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北达软麦苏嘉:美国国防部架构框架(DODAF)及应用

2012-06-20 15:42:28  来源:CIO时代网

摘要:2012年6月17日,北京大学图书馆北配殿报告大厅可谓是济济一堂、盛况空前。由工业和信息化部信息化推进司指导、北京大学信息化与信息管理研究中心主办
关键词: 麦苏嘉 国防部架构框

   2012年6月17日,北京大学图书馆北配殿报告大厅可谓是济济一堂、盛况空前。由工业和信息化部信息化推进司指导、北京大学信息化与信息管理研究中心主办、中央机构编制委员会办公室电子政务中心协办、CIO时代网和锐捷网络承办、北大CIO班和北达软特别支持的“第六届中国电子政务高峰论坛”隆重开幕。

视频链接:http://player.youku.com/player.php/sid/XNDU1ODg4MDky/v.swf 

    北达软资深EA专家麦苏嘉发表了《美国国防部架构框架(DODAF)及应用》的演讲,以下为演讲实录:

 

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北达软资深EA专家   麦苏嘉先生 


    大家下午好!姚乐博士给我出了一个难题,让我在半个小时在这么复杂的框架讲明白,所以我想了个不太恰当的招儿,只能讲DoDAF的概要,加上它的开发流程和相对完整的例子。


    什么是DoDAF?简单说,DoDAF是组织表述一个架构的统一标准,它是采用标准方法表述EA的数据和关系类型的指引。这个指引是什么意思呢?是领导和引导某个执行行动的指南或者叫标准,权威表述。同时DoDAF是一个表述EA的标准模型及它的格式和内容的指引。它是解决复杂系统(复杂系统也可以叫系统的系统),现在国外有系统的系统的系统工程。通常概念里面含有人的因素,比如一个行动者,它可能是机构、人、服务,它不是特定的架构也不是一个详细的架构开发流程,如果真正要定义它的话,DoDAF是控制EA开发、维护和决策生成的组织机制,是统一组织一个团队、团队的资源,描述控制EA活动的总体结构。


    我今天讲的是最新版的2.02,它的核心是立足于团队,比如部队、政府与时俱进的转型。它聚焦于六类利益相关方。还有六个标准疑问。同时它拥有可以选择的8个视点和52个模型。它提供用来解决一个单位或者一个部门(部门的人员、流程、技术融为一体结构化深层次建模方法级),这个坐标是讲它的三个围度。


    依据DoDAF团队架构可以揭示一个团队当前状况,勾画团队未来蓝图,确定团队的发展计划,从而奠定团队可视、可控、和谐、稳定发展的基础。这个图以前的设计是资料或者书等等,而DoDAF里面有很多元素,你可以通过适当组合变成一个视图模型,满足各类人的需要,最后形成一个整体。简单的说,就是看清楚一个大单位与它的所有结构,比如说组织结构、系统结构等等。


    我们看看DoDAF的发展历程,DoDAF它的起源是Zachman框架。它的前身是1996年出台的指挥控制通讯计算机情报监视和侦查架构框架(C4ISRAF),上面的版本号是他的演变过程。里面的红字,是包括1.5版是以产品为中心,产品是什么意思呢?一本书也是一个产品,它写出来的架构结果是材料、书。到了2.0以上是以数据为中心,这个框架不是让你用来写书的,而是让你合理组织一个知识库,知识库可以看清楚一个大单位的所有方面的结构。


    下面讲一下它的构想。DoDAF的构想是提供顶层、促进团队架构开发的概念,指引最佳实践和方法集合,支持指挥、管理和能力域的决策流程。它聚焦于产生关键决策的架构数据,可确保架构师通过视图和模型为决策者提供可视的源头信息,可以促进灵活开发符合一个团队文化和特色的视图。为架构师创建支持团队管理的EA,提供方法和推荐技术。[page]    它的构想可以看出来,上面有各种风格的模型和视图。为什么这么花花绿绿呢?为了满足各类领导和专家的需要。一个大项目由各类领导、专家参与,那肯定能做成。中间的是说,有了这些信息,相当于形成一个部门、单位,我们叫知识本钱。最下面有各种方法,有各种模型、视图反映方方面面的需要掌握的知识。它的目的范围,它相当于一个通用的方法或语言,有一组通用的词汇为EA开发、EA兴趣交换、和两个EA之间的互用性提供指引。通常大型的复杂团队,例如美国国防部需要精益求精的信息、系统完成复杂联合的使命,为此需要结构化重复选择评估方法,需要建立系统、部署新技术、提供新服务能力,以提高决策和管理价值,进行有效转型,这个转型也就是所谓的改革。


    DoDAF的指引适用于EA开发、维护、使用。它的基础结构支持同一层EA的统一拼接、各层EA的统一链接,同一层,比如说师总部,我们有军事旅团,他们也可以有架构,他们之间要相互链接,这样才能形成一个真正的大整体。DoDAF为EA生成周期各个环节提供指引,是管理EA的基础。


    最后一点,它支持SOA的开发。通常,使用DoDAF架构EA聚焦使命结果,这个使命也驱动着EA的建成,有了这个架构EA,可以分析评估,通过分析评估进行决策,最后来实现某个使命。DoDAF可以用来指导EA的架构,通常是可以形成一个EA知识库,这个EA知识库支持各种决策,包括各种研究。第一个决策,作战、业务决策、能力集成决策、统一采办、研发、融资管理决策、系统工程决策等等。它支持的研发,例如我们平常写“十二五”,可以直接使用DoDAF里头某一些少量的元素就可以组织成一个规划或者是路线图。它也支持业务流程改造,面向服务的解决方案例如SOA等等,它还支持复杂大系统的设计,说好听点,它真支持神九的设计。俗话说,有了EA知识库各类领导可以与时俱进评审、评估修改完善,这是单位的知识本钱,保持单位始终占有优势地位。


    DoDAF它处在美国政府什么位置?大家都知道美国最顶层是国家安全战略还有防务战略。国防部长就说“谁管?”到了有了联合作战概念之后,这是参联会管,有力量管理是这么一个概念,光提出概念不行,得先在逻辑上说清楚,就需要架构师搭骨架,创建一个架构EA。然后在物理上实现。


    从国家的法律线来讲,法规政策这条线来讲,DoDAF由法律、政策支持。就是右上角的位置(PPT)是它所处的位置。在战略层面,例如我们要用好电脑,就有一个技术机遇,我们需要转型可以叫业务机遇,我们现在国内是业务战略和IT战略基本上绑在一起很费劲,人家这两个是贯通的,可以为两类领导来写,但是这两类要交流、协调、协商、协作。战略层面有两大方面,人家不叫融为一体,而是相互比较包容。接着有个规划、计划,就像我们的“十二五”、“十三五”一样。我们规划依据是什么很少说。在国外依据就是架构(EA)。还有解决方案的架构,比结构方案力度粗一点,最下面是解决方案。DoDAF在中间的地方用来指导一个单位的架构。


    我们仔细想想,我们很少有这样的层次。我们通常是一个软件工程师、系统工程师一直干到解决方案了。上面啥也没有,这么多年是缺了这么一个设计。


    有了EA知识库,它不是放在那让大家翻翻的东西。它可以模拟仿真。可以在逻辑上把它搞明白,指导写解决方案,由解决方案指导复杂大系统创建、研制。


    现在可以告诉大家,在这个解决方案知识库后面还有一个库,或者说在EA知识库后面还可以有一个优化的EA知识库,国外已经做到自动生成,把整个线打通。最理想的结果是从一开始解决结构化问题一直到最后系统、大系统、大服务的生成,用一串方法把它全部解决。当然这个还没有完全实现。


    下面的图是什么意思呢?以前我们研制系统就是写本书,写在本子里头。比如说我们的姚乐博士写的大本子让我来改,我肯定改不了,后面的系统更别想改了。现在放在知识库大家一块批,肯定能把它批好了。所以这是两种思路。20世纪是写本子,21世纪是做知识库。[page]    DoDAF的核心有八个视点和52个模型,同时你自己可以加一个符合自己要求的,比如说符合自己目的的模型。这八个视点是能力、作战(相当于业务、工作)、系统和服务(前面解释了),为什么分两个呢?我们有旧系统也有新系统,为了有集成性所以这两点都要。二者并存最终的结果是服务要替代系统,现在来看还做不到,所以是并存的;项目视点好理解;标准视点,(范围扩大了,包括业务标准都在里头)还有数据和信息视点。这个是方方面面的各种情况,大面貌需要的视图、模型。


    简单来解释这几个视点,它的思路是说我们对未来得有想法,未来我们肯定要长本事,就是新增的能力。这些能力用什么项目来实现?有了这些能力我们怎么支持一个工作转型?这是讲作战的,这是军口的,比如作战业务转型和改革。作战由什么标准驱动?我们建的系统和服务如何支持作战?什么数据和信息来支持作战?什么系统和服务提供数据?还有好多地方有标准,所以要加上什么地方用标准?当然还可以用七个词,还可以多说几句,这里我就省点了。


    我们把这张图横向切一刀,对于我们中国人来讲,上半部分等于把工作说清说透。下半部分把未来所需要的系统、服务说清说透。它的定义我就不念了。一共有52个模型。这里面有红字也有黑字。红字里面有共性的地方,它工作上也是围绕资源来说,系统和服务也是以资源为起点不断追加模型。下半部分是配套用的。我就不一一解释了。


    DoDAF有一个制式的开发流程,有六个步骤,其中一到四面向决策者、业务专家,比如说一个局里头的局长,还有分析师。后面的四到五专门面向架构主管、业务专家、架构师。一到四是界定架构工作范围。四到五是设计一个架构。前半部分是做什么。后半部分是怎么做。焦点就是选视图,还有视图里面的选项,还可以隔离裁减。一到四步骤落有信息写入有一个概要模型,四到六是基于发展和分析流程约束视图和模型的选项以及你自己怎么裁减。


    我们今天的重点是用它的制式六个步骤开发流程,里面嵌入一个搜索和营救团队架构的例子,这样可以把路子看清楚。


    第一步骤,确定架构的运用意图。里面关键点是:目的、关键论点、目标、需要权衡什么事。针对搜索和营救,它的要点是依据预算限制寻找降低成本的方法,这些我都不念了。最终结果是省钱、但效率不低。通常刚才说了第一个模型叫概要模型,是综述和概要模型,表述架构未来构想、目的、目标、计划、活动、事件、条件、度量参数、结果或者成果以及生成对象,它有一个制式的格式。在右下角(PPT)为什么这样?因为这是以数据为中心,最后要装到电脑里头,装表格里头。第二个模型是辞典,包括整个架构所有元素。


    第二步骤,确定架构范围。通常地球空间、作战边界、业务边界、时间框架、时间限制、进度限制。针对海上搜救,主要是围绕着搜索和营救,焦点是提高能力,当然也要看清楚当前以及未来增加什么能力等等。这样就可以说清楚当前,想好未来,实现未来最佳。这个是顶层作战概念图,这个相当于把工作说清的概念图。一到五,天上有卫星,地上有指挥中心,同时还有呼叫装置呼救,因为海上救援时间最关键否则就出大事。以这个图说明效率最高。用的时间越短越好,救到人为止。


    第三步骤,确定支持架构开发的数据。首先要确定特征、数据实体、详细程度、计量单位、语言模型。思路是这样的,目的和范围以及观点是什么,用什么模型。作战概念刚才看了,组织关系是什么样,活动和流程还有资源流,到下面系统和服务接口,我们这些所需要的系统和服务怎么跟我们的工作相互映射。这里头包含两大方面,一个是静态的,一个是动态的。


    下面我们就看具体模型。这里有一个思路,先说能力。我们看中间黄颜色的,最上头一个模型前面已经讲了,是综述。能力得先有构想,接着要分类,然后什么时间实现,能力还要看清楚依赖关系,因为能力要是没有依赖关系,比如说我自己光有本事也干不了大事,还有这个能力落到哪个机构上。能力与作战活动相当于标准工作块做链接。还有一个是要采用SOA的理念,就是服务与能力相互映射。[page]    同时我们看看怎么关联。通常我们要做大项目,有相应的管理机构,这个大项目肯定跟着一个小项目,增加N个能力。同时这些能力怎么在平常工作当中体现活动,最后系统和服务怎么支撑平常的工作。这些它都是用矩阵来表示。AB关联、BC关联,不会强行的绑在一起。


    比如项目和机构,这个矩阵通常可以在我们写的发展路线图当中体现。如果项目能力+机构,说白了发展路线图这东西,就是由这三个元素作为基础来写。所以说它里头有很多矩阵,仔细看一下,最后一个系统和服务有关的矩阵,这个就是给IT专家看的。


    刚才说了一串模型。第一个是构想。构想可以用这种模式(PPT),你未来想什么,比如说要高效搜索和营救,那么我们的未来它围绕着两大目的,一个是在恶劣天气下,一个是在火力攻击的条件下,海上恢复,效率提高多少。这个图把构想目的与能力关联在一起,可以贴在墙上,让大家看看是怎么想的。


    还有一个是分类,我们搞海上救援得有多少本事才能救人。分类就是看清楚,未来需要什么样的能力。这个就像一颗树。


    这个是能力的实现时段,比如说针对恶劣天气下,海上恢复,可能应该在特定条件之下,它需要一个团队很多方面的转型、提高能力,所以需要时间。它就用这种模式的图一眼就看明白,我过了几年之后就具备了这种能力。


    接着是能力资源的依赖关系。为什么这么画呢?仔细想想,把“通讯”去掉,就是没手机什么的救人,都是凭自己瞎找,肯定不行,所以画这么一个图。能力与机构发展的映射。以前机构图就是一颗树。它把能力嵌套进去它就不是一颗树,而是一个网状的整体,所以效率就会提高。比如说把中间的通讯去掉,就相当于一颗树。这个图是能力和作战活动怎么映射。作战活动我解释一下,相当于标准的作业块。比如说我具备搜索能力,我能完成搜索能力下面的三个活动,就是我能做这三件事,这样可以看清楚能力怎么关联作战活动的,也相当于标准作业块。


    下一个是能力与服务映射,相当于与系统。就是说哪个能力需要由系统、服务来支撑或者提供。前面讲的是能力,下面讲项目。


    项目试点说白了就是给管钱的人看的。因为给你投资的人不知道你在忙什么。比如说我开发了三个项目,提高了五种能力,那么管钱的人一眼就看懂了,所以他的目标也是这个。这个我们做得多了,比如说用一个大表格,里面有什么项目,花多少钱,能力加进去,就是让人家看你没白干。还有时间进度。


    同时这个项目为了跟能力关联起来,这个叫循环网幅矩阵,左上角有能力活动,还有活动和系统功能。活动和系统功能,刚才说了活动相当于标准的作业块,比如说我们发工资,那我们很多单位都发工资,这个完全可以做成一个制式的标准作业块。发工资需要特定的系统功能,这个做一个就够了,不要到处任何人都来做发工资的系统功能,那不就冗余了嘛。以前是一个作业块做一个系统,而现在的思想是把需要做的主要系统功能,全部说清,然后跟相应的标准工作块、作业块对接。这个矩阵再往下走就是系统功能和项目/服务的映射表,有的通常可以转一大群,A到B、B到C、C到D等等,领导需要的就是这个表。[page]    下面是作战视点。对于我们来说就是业务。它的起点是标准的作业块,这叫作战活动模型。从上面往下看,以它为基础一点点展开,为什么要画这张图?这个图要解释可以解释半天。它主要是告诉我们,作战视点和系统视点、服务视点、能力视点、数据视点是可以相互链接的,这样我所有的有关系统设计、数据组织都可以投射到我们的工作当中去。


    前面我们看了,先有一个最顶层的工作概念图,比如说我们搜救围着什么转。接着要把各个作业、活动、标准作业块一块一块分解清楚。再下面就是这些作业块在什么位置行动,它有各个行动者的活动以及两者之间所需要的资源。最后还要说清楚两个行动者之间需要交流什么,相当于谁对谁说点什么。你在海上救援,肯定电话、手机不会少用。


    先看第一张图,作战资源流表述模型。这个通常就是画圈,画N个圈,这个圈可以是一个机构,也可以是N个事。这个圈里头中间如果要加东西可以加我刚才说的标准作业块(活动)。这几个圆圈画出来可以看出来怎么完成现在和未来得活动。这样表述看清楚一个团队他们是怎么分布的,还有相互之间说点什么、交流什么,当然包括资源。下一个模型是两个点之间,就是前面两个圆圈之间需要交换什么,通常用矩阵表述,表述需要交换资源和相关交换属性。下一个是组织结构图。这个组织结构图有什么好处呢?比如说我们一个大型救援,例如救援100人跟救援10个人,说白了需要的人员类型一样,只是规模不一样。如果我是队长,我要知道需要多少人,每队人几个,这样可以快速组织救援。当然还可以关联别的属性,比如说我为了未来得效率更高,我们针对各类人员需要提高什么技能,当然这个提高技能是下面的,像把有些参数都写进去了。这样可以展示新的组织关系以及人员所需要的技能。


    刚才说了半天标准作业块,通常用一颗树来分解。分解之后再把它关联起来,就是一步步该怎么走。这个图有一个专门的标准(美军的标准),这个图军口用的多。先是有多少件事,接着这些事的次序,它的核心就是表述这个。前面可以说都是解决工作上的静态情况问题。下面看一个动态的。这个叫做事件跟踪模型也可以叫业务流程模型。横向叫泳道,每条泳道在这可以代表一个机构或者部门,简单举个例子。一个小孩出生报户口涉及到N个部门,里面联线就是他们的事,最终结果就是你到哪拿户口本。起点、终点都是圆圈,就是这个意思。


    下面讲系统和服务。系统和服务模型图是匹配的,差不多。这个图写的是系统视点的模型。服务的也差不多。我们一起看一下。


    前面强调了要与人关联,这个系统第一个模型叫接口表述,这个图表示的是各种装备、系统之间的关系。旁边是图例。第二个是服务,服务可以这样表示中间的联线是服务之间的资源流。这是系统资源流的表述。这是第二个系统视图的模型,可以采用这种模式。这里面浅灰色是系统实体,还有资源流、构建等等,资源流比如说A系统向B系统发送什么数据这也是资源。上面的小表格是两者之间需要交换的数据、信息。服务的模型可以这么画,跟搜索、营救可以匹配。这是服务与系统的矩阵。也可以画一个表格,因为这个要搞清楚系统之间的关系。下一个是功能。系统功能也可以这么画,可以用一颗树或者数据流图表述。[page]    我们看看系统是怎么支持作战的。这个图上半部分是N个关联的系统。下半部分是把各个团队的工作,之间的关系说清楚。相互映射,才能看出系统怎么支持我们的工作。通常系统和工作怎么关联还可以用矩阵表示。服务于工作者表示也是矩阵。服务是新观点、系统是为了继承以前的理念。系统之间交换什么?也是表格。这就不细说了。前面相对的都是静态的,下面是动态的。还拿户口本说事。我生一个孩子,我把申请户口本的要求提交上去,打一个回车,N个部门,每个部门有序地打回车,最后取户口本。这个图是为了实现报户口流程的。模式一样,横向都叫泳道,每个泳道相当于一个部门。如果报户口涉及9个部门就画9条泳道。前面提到了标准,标准也可以直接就说,通过这个模型一步一步串起来,说明这些模型都是关联的。


    第一就是作战方面的模型,还有系统方面,还有有关标准里头的技术服务或者是技术服务域。最后再看看数据。比如说这一二关系图,标准制式的,从概念、逻辑、物理实现,基本上表现模式,虽然可以选择,它选择基本还是实体关系图。这个就不细说了。因为搜索和营救的数据挺复杂的,画上去时间太长。


    最后再看看数据和我们一开始说的工作者的关联。第一是活动模型。有个事件跟踪,业务流程。两个点之间需要交换什么信息,怎么映射到概念、逻辑物理数据上。中间是它们所涉及的元素。刚才讲的是“这么做”。那么做完了结果就是第四个步骤,需要存储数据。存储什么呢?有各种模型级,元素与注册。


    第五是分析。有各种分析。例如可以静态分析、动态分析(需要模拟仿真),同时最直观的可以依据架构数据库、知识库进行功能或者定量方面的静态分析。再往下,比如说流程分析。例如海上救援,把船开出去要花钱,所以围着成本、时间进工作流程分析。我们基于效率进行系统流程分析。也可以进行装备分析。比如说两个无线电导航台,频率不一样,但是我们开销不一样。最后怎么选择。这个就不一一细说了。最后一个步骤是产生符合各类决策者要求的描述结果。比如第一个题,刚才那一套图,比如说装备用什么,这是人家选用的装备(PPT)。譬如说刚才说的无线电导航台,第一种频率的是11个小时花两万美元,第二种频率是11个小时花两万八。他们跟我一样扣门,选了第一个。


    第二个题比如说涉及到水上飞机、直升机、救援舱等等。最后一个题,就是刚才我说的,相当于这个泳道图就是怎么让小孩报户口,最快速拿到户口本,最简洁的流程就这么画(PPT)。当然这个也可以模拟看看效率是不是最高。


    前面只是简单的讲讲DoDAF的概况和一个不是特别完整的例子。但基本可以看出思路。但是真正做这个架构还需要实践方法、评估方法、纵横拼接方法、管理方法。比如说一个军队非常庞大,可能有好几级都有架构,它需要管理评估方法。发展到现在,最下面的一点最重要。前面讲的都是架构,看清楚骨架。现在可以基于架构专门有好的方法,这个好的方法就是支撑系统和服务快速研发和生成。比如说美军有个例子,他的复杂系统、服务通常是6年之内能够成熟,现在采用新的方法争取在18个月之内,随着需求变,需求一变我们的工作有可能发生变化,最后系统、软件、服务都要微调,怎么把这条线打通?从系统、架构等等最后变成一个快速联动生成方法。说白了,他们都不会一代推翻一代。


    再讲讲它到底需要什么。这是美国海军,他认为首先开发一个架构,开发架构需要团队、办法。因为海军很庞大,刚才说了纵横向怎么拼链接,还需要统一的知识库,或者大家向一个知识库靠拢。最后这个架构是用来支持怎么花钱的,别花错了。至少有这么一个基础就可以奔向信息化、现代化。


    现在做架构有很多支撑工具,他需要多少工具。我们不能像传统一样写本书那样了。国内有个研究院把这些工具绑在一起变成一个平台。


    最后再看看,这是美军人力资源管理所需要的模型,把人力资源管理,说白了用N个有限的系统来实现,而且是三军通用。我今天就汇报这么多。谢谢大家!

责编:麦苏嘉
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