǔn)后，由原來的程序調(diào)整為采用軟件采辦程序。

2.計劃階段內(nèi)容

1）制定能力需求文件

傳統(tǒng)的需求生成機(jī)制（聯(lián)合能力集成與開發(fā)系統(tǒng)）不適應(yīng)軟件快速迭代發(fā)展的特點(diǎn)，因此，該指示明確軟件采辦需求生成無需遵從該聯(lián)合能力集成與開發(fā)系統(tǒng)，針對軟件構(gòu)建更為精簡高效的需求生成機(jī)制，快速高效論證提出軟件需求。用戶部門論證并制定能力需求文件，明確現(xiàn)有軟件面臨的威脅、存在的缺陷、網(wǎng)絡(luò)安全需求、互操作需求、現(xiàn)有軟件接口、情報需求等。為有效指導(dǎo)軟件采辦全壽命過程，能力需求文件應(yīng)當(dāng)定期更新，并對相關(guān)需求進(jìn)行優(yōu)先排序。

對于嵌入式軟件采辦需求，其能力需求文件需要與相關(guān)武器系統(tǒng)的需求文件有效協(xié)調(diào)，確保嵌入式軟件與武器系統(tǒng)采辦一體化推進(jìn)實施。

美軍各軍種與國防部業(yè)務(wù)局建立精簡高效的軟件需求生成制度機(jī)制，聯(lián)合參謀部組織制定有關(guān)聯(lián)合需求。項目主任應(yīng)在軟件采辦進(jìn)程中，加強(qiáng)與用戶部門的協(xié)調(diào)溝通，提高軟件的適用性與技術(shù)可行性。軟件在進(jìn)入采辦執(zhí)行階段前，其能力需求文件應(yīng)當(dāng)獲得批準(zhǔn)。

用戶有效參與軟件采辦全過程。軟件采辦進(jìn)入執(zhí)行階段前，用戶部門與項目主任應(yīng)當(dāng)共同簽署用戶協(xié)議（UA），明確規(guī)定需求部門持續(xù)參與采辦過程的有關(guān)責(zé)任，以及軟件采辦過程中能力需求確定、優(yōu)先級排序、軟件性能綜合權(quán)衡、軟件產(chǎn)品交付、軟件產(chǎn)品應(yīng)用等相關(guān)工作中的決策權(quán)限。

2）制定軟件采辦策略及其他專門策略

軟件項目主任組織制定項目采辦策略，由項目的上級決策官員審批后生效，規(guī)范軟件采辦全壽命過程的總體實施計劃、轉(zhuǎn)階段要求、漸進(jìn)式采辦的批次安排、具體實施方法等，明確項目合同類型與簽訂方式、項目知識產(chǎn)權(quán)管理計劃、項目開發(fā)與試驗的平臺與資源設(shè)施安排、明確與其他軟件項目的關(guān)系、采辦與部署進(jìn)度安排、項目計劃與長期目標(biāo)、項目維護(hù)升級與安全要求等，確保軟件采辦滿足用戶能力需求。嵌入式軟件的采辦策略必須與武器系統(tǒng)的采辦策略相協(xié)調(diào)，最終納入武器系統(tǒng)的采辦策略。采辦策略應(yīng)根據(jù)用戶需求及部署使用情況進(jìn)行定期更新，指導(dǎo)和規(guī)范軟件采辦實施及迭代升級等工作有序開展。

除了軟件采辦策略，指示特別強(qiáng)調(diào)要制定完善知識產(chǎn)權(quán)、試驗與測試、全壽命產(chǎn)品保障等專門策略。①軟件知識產(chǎn)權(quán)策略，明確軟件采辦、升級與保障全過程所涉及的知識產(chǎn)權(quán)授權(quán)、許可、歸屬等問題；②軟件測試策略，明確軟件全壽命過程測試與評估的總體安排，包括軟件整體性能測試、軟件具體功能測試、用戶應(yīng)用場景測試等，重點(diǎn)測試軟件的性能、互操作性、安全性等；③全壽命過程產(chǎn)品保障策略，軟件研用結(jié)合、持續(xù)改進(jìn)與升級的特點(diǎn)，項目主任應(yīng)當(dāng)盡早協(xié)調(diào)項目所有的利益相關(guān)方共同制定軟件研用結(jié)合全過程的產(chǎn)品保障策略，并隨著軟件項目升級與使用進(jìn)展情況，及時更新其全壽命過程產(chǎn)品保障策略。嵌入式軟件的全壽命過程產(chǎn)品保障策略，需與相關(guān)武器系統(tǒng)項目整體的保障策略將協(xié)調(diào)。

3）開展軟件成本估算

采辦部門和成本分析部門對軟件全壽命周期過程成本進(jìn)行初步估算，該估算需要統(tǒng)籌考慮能力需求文件、用戶協(xié)議、采辦策略中的相關(guān)內(nèi)容。嵌入式軟件成本評估應(yīng)與相關(guān)武器系統(tǒng)的成本評估工作協(xié)調(diào)開展。最初的成本估算應(yīng)在進(jìn)入執(zhí)行階段前完成，并在之后每年至少更新一次。

3.執(zhí)行階段內(nèi)容

該階段一般不超過1 年，主要包括以下任務(wù)：

1）制定產(chǎn)品路線圖與任務(wù)清單

用戶部門與項目辦公室共同制定產(chǎn)品路線圖，明確首批軟件產(chǎn)品的最低能力要求，以及在最低可行能力與軟件產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，確定后續(xù)軟件迭代升級發(fā)展的要求與路線圖，以持續(xù)漸進(jìn)的方式實現(xiàn)軟件的全部功能。

在此基礎(chǔ)上，項目辦公室將制定任務(wù)清單，明確具體的用戶需求及優(yōu)先順序，包括軟件版本及其開發(fā)安排、面臨的威脅、存在的缺陷等，指導(dǎo)軟件采辦實施有關(guān)工作。

2）整合資源組織軟件開發(fā)

項目辦公室整合有關(guān)資源，組織開展軟件開發(fā)，包括軟件體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)、研制與測試平臺以及其他有關(guān)資源，按照既定的采辦策略與知識產(chǎn)權(quán)策略，組織承包商選擇與合同簽訂。

項目辦公室將最大化利用自動化軟件測試平臺與技術(shù)，采用開放式的軟件開發(fā)方法，持續(xù)集成與交付軟件能力，并通過用戶參與和用戶反饋，持續(xù)推動軟件的迭代發(fā)展，持續(xù)改進(jìn)軟件存在的缺陷與安全漏洞。對于嵌入式軟件，還需與武器系統(tǒng)開展系統(tǒng)集成與聯(lián)合測試。

3）形成最低可行產(chǎn)品或最低可行能力

項目主任與用戶部門采用持續(xù)迭代、用戶為中心的設(shè)計方法，形成最低可行產(chǎn)品或最低可行能力。最低可行產(chǎn)品是交付給作戰(zhàn)人員/最終用戶的軟件產(chǎn)品，它是按用戶認(rèn)可的軟件能力提供的第一個有意義的版本。最低可行產(chǎn)品必須在執(zhí)行階段初期在用戶的積極參與下確定，并隨著用戶與軟件的交互和對用戶需求的更好了解而不斷發(fā)展演進(jìn)。最低可行能力是該軟件的第一個可行的能力迭代，包含對作戰(zhàn)人員/最終用戶有用的最少一組功能，最低可行能力版本提供了一組基本能力來驗證原定的設(shè)想，并確定新建議的系統(tǒng)是否會帶來預(yù)期的或可接受的業(yè)務(wù)/任務(wù)價值。

4）軟件開發(fā)測試與安全保證

按照計劃階段制定的試驗策略，包括有關(guān)軟件測試的程序、標(biāo)準(zhǔn)、要求以及有關(guān)工作安排，有效利用自動化的軟件測試與試驗工具，開展軟件測試并及時查找和糾正各類技術(shù)缺陷，有效保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量、成熟度與有效性。

除了技術(shù)測試，項目主任還通過選擇并有效利用安全軟件等工具，開展軟件安全測試，保證盡早發(fā)現(xiàn)軟件產(chǎn)品的安全問題，并制定全壽命周期安全管理計劃，確保軟件全壽命周期過程的安全性。

5）軟件運(yùn)行使用、價值評估、迭代深化

針對形成的最低可行產(chǎn)品或最低可行能力版本，經(jīng)過相關(guān)技術(shù)測試與安全性測試后，經(jīng)項目主任與用戶組織鑒定認(rèn)可，相關(guān)最低可行的軟件產(chǎn)品提交用戶使用，同步由用戶部門和項目主任共同開展軟件價值評估，確定軟件采辦成本、進(jìn)度、性能及用戶需求滿足等情況。用戶評估軟件存在的缺陷并提出后續(xù)改進(jìn)要求，推動軟件的持續(xù)迭代深化與升級。

三、美軍軟件采辦程序的主要特點(diǎn)

（一）突出“快”，大幅縮短軟件交付周期

加速軟件采辦進(jìn)程。突出時效是此次軟件采辦程序改革的鮮明特點(diǎn)，在總結(jié)多年軟件采辦實踐經(jīng)驗和商業(yè)軟件開發(fā)管理經(jīng)驗基礎(chǔ)上，美軍通過制定專門的軟件采辦程序，減少采辦階段和評審節(jié)點(diǎn)，引入快速迭代模式等措施，將傳統(tǒng)軟件密集型裝備需求論證與審查動輒超過2 年、采辦實施動輒需要5 年甚至更長（如F22 項目及其指控、通信軟件等歷時6 年才完成初始能力部署）的周期，大幅壓縮至1 年甚至數(shù)月內(nèi)完成最低可行軟件產(chǎn)品的采辦，并在部署后不斷改進(jìn)與迭代升級，推動軟件功能的持續(xù)完善。

（二）突出“用”，強(qiáng)調(diào)用戶及早深度介入

強(qiáng)化軟件采辦的需求牽引。在計劃階段，要求用戶部門及早并全程介入軟件采辦工作，美軍組建由作戰(zhàn)、軟件開發(fā)、試驗鑒定和網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域?qū)＜覙?gòu)成的跨職能小組，協(xié)同制定相關(guān)軟件能力需求文件，并貫穿軟件采辦全壽命周期過程，推動軟件需求的不斷更新與迭代深化；在執(zhí)行階段，采取迭代研發(fā)模式，遵循研用結(jié)合原則，采辦部門多次向用戶交付軟件版本，用戶持續(xù)反饋應(yīng)用意見，推動軟件不斷升級完善。

（三）突出“穩(wěn)”，強(qiáng)化軟件采辦安全管理

突出軟件采辦的安全管理。項目主任從項目開始就持續(xù)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全要求，采用基于風(fēng)險的全壽命周期安全管理策略，加強(qiáng)軟件采辦的風(fēng)險控制，采用自動化軟件試驗鑒定程序和工具，充分開展軟件試驗與測試，有效降低軟件安全風(fēng)險。

（四）突出“省”，加強(qiáng)軟件采辦成本與價值評估

加強(qiáng)軟件采辦的成本管控。軟件列裝后需要不斷更新與升級，其維護(hù)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于開發(fā)成本。為此，美軍在采辦程序中強(qiáng)化軟件經(jīng)濟(jì)性分析，科學(xué)確定軟件采辦全壽命周期成本。此外，用戶部門和項目主任每年組織開展價值評估，評估軟件的實際作戰(zhàn)應(yīng)用價值是否與所投入的資源相稱，以提高軟件采辦的經(jīng)濟(jì)可承受性[2,8-10]。

四、結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及裝備信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，軟件在國防與軍隊建設(shè)中的作用愈加重要。美軍專門針對軟件采辦程序出臺政策加以細(xì)化規(guī)范，可見其重視程度。美軍為解決軟件采辦長期以來存在的突出問題，借鑒商業(yè)軟件采辦經(jīng)驗，改進(jìn)軟件采辦的需求管理，提高軟件采辦效率，改進(jìn)軍方軟件采辦與安全管理，以更好得滿足作戰(zhàn)用戶的需求。美軍的新版軟件采辦程序適應(yīng)軟件發(fā)展特點(diǎn)，突出快速性，強(qiáng)化持續(xù)迭代深化，綜合考慮軟件能力、經(jīng)濟(jì)可承受性、風(fēng)險等要素，使美軍軟件采辦進(jìn)度、成本、能力等達(dá)到最佳平衡。