2021年11月15日,美國戰略與國際研究中心(CSIS)釋出文章《開放系統的準備:國防部和國防業界的協調準備情況如何?》(readiness open systems how prepared are pentagon and defense industry coordinate)。文章為美國國防部“模組化開放系統方法(MOSA)”提出總體評估框架,並評估了該系統的準備度。
文章認為,MOSA將改變國防部的武器採購系統,使其更容易整合一系列不同來源的技術。MOSA的成功關鍵在於協調好政府和業界的多方利益相關者。文章建議遵循涵蓋七個維度、三大類別的總體框架,以便集中精力與資源進行佈局。
作者:格雷戈裡·桑德斯,國防工業倡議小組副主任兼研究員,亞歷山大·霍爾德內斯,國防工業倡議小組研究實習生
編譯:學術plus觀察員 春曉,計宏亮
本文主要內容及關鍵詞
1.“模組化開放系統方法(MOSA)的實施背景:武器的標準化與開行系統可降低開發與整合的交易成本;投資於技術創新比增加國防預算的發展路徑更具優勢、成本更低;已有成功商業案例可供參考;MOSA將顛覆傳統商業模式,該轉型將對業界影響巨大
2.MOSA準備情況評估框架:三個類別及其下屬七個維度(①溝通與承諾:制定路線圖,政府持續承諾並提供可信籌資模式,②創造有利環境:使能投資,建立行業共識,勞動力維護,③商業模式:促進國防工業基礎向商業模式轉型,擴大供應商基礎並納入商業技術)
3.實施難點:平衡利益衝突,選擇開放介面
4.關鍵分歧:模組化開發深度(細分成八大維度?擴大供應商基礎;模組化層次較高則有利於保護商業價值)測試方法分歧
5.結語:儘管存在問題較多,但MOSA的時機已經成熟,值得投入持續的領導力開展部署
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在商業技術進步和競爭對手加大投資力度的雙重驅動之下,國防部(DOD)正試圖透過效仿IBM個人電腦或安卓智慧手機等商業開放系統來獲取新技術,開發“模組化開放系統方法(MOSA)”。同時將採用開放的標準和介面增加競爭,使創新技術整合更加便利。若成功,MOSA將顛覆現有的商業模式。但目前的主要難題是協調各方各界的行動與利益。因此,本文提出一個評估國防部MOSA的準備情況的總體框架,以促進這一轉變。
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1.背景
實施MOSA的原因
MOSA將改變國防部購買武器系統的方式,使其更容易整合一系列不同來源的技術。模組化指的是將系統分割成緊密整合的系統或彼此鬆散耦合的元件。
1.1 武器的標準化與開放系統
武器的標準化可以追溯到早期工業時代的通用部件。而對於現代複雜的武器系統來說,模組劃分雖然很常見,但模組、整個系統和模組本身之間的介面通常是由製造商或整合商擁有的智慧財產權(IP)和資料權利所專有的。而開放性系統意味著使用關鍵介面的架構可以得到更廣泛的使用。如此,一方面增加了競爭,一方面可以降低開發和整合模組的交易成本。
1.2 需求驅動:投資創新技術
加大創新投資是應對競爭的必然選擇。幾十年來,國防部一直在追求某種形式的MOSA,但國防部的創新常被商業部門超越。雖然MOSA需要大量的前期投資,且不會立即為國防經濟創造效益,但在中國經濟持續增長的背景下,相比於增加國防預算,投資於創新技術是一條更可持續、更具優勢、成本更低的發展之路。
1.3 已有商業應用的成功範例
商業領域有許多MOSA系統的成功範例:
通訊技術行業,從IBM個人電腦的興起到USB標準,再到安卓智慧手機,開放系統可謂無處不在。
汽車行業的GENIVI聯盟和AUTOSAR實現了更大程度的汽車軟體標準化和重用。
航空航天領域,開放式整合模組化航空電子裝置在軍事和商業領域同時發展起來,空客380和波音787都使用了這種裝置,前者聲稱“將處理器單元的零件數量減少了一半”,後者則減輕了“2000磅”的重量。
商業上的開放系統表明,MOSA已有例項可供學習模仿。比如乙太網就是政府直接使用的一種商業標準的一個例子。然而,軍事規範與商業方法有衝突之處,尤其需做調整以解決網路安全問題。因此,行業機構是否願意投資於建設體系架構、調整系統與其元件以適應新架構,都取決於他們對政府的MOSA方法是否有信心。
1.4 建立衡量指標以促進MOSA的普及使用
衡量MOSA的普及程度需要一套固定的指標,但標準制定進展較慢,可衡量專案開放性的工具也很少公開。比如早期的《採買報告》稱,由於衡量標準釋出速度太慢,暫無法對MOSA進行評估,此外還需考慮到衡量標準須為每個專案目標量身定做,該進展難免耗時長久。
早期的採買報告(Selected Acquisition Reports,簡稱SAR),是主要國防採買計劃(MDAP)一類採買類別(ACAT I)的綜合摘要,國防部長需定期向國會提交該計劃。
鑑於以上背景,在大範圍中部署MOSA的最佳機會轉瞬即逝,因此本文更加關注MOSA的整體準備情況,而非單個專案的進展情況。
更重要的是,MOSA顛覆了一些傳統的商業模式,並要求政府和行業在制定和實施標準方面進行一定程度的合作。這場重大轉型的成敗將決定業界的後續反應——是投資於MOSA,還是袖手旁觀,甚至破壞規則,都取決於企業能否從中獲得回報。
2.評估框架
本文提出的評估框架將從七個維度,三個類別衡量MOSA準備情況,其中每個類別都涉及到政府、行業、技術與商業多個主體,從而為MOSA佈局提供更多參考。
第一類,溝通和承諾
包括政府和行業專家之間的知識共享、解決不確定性、接收行業和使用者的反饋,並建立長期信心。該類別下有兩個維度:
【維度1】共商未來路線圖
政府與行業溝通關於可實現的第一次迭代和未來路線圖,屬於系統工程問題,即:確定選擇何種開放介面(open interface)將提供最大利益,例如確定哪種技術的升級週期將產生最大的能力。
【維度2】可持續承諾與籌資模式
政府需發出對MOSA目標的可持續承諾,並提供可信的籌資模式。政府傳達這一資訊最有力的方式之一是透過預算表明資訊將如何轉化為資源,用於可部署MOSA的系統和流程。
第二類,有利的環境
主要指為特定專案的投資提供有利的環境的MOSA基礎設施與專業知識,通常由政府主導,同時也依賴於行業的主動參與,該類別下有三個維度:
【維度3】使能投資
國防部與企業對於MOSA使能者的投資,由於MOSA的許多優點無法在單個專案上體現,因此,國防部和各部門必須統籌全域性,在專案中進行協調和知識共享。
【維度4】建立行業共識
政府與關鍵推動者要進行跨平臺標準開發,因此政府與行業的密切合作不僅侷限於單個主要承包商,還要與來自多個層面的競爭對手進行合作,建立並維持與行業的共識。
【維度5】獲取技術專長
獲取和維護員工的業務和技術專長,即維護勞動力。工作人員將面臨技術挑戰,包括:設計和維護開放架構,掌握不斷髮展的新標準,適應學習迭代的、基於軟體的方法。
第三類,商業模式
該類別強調了商業模式的變化,即從傳統收購轉型為開放的商業標準,同時考慮國防收購的獨特性。包括兩個方面:
【維度6】促進國防工業基礎向商業模式轉型
該維度涉及國防工業基地向MOSA過渡的具體模式。在這些模式中,獎勵投資將不依賴於在鎖定供應商的維持階段獲得的利潤。此外還需有效地結合新的優勢,如:透過標準化擴充套件市場,並在整個專案生命週期中增加更多競爭的機會。
【維度7】擴大供應商基礎並納入商業技術
第七個維度將MOSA的參與者擴大至非傳統和低端企業,同時也將更多地採用商業技術。以上兩種情況都需對收購方式進行調整,以確保實現工業基礎更具包容性的目標。
3.實施難點
3.1 協調利益相關者,平衡利益衝突
在國防採購中實施MOSA的困難在於大量實體的過渡需要協調更多的利益相關者。相比之下,私營領域的利益協調一般由一家公司領導,或是由少數關鍵參與者推動。MOSA重在協調,尤其需要政府和行業內部共同行動平衡其利益衝突,從而儘量避免為短期利益而放棄MOSA目標、或是供應商為了提高自身地位而降低開放性等問題的出現。
3.2 選擇開放介面
開放介面的選擇是協調問題的第二個方面。標準的選擇需要權衡利弊,不同的軍事服務需求需要針對不同的任務進行最佳化,因此,操作環境標準化可能導致難以同時滿足專業性與便捷性。儘管所有供應商都有從MOSA中盈利的可能,但如果無法有效地保護智慧財產權和資料所有權,供應商也很難參與投資或投標。
4.關鍵分歧
業界一個重要的爭論點也值得關注,即:開放介面在系統中的介入深度如何掌控?更具體來說就是:模組化應該做到什麼程度?
如果將模組化程度進一步加深,則意味要從子系統(如通訊系統)細分到到元件(如天線),最終必將導致軟體和硬體的分離。
4.1 模組化深度開發:第八大維度
模組化的情況依賴於多功能硬體,比如海軍潛艇專案執行辦公室早期開放系統。它的成功有賴於犧牲傳統的方法,允許使用商業處理器,加快技術插入。一名與會者還提到了美國陸軍的C5ISR/EW模組化開放標準套件(C5ISR/EW Modular Open Suite of Standards, 或CMOSS),其特點就是包含多功能元件。對於支援模組化的人來說,它可以另闢為第八大維度。依託模組化,可以引入更大的感測器市場或處理器等零部件市場來擴大供應商基礎。
4.2 模組化層次較高:利於運作並保護行業的商業價值
這一觀點遭到了一些人的反對,他們認為模組化層次更高才能更好運作,系統細分會破壞行業投資的商業價值,因為IP的空間更小了。這種觀點認為,商業子系統——通常由同時生產國防和民用產品的公司生產——將被更深層的標準一分為二,使其失去對政府的銷售吸引力。對於其他參與者來說,模組化程度與MOSA的準備程度是直接相關的,系統深度細分的適用性取決於具體領域和具體MOSA目標。
4.3 測試方法分歧
對測試方法的討論之中也有類似的意見分歧。一些專家強調,除測試單個元件外,端到端測試也很重要。這也引發了對整合視覺增強系統(IVAS)專案的批評,認為IVAS雖然達到了測試目標,但並未得到軍事終端使用者的認可。
早期測試有時會針對使用者反饋做出重大的改變,這也正是MOSA系統成功的關鍵。深度模組化的倡導者主張採用開放的整合模組化航空電子模型(open integrated modular avionics model )和增量認證(incremental certification),這兩種方法都在民用航空中得到實際應用,被證實對達成快速升級週期至關重要。此外,在MOSA之下,政府工作人員對於整合的作用確有增加。
結 論
MOSA準備情況涉及範圍較廣,涵蓋多個技術集團與國防部客戶群。然而,隨著參與者數量增加,協調問題也變得棘手。本文題提出的評估框架(三個類別和七個維度)提供了一種系統思考問題的方式。尤其可為新專案中設定的MOSA目標提供參考與評價標準,以方便他們確定重點領域開展工作,從而有助於實現公共開放標準,進而促進傳統工業基礎向商業模式轉型。
然而,本文沒有針對“如何模組化”進行研究,部分原因是MOSA系統過渡可能敗於細節的風險。即便成功,也可能存在諸多問題,如:MOSA的過渡情況分佈不均、需要自我迭代以跟上不斷髮展的技術、許多指標不適用於大型企業……儘管如此,MOSA的時機已經成熟,值得投入持續的領導力開展部署。