美軍軟件采辦程序改革綜合研究

◎中國航天系統科學與工程研究院 王 磊 郭江民 許秩銚

◎軍事科學院軍事科學信息研究中心 張代平 李宇華

引言

2020 年1 月23 日，美國防部發布新版采辦政策文件5000.02 指示《適應性采辦框架的運行》（以下簡稱“5000.02指示”），建立了“1 個核心指示+6 個采辦程序+10 個業務領域”的采辦政策與程序體系，此后美國防部陸續發布了規范各類采辦程序的政策文件。2020 年10 月2 日，美國防部發布5000.87 指示《軟件采辦程序的運行》。至此，美軍6種采辦程序全部發布完畢。

一、美軍軟件采辦程序改革的主要背景

隨著信息技術的飛速發展和裝備信息化建設的深入推進，軟件在國防與軍隊建設中的作用越來越突出。美軍出臺專門政策，對軟件采辦程序進行細化規范，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《國防采辦系統的運行》開始加強對軟件密集型裝備的針對性管理，但從運行情況看，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。相關問題逐步引發各方高度關注，國會《2018 財年國防授權法》明確要求國防部長指派國防創新委員會組織開展主題為“精簡軟件開發與采辦規則”的專門研究。經過深入調研，國防創新委員會2019年發布《軟件遠未完善——重建軟件采辦規則以贏得競爭優勢》的報告指出，美軍聯合作戰能力對軟件的依賴日益增強，但軟件采辦機制與程序滯后、過時，總體上仍在用硬件裝備采辦的模式采辦和管理軟件，導致軟件采辦的“周期太長、成本太高、風險太大”，并提出包括制定軟件采辦專門程序在內的10 項建議。

此外，2018 年的《國防戰略》指出，國防部應當“建立精簡、快速、迭代的軟件采辦程序”；國防科學委員會2018年《國防軟件系統的設計與采辦》報告也指出，“軟件引發的風險問題占到美軍整體采辦風險的60%左右”，應當“盡快推動軟件采辦程序、方法等的轉型”。為此，美軍結合軟件采辦領域存在的突出問題與有關建議，出臺專門規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）借鑒商業軟件采辦經驗，改進軍方軟件采辦與安全管理

隨著信息技術的飛速發展，商業軟件產品快速更新換代，商業軟件技術發展水平逐步趕超軍用。商業領域已經運用了十幾年“使用、升級、使用”+“功能疊加、性能提升”的“螺旋+迭代”式軟件開發模式，而國防部仍主要沿用上世紀90 年代“功能一步到位，后續維護更新”的瀑布式開發方式，難以適應新技術發展形勢。此外，美軍近年來積極借鑒商業領域軟件“開發安全運維”（DevSecOps）的管理理念與模式，即強調安全是軟件開發、測試、運維等各部門的共同責任，采用自動化的安全監管技術與手段，確保軟件采辦全壽命周期各階段及運維的安全性。2018 年5月，空軍凱塞爾運行實驗室與國防創新小組合作，試點推行軟件“開發安全運維”模式。在此基礎上，2019 年6 月，國防部提出軟件“開發安全運維”一體化倡議，指導和規范美軍軟件采辦與安全管理。

（三）改進軟件采辦需求管理，更好滿足作戰用戶需要

美軍傳統的軟件采辦需求管理，遵循裝備需求生成的常規審批程序，往往需要花費數年時間。由于軟件技術發展速度快，常規需求審批與采辦管理模式下，軟件采辦難以快速響應實際作戰用戶需求的變化。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，為推進軟件采辦政策與程序的持續優化，2018 年4 月16 日，采辦與保障副國防部長辦公室專門設立軟件采辦特別助理，由原卡耐基梅隆大學軟件工程學院的首席技術官杰夫·博隆擔任，作為采辦與保障副國防部長辦公室領導團隊的重要成員，負責跟蹤商業領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建議。該軟件采辦特別助理職位的設置，有力推動了軟件采辦政策與程序的改革優化。

二、美軍軟件采辦程序改革的主要內容

（一） 2015 年版軟件相關采辦程序

美軍2015 年版軟件相關采辦程序主要源自以硬件構成為主的武器裝備“標準型”采辦程序 ，即針對含有軟件的裝備，在“標準型”采辦程序基礎上，衍生出3 種軟件采辦程序：國防專用軟件密集（主要由軟件構成）項目采辦程序、漸進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以及武器系統的嵌入式作戰系統軟件等。該程序總體上遵從“標準型”程序的主體框架，分為裝備方案分析、技術成熟與風險降低、工程與制造開發、生產與部署、使用與保障等五個采辦階段，并嚴格經過里程碑A、B、C 決策點審批，才能進入下一個階段（如圖1 所示）。基于“標準型”采辦程序，國防專用軟件密集項目采辦程序根據軟件項目特點進行了適應性調整，主要表現在技術開發階段和工程與制造開發階段，將軟件開發分為若干版本，每個版本不斷升級，同時與后續版本保持匹配。在生產與部署階段，主要開展有限部署，將開發的軟件及時交付部隊使用。版本的順序應合理安排，確保各項工作平穩高效，同時降低項目的總體成本和進度風險。

圖1 原國防專用軟件密集型項目采辦程序

漸進式部署軟件密集型項目采辦程序，主要適用于國防業務系統與某些指揮控制系統或武器系統軟件的升級，以及商用現貨軟件采辦及其適應性改進；偏軟件混合型項目采辦程序，主要適用于以軟件開發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容基礎上，進一步疊加了漸進式采辦及軟硬件集成等方面的內容，但在主體內容上仍然沿用了適用于硬件裝備的標準性采辦程序。

（二）2020 年10 月新版軟件采辦程序

2020 年10 月2 日，美國防部發布5000.87 指示《軟件采辦程序的運行》。該程序適應軟件發展特點，在進度上突出快速性，在技術上強化持續迭代深化，綜合權衡軟件能力、經濟可承受性、風險等要素，推動軟件采辦進度、成本、能力等達到最佳平衡，程序分為計劃和執行兩個階段（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用軟件與嵌入式軟件。應用軟件主要是指計算機與云計算等平臺上開發與運行的獨立軟件；嵌入式軟件主要指在武器系統與其他軍事硬件系統中運行的軟件，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行官擔任）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，可根據項目進展及項目需要，經項目主任及利益相關方協商、由決策官員批準后，由原來的程序調整為采用軟件采辦程序。

2.計劃階段內容

1）制定能力需求文件

傳統的需求生成機制（聯合能力集成與開發系統）不適應軟件快速迭代發展的特點，因此，該指示明確軟件采辦需求生成無需遵從該聯合能力集成與開發系統，針對軟件構建更為精簡高效的需求生成機制，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，明確現有軟件面臨的威脅、存在的缺陷、網絡安全需求、互操作需求、現有軟件接口、情報需求等。為有效指導軟件采辦全壽命過程，能力需求文件應當定期更新，并對相關需求進行優先排序。

對于嵌入式軟件采辦需求，其能力需求文件需要與相關武器系統的需求文件有效協調，確保嵌入式軟件與武器系統采辦一體化推進實施。

美軍各軍種與國防部業務局建立精簡高效的軟件需求生成制度機制，聯合參謀部組織制定有關聯合需求。項目主任應在軟件采辦進程中，加強與用戶部門的協調溝通，提高軟件的適用性與技術可行性。軟件在進入采辦執行階段前，其能力需求文件應當獲得批準。

用戶有效參與軟件采辦全過程。軟件采辦進入執行階段前，用戶部門與項目主任應當共同簽署用戶協議（UA），明確規定需求部門持續參與采辦過程的有關責任，以及軟件采辦過程中能力需求確定、優先級排序、軟件性能綜合權衡、軟件產品交付、軟件產品應用等相關工作中的決策權限。

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，規范軟件采辦全壽命過程的總體實施計劃、轉階段要求、漸進式采辦的批次安排、具體實施方法等，明確項目合同類型與簽訂方式、項目知識產權管理計劃、項目開發與試驗的平臺與資源設施安排、明確與其他軟件項目的關系、采辦與部署進度安排、項目計劃與長期目標、項目維護升級與安全要求等，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的采辦策略相協調，最終納入武器系統的采辦策略。采辦策略應根據用戶需求及部署使用情況進行定期更新，指導和規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，指示特別強調要制定完善知識產權、試驗與測試、全壽命產品保障等專門策略。①軟件知識產權策略，明確軟件采辦、升級與保障全過程所涉及的知識產權授權、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、用戶應用場景測試等，重點測試軟件的性能、互操作性、安全性等；③全壽命過程產品保障策略，軟件研用結合、持續改進與升級的特點，項目主任應當盡早協調項目所有的利益相關方共同制定軟件研用結合全過程的產品保障策略，并隨著軟件項目升級與使用進展情況，及時更新其全壽命過程產品保障策略。嵌入式軟件的全壽命過程產品保障策略，需與相關武器系統項目整體的保障策略將協調。

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行初步估算，該估算需要統籌考慮能力需求文件、用戶協議、采辦策略中的相關內容。嵌入式軟件成本評估應與相關武器系統的成本評估工作協調開展。最初的成本估算應在進入執行階段前完成，并在之后每年至少更新一次。

3.執行階段內容

該階段一般不超過1 年，主要包括以下任務：

1）制定產品路線圖與任務清單

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

在此基礎上，項目辦公室將制定任務清單，明確具體的用戶需求及優先順序，包括軟件版本及其開發安排、面臨的威脅、存在的缺陷等，指導軟件采辦實施有關工作。

2）整合資源組織軟件開發

項目辦公室整合有關資源，組織開展軟件開發，包括軟件體系結構、基礎設施、服務、研制與測試平臺以及其他有關資源，按照既定的采辦策略與知識產權策略，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，采用開放式的軟件開發方法，持續集成與交付軟件能力，并通過用戶參與和用戶反饋，持續推動軟件的迭代發展，持續改進軟件存在的缺陷與安全漏洞。對于嵌入式軟件，還需與武器系統開展系統集成與聯合測試。

3）形成最低可行產品或最低可行能力

項目主任與用戶部門采用持續迭代、用戶為中心的設計方法，形成最低可行產品或最低可行能力。最低可行產品是交付給作戰人員/最終用戶的軟件產品，它是按用戶認可的軟件能力提供的第一個有意義的版本。最低可行產品必須在執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展演進。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想，并確定新建議的系統是否會帶來預期的或可接受的業務/任務價值。

4）軟件開發測試與安全保證

按照計劃階段制定的試驗策略，包括有關軟件測試的程序、標準、要求以及有關工作安排，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缺陷，有效保證軟件產品的質量、成熟度與有效性。

除了技術測試，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，保證盡早發現軟件產品的安全問題，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）軟件運行使用、價值評估、迭代深化

針對形成的最低可行產品或最低可行能力版本，經過相關技術測試與安全性測試后，經項目主任與用戶組織鑒定認可，相關最低可行的軟件產品提交用戶使用，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改進要求，推動軟件的持續迭代深化與升級。

三、美軍軟件采辦程序的主要特點

（一）突出“快”，大幅縮短軟件交付周期

加速軟件采辦進程。突出時效是此次軟件采辦程序改革的鮮明特點，在總結多年軟件采辦實踐經驗和商業軟件開發管理經驗基礎上，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點，引入快速迭代模式等措施，將傳統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 年甚至數月內完成最低可行軟件產品的采辦，并在部署后不斷改進與迭代升級，推動軟件功能的持續完善。

（二）突出“用”，強調用戶及早深度介入

強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、軟件開發、試驗鑒定和網絡安全等領域專家構成的跨職能小組，協同制定相關軟件能力需求文件，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；在執行階段，采取迭代研發模式，遵循研用結合原則，采辦部門多次向用戶交付軟件版本，用戶持續反饋應用意見，推動軟件不斷升級完善。

（三）突出“穩”，強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關注網絡安全要求，采用基于風險的全壽命周期安全管理策略，加強軟件采辦的風險控制，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險。

（四）突出“省”，加強軟件采辦成本與價值評估

加強軟件采辦的成本管控。軟件列裝后需要不斷更新與升級，其維護成本遠遠高于開發成本。為此，美軍在采辦程序中強化軟件經濟性分析，科學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應用價值是否與所投入的資源相稱，以提高軟件采辦的經濟可承受性[2,8-10]。

四、結束語

隨著信息技術的飛速發展以及裝備信息化建設的不斷推進，軟件在國防與軍隊建設中的作用愈加重要。美軍專門針對軟件采辦程序出臺政策加以細化規范，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，借鑒商業軟件采辦經驗，改進軟件采辦的需求管理，提高軟件采辦效率，改進軍方軟件采辦與安全管理，以更好得滿足作戰用戶的需求。美軍的新版軟件采辦程序適應軟件發展特點，突出快速性，強化持續迭代深化，綜合考慮軟件能力、經濟可承受性、風險等要素，使美軍軟件采辦進度、成本、能力等達到最佳平衡。