新一代飛機任務系統概念與構架

王國慶,谷青范*,吳建民,王淼

中國航空無線電電子研究所,上海 200233

飛機是空中力量組織最重要的組成部分。從前幾代飛機發展來看,飛機的使命都是面向戰術能力空間,針對不同的任務、不同的場景和不同的目標,確定飛機不同的能力和優勢。隨著全球一體化發展趨勢,以IT信息技術發展為代表形成了全球一體化信息空間組織,以衛星、空間站和火箭為代表構建了空間能力組織。然而,如何建立以飛機為代表的空中能力組織,形成全球戰略綜合能力,已經成為新一代飛機發展急需解決的核心問題[1]。

飛機的任務系統是飛機實現其使命的活動與能力組織[2]。傳統飛機任務系統是面向飛機自身的能力組織,是由航空電子系統和飛行員構成,航空電子系統提供功能和能力,飛行員負責任務的組織。隨著航空電子系統技術發展和空中體系作戰的需求,飛機任務系統根據作戰使命和環境,依據飛機自身能力進行任務的組織,實現飛機任務活動。針對全球戰略組織的需求,飛機的任務轉變為面向全球空間環境,獲取全球的信息感知,運用全球的能力條件,實施全球的事件響應,支持實現全球的戰略目標[1]。因此,新一代飛機任務系統是從戰術力量組織到戰略與戰術力量綜合組織一個重要的概念轉變,其目標從構建當前戰場優勢轉變為到構建國家戰略優勢。

1 新一代飛機任務系統需求

1.1 任務系統戰略組織需求

任何飛機的需求都是基于任務組織的概念,即任何飛機都具有使命、目標和能力需求,構成飛機任務的組織目標。隨著當前技術的進步與高速發展,飛機能力能覆蓋全球的區域,信息技術能覆蓋全域的空間,能力組織能覆蓋所有的領域能力(如云組織和大數據)[3-4]。這種視角、層次和深度的變化,推動了新一代飛機從戰術的層面向戰略的層面轉變。新一代飛機的使命不再局限于局部區域,而是轉向全球的區域；飛機目標不再局限于局部的事件,而是轉向全域的信息；飛機能力不再局限于自身能力,而是轉向全球、全域、全空間能力。

因此,新一代飛機任務系統是面向全球戰略需求,共享全球戰略視景,支持全球戰略組織,覆蓋全域作用空間,依據全域能力支撐,構建全球戰略體系組織的核心力量。根據戰略組織體系需求,全球作戰體系主要由戰略空間與環境、戰略能力與力量和戰略目標與任務[5-6]。

1)戰略空間與環境

新一代飛機任務系統首先要面向全球戰略空間與領域,確定戰略環境的作用范圍,覆蓋全球區域與地區、全域信息與空間和全程范圍與譜系,形成戰略系統體系組織優勢。

2)戰略能力與力量

新一代飛機任務系統要基于全球戰略最大的能力組織,覆蓋全球戰略組織的信息、專業和業務作用領域,形成面向全球戰略組織的最寬的能力感知、最大的能量的獲取和最有效的力量的應用優勢。

3)戰略目標與任務

新一代飛機任務系統要基于全球戰略最大的任務響應,面向全球空間,基于全球能力,覆蓋全球區域,構建全球警戒、全球到達和全球力量優勢[7]。

新一代飛機任務系統是基于上述戰略空間與環境、戰略能力與力量和戰略目標與任務,構建全球與全域事態監控,形成戰略感知和監測能力；構建全域與全空間任務組織,形成戰略任務執行能力。

1.1.1 全球與全域事態監控

全球與全域事態監控是針對全球危害可能產生的威脅,從戰略、戰術和事件3個視角,確定危害源頭,識別危害的環境,明確危害的形式。全球與全域事態監控通過基于全球所有區域、環境、事件狀態和變化的感知,面對全域空間信息、技術和能力狀態和變化的監控,實時對全球與全域安全、安防和安定的威脅監控,建立面向全球和全域威脅的持續感知警戒。全球與全域事態監控如圖1所示。

圖1 全球與全域事態監控Fig.1 Global and all regional event monitoring

1.1.2 全域與全空間能力組織

全域與全空間能力組織是針對全球技術與能力、環境與事件、安全與安防的威脅,根據全球區域、空間和領域的到達需求,從能力感知、能力轉換和能力組織3個方面,構建面向全域與全空間環境、事件和對方企圖的響應能力需求,構建基于全域與全空間的能力組織、能量轉換與力量集成,構建全域與全空間對抗體系組織、任務組織和任務活動能力。全域與全空間能力組織如圖2所示。

圖2 全域與全空間能力組織Fig.2 All regional and cyberspaces capability organizing

1.1.3 全域與全范圍任務響應

全域與全范圍任務響應是針對全球威脅,根據全球警戒的要求,從響應時間、響應速度和響應隱身3個方面,支持面向全球地區的區域、環境和事件的到達,建立任務系統物理操作活動能力；支持面向全球空間的物理、賽博和時間的全域空間的到達[8-11],建立任務系統信息技術活動能力；支持面向全球領域的業務、專業和信息的全狀態到達,建立任務系統應用組織活動能力。全域與全空間任務響應組織如圖3所示。

圖3 全域與全空間任務響應組織Fig.3 All regional and cyberspaces task response organzing

1.2 未來作戰優勢

任何作戰優勢都是建立在系統的情報掌握、充分的能力保障和有效的活動組織基礎上。情報掌握是建立作戰的場景組織,能力保障是建立作戰的能力組織,活動組織是建立作戰的任務組織。

從戰術層面上,情報掌握是建立戰術使命的場景組織,通過面向對方3個層面:使命、任務和活動需求,掌握相關3個要素:意圖、能力和狀態,實現戰術信息組織；能力保障是建立戰術對抗的能力組織,通過面對飛機自身3個層面:目標、角色和響應的需求,構建相關3個要素:業務、功能和資源,實現戰術能力保障；活動組織是建立戰術目標組織,通過面向飛機任務系統的3個層面:環境、組織和能力需求,建立相關的3個要素:過程、關系和結果,實現戰術任務活動組織。

從戰略層面上,情報掌握通過利用全球和全域信息,掌握空域、時域和網(賽博)域[10]信息的變化、關聯和趨勢,實現全球和全域戰略空間的技術與能力、事端與環境、安全與防護的監視,構建全球和全域的態勢感知,形成全域和全球戰略環境的警戒組織；能力保障通過利用全球和全域的能力,掌握全球和全域的信息、專業和業務能力的環境、條件和變化,構建全球和全域的能力組織,實現全球和全域面向戰略場景能力組織、轉換和集成,形成全域和全球的戰略能力組織；活動組織通過利用全球和全域的狀態,掌握全球和全域的物理、賽博[10]和時間空間的區域、環境和事端,構建全球和全域的響應組織,實現全球和全域面向戰略目標的任務組織、實施和綜合,形成全域和全球的戰略任務組織。

1.2.1 信息感知優勢

信息感知優勢是任務系統優勢的前提。信息感知的主要任務是獲取與飛機任務相關的信息,理清這些信息的條件和環境,識別這些信息的關系和組織,確定這些信息的作用和權重,推測這些信息產生的結果和性能。信息感知首先是信息獲取的感知,包括環境因素態勢、條件關系模式和信息類型組織；其次是信息組織的識別,包括由直接關聯、間接關聯和關聯權重；第三是信息能力的推測,包括目標組織、能力形式和結果性能。信息態勢組織如圖4所示。

信息感知優勢形成任務系統的認知優勢。從飛機任務系統組織的角度來說,信息感知的目標主要是為飛機任務系統構建場景、確定范圍、預計結果。飛機任務系統信息感知優勢是有效的場景組織、準確的范圍確定以及明確的結果能力。因此,構建信息感知優勢是實現更加寬廣的信息感知,包括更寬的感知環境和范圍、更廣的感知因素和條件、更多的感知信息類型和構成；更加有效的信息組織,包括有更確切感知的信息之間交聯、更廣泛感知的信息支持、更清晰感知的信息影響；更加準確的結果預測,包括更清晰的感知目標需求、更明確的感知能力構架、更精確的感知結果形式。這種信息感知優勢為新一代任務系統的任務能力組織奠定了基礎。

1.2.2 能力組織優勢

能力組織優勢是任務對抗組織的優勢。能力組織的主要任務是針對系統態勢感知的結果,建立與其相對應的能力模式,支持系統的任務組織。能力組織主要是根據系統態勢感知形成的對方企圖、能力推測,確定與其對抗的相關能力類型,確定對抗能力作用的領域,建立對抗能力組織模式。相關能力類型是根據能力影響和范圍,構成信息能力的組織；根據能力特征與技術,構成專業能力的組織；根據能力應用環境與目標,構成業務能力的組織。相關能力的作用領域是根據對抗能力的活動特征,構成能力的作用空間與模式；根據對抗能力的目標需求,構成能力的作用領域與目標,根據對抗能力的組織模式,構建能力的轉換機制與方式。能力對抗組織的關系如圖5所示。

圖4 信息態勢組織Fig.4 Information awareness organizing

圖5 能力組織Fig.5 Capability organizing

能力組織優勢是任務系統形成的能力組織優勢。任務系統的能力組織主要是根據任務系統的感知推測,構建與其對抗的能力類型、作用領域和組織模式。飛機任務系統能力的組織優勢是建立支撐的能力類型組織、協同的能力作用領域和有效的能力組織模式。支撐的能力類型組織是依據任務感知推測結果和自身環境確定相關的信息構成,依據不同信息需求與技術特征建立專業功能,依據專業能力與應用目標形成的業務能力組織。協同的能力作用領域是依據信息、專業和業務的能力類型模式確定作用空間和范圍,根據信息、專業和業務的能力活動方式確定作用領域和目標,根據信息、專業和業務的能力性能要求確定作用時域。有效的能力組織模式是依據系統感知能力識別與當前環境與建立場景需求的能力組織,依據場景組織模式與任務目標建立任務關系與權重的能力組織,依據任務組織與目標要求建立任務活動的能力模式。

1.2.3 任務響應優勢

任務響應優勢是指任務組織的目標優勢。任務響應的主要任務是根據任務系統的信息感知,依據任務系統的能力組織,針對任務系統的使命要求,建立基于當前環境的任務場景模式、基于任務場景的能力作用組織和基于成立的任務活動組織。任務響應首要任務是構建任務場景。任務場景是根據飛機的任務使命,依據飛機當前的環境背景,構建基于事件模式、專業分類和業務組織,形成系統的任務場景。任務響應的第2項任務是建立任務的能力。任務的能力是基于任務場景的組織需求,根據系統能力組織支持,構建基于信息空間的能力、作用領域和能力類型的能力組織,形成支持任務場景和任務使命的任務能力。任務響應的第3項任務是建立任務活動和過程組織。任務過程組織是基于任務場景的需求與關系,根據任務能力的類型和作用,針對使命要任務和任務組織,建立實現任務目標的活動和過程,形成任務系統目標,實現能力組織。任務響應組織關系如圖6所示。

圖6 任務響應組織Fig.6 Task response organizing

任務響應優勢是指任務系統形成的過程組織優勢。任務系統的過程組織主要是根據任務系統的感知推測和系統能力組織模式,構建與其對抗的任務場景、任務能力和任務過程組織。飛機任務系統的任務響應組織優勢是建立實際的任務場景模式、相關的任務能力組織和有效的任務過程設計。實際的任務場景是基于當前的背景環境,根據任務系統感知,建立反映場景活動的事件組織,反映場景能力專業組織,反映場景結果的業務能力。相關的任務能力是基于任務環境,依據任務場景組織,確定任務信息能力、作用領域和任務目標需求,形成系統基本能力到場景構成的能量轉換,任務場景的構成能量到任務過程的力量轉換,形成任務能力組織。任務過程組織是基于任務場景模式,依據任務能力組織和情景任務能力需求,建立任務系統架構,形成任務活動與過程組織。

1.3 新一代飛機任務系統能力組織

新一代飛機任務系統能力組織主要概念是針對全球、全域和全空間的任務目標與需求,根據全球、全域和全空間任務的關聯環境,依據系統最大能力組織的概念,構建基于戰略支持背景能力、戰術對抗組織能力和作戰節點任務組織架構,形成全球戰略與戰術目標的全球、全域和全空間最大能力組織與運用。

1.3.1 “蝴蝶效應”

“蝴蝶效應”是復雜系統能力聚集、積累和傳遞的著名論述[12]。復雜系統能量具有積累效應是指在系統的運動過程中,如果起始狀態稍微有一點改變,那么隨著系統的演化,這種變化就會被迅速積累和放大,最終導致系統行為發生巨大的變化。復雜系統的演化途徑通過謠言模式實現能量集成效應,在戰略、戰術和任務的組織下,最終實現面向全球、全域、全空間的戰略能力、戰術能量和任務力量的組織。

新一代飛機任務系統是作為整個復雜網絡空間作戰節點而存在的。按照“蝴蝶效應”理論,全球物質、事務和環境都存在著某種內在關聯,這些相互依存的復雜關系存在很大的能量。即對于一個復雜系統,在一個合適的環境和條件下,任何一個很小物質的微弱的事務變化,都可能產生巨大的影響和效果。因此,新一代飛機任務能力主要是基于“蝴蝶效應”,通過感知任何微小的事務和信息,建立與事務和信息相關的組織和增強機制,利用全球、全域和全空間存在的能量關聯,針對戰略、戰術和任務的組織,通過能力、能量和力量的轉換,形成對應用目標巨大的能力響應。“蝴蝶效應”是通過環境條件基礎、能力效應支撐和應用作用的關聯形成的。

1)環境與基礎:“謠言模式”

“蝴蝶效應”的主要思想是基于世界上存在大量的能力,任務系統則是通過感知和建立關聯機制,將這些能力充分調動起來,集中在特種應用環境和特定應用任務上。“謠言模式”[13]就是世界上存在能力的組織機制。即世界上的能力存在形式像“謠言”存在形式一樣,基于特定信息和能力相關,基于條件和焦點關聯,面向事件和關系條件?！爸{言模式”主要包含:信息與能力、條件與焦點、事件與關系。

2)能力與條件:能力模式

針對“謠言模式”的構成,雖然建立了各種信息與能力構成,確定了條件與焦點模式,形成了事件與條件激勵,但時間上的能力從存在到組織到應用還必須與環境相關、與組織相關和與應用相關模式,通過適時和適當的轉換,實現不同層面的可用的能力、能量和力量。能力模式主要包含:環境與能力、組織與能量、應用與力量。

3)應用與作用:組織模式

針對能力、能量和力量組織與轉換,雖然通過環境與能力識別、組織與能量轉換,應用與力量組織,但這些必須建立在相關作用對象與環境中,實現飛機作戰任務的能力、能量和力量組織。組織模式主要包含:戰略與能力集成、戰術與能量機動、任務與力量綜合。

1.3.2 任務系統能力組織

新一代飛機任務系統根據“蝴蝶效應”機理,通過采用復雜系統抽象組織和系統優化方法,依據系統最大支持能力組織概念,面向基礎與背景能力,構建任務系統的戰略支持背景能力組織；依據系統最優應用能力組織的概念,構建任務系統戰術場景和對抗能力組織；依據系統最有效活動能力組織概念,構建系統任務過程能力組織。即戰略能力、戰術能力和任務能力組織3層模式架構,形成面向全球、全域、全空間的戰略背景、戰術場景和任務模式能力的組織。

1)戰略支持背景能力

戰略支持背景能力體現在面向戰略目標需求層面。即依據戰略能力涉及的領域,建立其余相關和支持目標實現的基礎能力。包括如基礎設施、知識能力、數據庫、信息網絡、信息能力、專業能力和業務能力,以及戰略愿景實現的途徑,形成戰略能力目標、戰略能力領域和戰略能力方法,為系統戰術組織和任務組織奠定基礎支撐能力。

① 戰略能力目標構建覆蓋全域空間優勢,警戒全球領域優勢,獲取全球能力優勢,響應全球目標優勢,形成壓倒性優勢。

② 戰略能力領域包含戰略信息能力與作用、戰略技術能力與知識、戰略環境事態與情報、戰略威脅與安全防護和戰略能力與力量組織。

③ 戰略能力方法包括目標與空間的到達、信息與情報的獲取、知識與技術的掌控、安全與安防的監控以及能力與力量的組織。

2)戰術場景組織能力

戰術場景組織能力體現在面向任務的應用組織層面。即根據戰略背景的支持能力,針對目標作戰環境,依據任務節點的專業優勢(如預警、情報分析、攻擊等),建立戰術對抗的場景,構建作戰對抗模式,確立對抗能力的優勢,明確優勢的作用空間,形成戰術能力目標、戰術能力領域和戰術能力方法,為系統任務組織建立系統框架與環境。

① 戰術能力目標構建使命目標組織優勢,戰場環境信息優勢,任務作用空間優勢,能力協同組織優勢和體系對抗任務優勢。

②戰術能力領域包含戰場系統目標架構組織,戰場環境信息能力感知,戰場空間組織作用能力,戰場任務活動協同優化,戰場體系能力組織對抗。

③戰術能力方法包括作戰使命的規劃與場景組織,作戰環境能力與模式的組織,戰場空間、領域與時域的組織,網絡協同模式與信息的組織,體系對抗模式與任務的組織。

3)任務過程組織能力

任務過程能力的組織體現在面向作戰任務過程的能力組織層面。即根據戰略背景的使命和提供的基礎能力,依據戰術場景目標要求和作用空間的能力保障,針對基于戰術場景的任務節點組織,建立節點任務目標、關系和角色要求,形成任務能力目標、任務能力領域和任務能力方法,實現戰術場景組織和目標,增強戰略背景的支撐能力。

① 任務能力目標構建任務目標的能力優勢,任務環境的組織優勢,任務過程的優化優勢,任務結果的性能優勢,任務管理的組織優勢。

②任務能力領域包含任務響應的應用與作用,任務響應的感知與組織,任務響應的角色與關系,任務響應的行為與效能,任務響應的管理與性能。

③任務能力方法包括任務能力與作用領域組織,任務需求與響應能力組織,任務目標能力與活動組織,任務過程能力與性能組織,任務結果綜合與效能組織。

1.3.3 任務系統能力組織面臨的挑戰

新一代飛機任務系統組織是面向全域空間、全域信息和全域的能力組織。但是,全域的能力是無窮的和無盡的,所有的事物是關聯的和無序的,環境影響是不確定的和動態的,人們的認知是有限的和有錯的。因此,新一代飛機任務系統組織超越了當前的任務組織邏輯與領域范圍,也超越了人們傳統的認識和思維模式。其主要特征有:

1)戰略能力層面的問題

已知新一代任務系統戰略能力是面向全球、全域、全空間的戰略的能力環境、感知與組織,必然存在無窮的信息、無盡的范圍和無限的環境問題。因此,新一代任務系統戰略能力組織面臨的問題:面向有用/無用、固態/瞬態、關聯/非關聯的戰略信息獲取,面向有效/無效、動態/靜態、邏輯/非邏輯的戰略狀態管理,面向協同/沖突、冗余/非冗余、確定/非確定的戰略能力組織。

2)戰術能力層面的問題

已知新一代飛機任務系統戰術能力是基于戰略能力支持,構建面向不同使命、不同環境、不同空間和不同能力的戰場組織優勢,必然存在不確定的場景問題、不確定的領域和不確定的能力。因此,新一代飛機任務系統戰術能力面臨的問題:①面向多環境、多空間、多信息的戰術場景與使命組織；②面向多知識、多專業、多技術的戰術領域與過程組織；③面向多組織、多缺陷、多沖突的戰術能力與目標組織。

3)任務能力面臨的問題

已知新一代飛機任務系統任務能力是基于戰略能力支持和戰術能力的組織,構建面向多重任務環境、多重任務能力和多重任務操作的任務組織優勢,必然存在動態任務環境與目標、動態任務能力與性能、動態任務操作與效率問題。因此,新一代飛機任務系統任務能力面臨的問題有:

① 面向動態環境、多種目標保障需求、不一致業務模式的任務應用組織。

② 面向動態能力、多種性能支撐需求、不完善專業模式的任務功能組織。

③ 面向動態過程、多種操作效率需求、不完整資源類型的任務資源組織。

2 新一代飛機任務系統的任務組織

新一代飛機任務系統的任務組織模式是根據新一代飛機任務系統戰略組織模式,針對在戰略層面、戰術層面和任務層面存在的問題,采用傳統靜態邏輯組織的系統架構、確定系統處理與組織模式、靜態有效性能力轉換組織,無法滿足新一代飛機任務系統的復雜系統組織的特征、不確定性處理特點和動態能量機動能力組織方式的需求。因此,必須采用新的概念和技術方法,構建新一代飛機任務的架構組織,形成任務系統戰略組織模式、戰術組織模式和任務組織模式。

2.1 任務組織方法

新一代飛機任務系統的戰略模式包含面向戰略層面、戰術層面和任務層面的能力組織。在系統組織方面,新一代飛機任務系統對應不同空間、不同領域、不同組織的系統組織,支持不同目標、不同應用、不同環境的系統能力,提供不同任務、不同過程、不同條件的系統活動。在系統處理方面,新一代飛機任務系統對應不同區域、不同空間、不同業務的信息感知,支持不同需求、不同專業、不同活動的操作模式,提供不同認知、不同條件、不同邏輯的處理模式。在系統能力方面,新一代飛機任務系統對應不同使命、不同組織、不同作用的系統需求,支持不同應用、不同專業、不同知識的系統應用,提供不同目標、不同任務、不同環境的系統過程。因此,如何針對新一代飛機任務系統需求,建立系統能力組織模式、系統信息處理模式和系統邏輯處理模式是新一代飛機任務系統核心任務[14-15]。

1)能力組織模式——云組織

云組織是指虛擬化系統組織、分布式處理、并行處理和網格組織與計算的系統組織與處理架構,形成面向各種能力的云組織,支持各種應用云平臺,提供各種服務的云計算。新一代飛機任務系統云組織處理模式有:系統組織虛擬化——組織模式、資源組織分布化——管理模式、能力組織最大化——能力模式、邏輯組織專業化——處理模式、應用組織業務化——應用模式。

2)信息處理模式——大數據

大數據[16]是指通過對領域、范圍、連續、離散、隨機海量數據的收集,通過空間關聯、事件關聯、環境關聯、邏輯關聯、時間管理和趨勢關聯數據相關性分析,形成對各種領域、環境、業務、任務、活動的關聯的信息能力。新一代飛機任務系統大數據處理模式有:系統組織虛擬化——組織模式、資源組織分布化——管理模式、能力組織最大化——能力模式、邏輯組織專業化——處理模式、應用組織業務化——應用模式。

3)邏輯處理模式——智能化

智能化是指通過對當前已有的信息能力存在目標混沌、能力缺陷、環境變異、范圍限制、邏輯離散、行為沖突現狀,根據信息內在領域、業務、邏輯、能力關聯模式,依據知識和經驗的驅動與推理,形成支持業務、任務、活動的優化組織與處理模式。新一代飛機任務系統智能化處理模式有:信息業務智能化——應用領域、信息邏輯智能化——處理模式、信息時間智能化——作用時域、信息環境智能化——有效環境、信息發展智能化——發展預期。

2.2 戰略層組織

新一代飛機任務系統戰略層組織是基于“蝴蝶效應”機理,針對戰略目標需求,感知和獲取全球、全域、全空間的信息、技術和事件環境,構建相關的信息能力、專業能力和業務能力組織,形成面向戰略目標的戰略層組織架構。

針對戰略層能力組織與需求,首先,根據戰略組織的復雜信息與能力特征,構建最大范圍信息平臺,獲取、分類目標信息組織,建立面向不同能力、不同領域、不同空間組織的信息云；其次,根據戰略組織的復雜技術與邏輯特征,構建最大范圍專業平臺,獲取、分類目標專業組織,建立面向不同知識、不同技術和不同邏輯組織的專業云；第三,根據戰略組織的復雜環境與事件特征,構建最大范圍的業務平臺,構建面向不同應用、不同目標、不同環境的組織業務云。最終通過信息云、專業云和業務云的一體化組織構成戰略云平臺。任務系統戰略云平臺如圖7所示。

圖7 任務系統戰略云平臺Fig.7 Strategy cloud platform of task system

戰略云平臺是針對系統戰略愿景的組織,構建基于大數據的信息組織、專業組織和業務組織,建立虛擬化、分布式、網格化信息能力模式組織,形成支持戰略愿景的云平臺。

1)信息云組織

信息云組織[17]是由面向戰略愿景的信息感知(包含信息、類型和環境)、能力識別(包含元素、關系和權重)和事件模式(包含結果、特征和條件)構成。信息云根據戰略云平臺的架構,通過采用基于云平臺的大數據分析模型、推理模型和歸納模型,確定信息云的信息類型與范圍、信息條件與組織、信息能力與能力熵組織。信息云組織如圖8所示,圖中:f1(*)、f2(*)、f3(*)和F*均代表一種函數。

2)專業云組織

專業云組織是由面向戰略能力的行為組織(包括信息、能力和事件)、技術領域(包括方式、類型和行為)和專業模式(包括作用、技術和過程)構成。專業云根據戰略云平臺的架構,通過采用基于云平臺的大數據分析模型、推理模型和歸納模型,確定專業云的專業類型與范圍、專業條件與組織、專業能力與結果熵。專業云組織如圖9所示。

圖9 專業云組織Fig.9 Specialty cloud organizing

3)業務云組織

業務云組織[18]是由面向戰略目標的活動組織(包括事件、技術和專業)、應用領域(包括領域、環境和活動)和業務模式(包括能力、知識和認知)構成。業務云根據能力云平臺的架構,通過采用基于云平臺的大數據分析模型、推理模型和歸納模型,確定業務云的業務類型與范圍、業務條件與組織、業務能力與能力熵組織。業務云組織如圖10所示。

4)戰略云平臺組織

戰略云平臺組織是基于戰略愿景、能力和目標組織模式,通過信息云、專業云和業務云的能力綜合,根據云能力指數的權重配置,依據云能力熵的置信度分配,形成的戰略云平臺能力組織。戰略云平臺組織如圖11所示。

圖10 業務云組織Fig.10 Business cloud organizing

圖11 戰略云平臺組織Fig.11 Tactics cloud platform organizing

2.3 戰術層組織

新一代飛機任務系統戰術層組織是基于戰略層定義的使命、背景和能力,針對作戰應用需求,建立面向全球、全域、全空間的作戰場景,構建相關的作用領域,構建能力支持、能量轉換和能力集成模式,形成面向戰術目標的戰術層組織架構。

針對戰術層作戰組織與需求,首先,根據戰術組織的復雜環境與條件特征,構建覆蓋戰場模式的場景想定,形成戰場,戰役和作戰應用模式,建立面向不同應用、不同環境、不同能力組織的場景云。其次,根據戰術組織的復雜領域與空間特征,構建應用戰場模式的作用領域,形成空間、領域和時域作用模式,建立面向不同領域、不同技術和不同作用組織的領域云。第三,根據戰術組織的復雜能力與轉換特征,構建支持戰場模式的能力組織,形成能力、能量和力量組織與集成,建立面向不同環境、不同目標、不同等級組織的能力云。最終通過場景云、領域云和能力云一體化組織構成的戰術云平臺。任務系統戰術云平臺如圖12所示。

圖12 任務系統戰術云平臺Fig.12 Tactics cloud platform of task system

戰術云平臺是針對系統使命目標的組織,其構建基于大數據的復雜系統的場景能力與組織、領域能力與應用能力與組織,建立虛擬化、分布式、網格化系統的使命場景、作用領域和能量集成,形成支持戰術目標組織云平臺。

1)場景云組織

場景云組織是由面向戰術環境的應用組織(包括目標、環境和條件)、能力組織(包括體系、網絡和節點)和任務組織(包括攻擊、防御和安全)構成。場景云根據戰術云平臺的架構,通過采用基于云平臺的復雜系統組織模型、復雜系統不確定處理和復雜系統動態模式,確定空間云的場景應用與模式、場景活動與能力、場景結果與熵。場景云組織如圖13所示。

圖13 場景云組織Fig.13 Scenario cloud organizing

2)領域云組織

領域云組織[19]是由面向戰術活動的空間組織(包括空間、地面和太空)、領域組織(包括信息、技術和賽博)和時域組織(包括時間、頻率和速度)構成。領域云根據戰術云平臺的架構,通過采用基于云平臺的復雜系統組織模型、復雜系統不確定處理和復雜系統動態模式,確定領域云的領域模式與范圍、領域活動與能力、領域結果與熵。領域云組織如圖14所示。

圖14 領域云組織Fig.14 Domain cloud organizing

3)能量云組織

能量云組織[20]是由面向戰術目標的能力組織(包括信息、專業和業務)、能量組織(包括任務、環境和結果)和力量組織(包括應用、目標和效能)構成。能量云根據戰術云平臺的架構,通過采用基于云平臺的復雜系統組織模型、復雜系統不確定處理和復雜系統動態模式,確定能量云的能量感式與范圍、能量活動與組織、轉換結果與熵。能量云組織如圖15所示。

圖15 能量云組織Fig.15 Energy cloud organizing

4)戰術云平臺組織

戰術云平臺組織是基于戰術環境、活動和目標組織模式,通過場景云、領域云和能量云的組織綜合,根據云能力指數的權重配置,依據云能力熵的置信度分配,形成的戰術云平臺能力組織。戰術云平臺組織模式如圖16所示。

圖16 戰術云平臺組織模式Fig.16 Organizing modes of tactics cloud platform

2.4 任務層組織

新一代飛機任務系統任務層組織是基于戰術層定義的場景、領域和能力,針對任務組織需求,建立覆蓋全球、全域、全空間的任務組織,構建支持任務活動的功能能力,構建運行功能組織的資源環境,形成面向任務組織的任務層組織架構。

針對任務層任務組織與需求,首先,根據任務組織的復雜環境應用模式特征,構建支持作戰任務的應用目標、功能和效能組織,建立面向不同應用、不同業務、不同條件組織的任務云。其次,根據任務組織的復雜領域功能能力特征,構建支持作戰任務的功能品質、力量和效率組織,建立面向不同作用、不同專業和不同邏輯組織的功能云。第三,根據任務組織的復雜資源能力與操作特征,構建支持作戰任務的資源效率、力量和有效性組織,建立面向不同目標、不同操作和不同性能組織的資源云。最終通過任務云、功能云和資源云的一體化組織構成任務云平臺。任務云平臺如圖17所示。

圖17 任務系統任務云平臺Fig.17 Task cloud platform of task system

任務云平臺是針對系統任務目標的組織,構建基于大數據的動態不確定系統的應用任務與組織、支撐能力與組織、操作模式與組織,建立虛擬化、分布式、網格化系統目標和活動組織,形成支持任務目標支持的云平臺。

1)任務云組織

任務云組織是由面向任務目標的戰場感知(事件、專業和業務)、任務組織(目標、過程和環境)和任務管理(狀態、能力和有效性)構成。任務云根據任務云平臺的架構,通過采用基于云平臺的系統動態組織模型、系統不確定處理和環境自適應模式,確定任務云的應用任務與模式、任務活動與能力、任務結果與熵。任務云組織如圖18所示。

圖18 任務云組織Fig.18 Task cloud organizing

2)功能云組織

功能云組織是由面向任務能力的處理模式(包括應用、任務和效能)、功能組織(包括空間、領域和時域)和功能管理(包括能力、能量和力量)構成。功能云根據任務云平臺的架構,通過采用基于云平臺的系統動態組織模型、系統不確定處理和環境自適應模式,確定功能云的功能組織與模式、功能處理與能力、功能結果與熵。功能云組織如圖19所示。

圖19 功能云組織Fig.19 Function cloud organizing

3)資源云組織

資源云組織是由面向任務運行的資源模式(包括類型、能力和條件)、資源組織(包括操作、過程和效率)資源管理(包括狀態,故障,有效性)構成。資源云根據任務云平臺的架構,通過采用基于云平臺的系統動態組織模型、系統不確定處理和環境自適應模式,確定資源云的資源組織與模式、資源操作與能力、資源結果與熵。資源云組織如圖20所示。

圖20 資源云組織Fig.20 Resource cloud organizing

4)任務云平臺組織

任務云平臺組織是基于任務組織、功能處理和資源操作組織模式,通過任務云、功能云和資源云的組織綜合,根據云能力指數的權重配置,依據云能力熵的置信度分配,形成的任務云平臺能力組織。任務云平臺組織如圖21所示。

圖21 任務云平臺組織模式Fig.21 Organizing mode of task cloud platform

3 結 論

針對新一代飛機戰略目標與需求和未來作戰優勢組織與領域,討論了 “蝴蝶效應”的能力組織思路,論述了新一代飛機任務系統發展思路和面臨的挑戰,提出了基于云組織、大數據和智能化的任務系統構架組織思路和方法,構建了任務系統戰略層、戰術層和任務組織模式,為新一代飛機任務系統研究作了一些探索。

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