美國防情報局“機器輔助分析快速存儲系統”項目風險管理研究

■ 王振宇

大數據時代的到來，為軍事情報搜集、處理、分析等環節帶來了新的風險和挑戰。為將軍事情報優勢轉化為決策優勢，美國防情報局決定利用大數據技術和人工智能技術開發新的軍事情報數據庫，以取代此前使用的“現代化集成數據庫”（MIDB）。

2018 年，美國防情報局經過實驗研究和論證后，決定開發“機器輔助分析快速存儲系統”（下文簡稱MARS 系統）作為實驗研究示范項目。該系統的建設目的是將當下存儲基礎軍事情報的數據庫轉化成一個多維、靈活和嚴格的數據環境。該項目的開發遵循嚴格的風險管理流程，包括使用嚴格的項目收購計劃、使用“敏捷開發”方法，增強利益相關者的交流與反饋等方式。國防情報局（DIA）和政府問責局（GAO）通過訪談、調研、查閱資料等方式對MARS 項目進行風險識別和風險管理。

1 MARS 系統的研發背景與內容

1.1 MARS 項目簡介

美國國防情報局開展的“MARS”項目于2018 年立項，計劃開發周期為6 年，目前正處于開發中期。該項目的主要承包商為諾斯羅普·格魯曼公司，項目合同約為44 億人民幣（6.9 億美元）。

MARS 系統主要用來處理“基礎軍事情報”。MARS 將使從美國作戰人員到國家安全決策者的每個人都更容易的擁有情報。作為MIDB 系統的升級系統，MARS系統在能夠為作戰人員和決策者提供基礎軍事情報外，能夠在信息化時代滿足情報界對信息的需求。同時，該系統使用機器學習和自動化技術，從而提升效率。MARS 系統的最終設計目的是連接到數以百計的國防部情報、規劃和基于作戰的工具和系統。該系統由5 個模塊構成，分別是基礎設施、戰斗命令、情報任務數據、網絡空間、空間和對抗空間。

為保證該項目開發過程穩妥，以美國政府審計總署為代表的監督機構對該項目的開發進展進行持續跟蹤，并根據對項目開發過程中的風險進行管理。通過對該項目進行文件審查、相關人員訪談，重新評估項目流程，美政府審計總署在提交國會的報告中指出了該項目有何風險、管理項目風險。盡管中美國情與管理方法不一，但當前主流的“敏捷開發”方法和項目風險管理方法確實具有理論和實踐的先進意義。通過研究MARS 系統的項目風險管理，有助于提升我情報機構開發“機器學習”和人工智能系統的科學性、實用性，并以更加動態、靈活和定制化的方式開發契合用戶需求的系統[1]。

1.2 MARS 項目開發方式

作為MARS 系統開發的一部分，國防情報局正使用被稱為“敏捷開發”的項目開發方式。“敏捷開發”能夠實現持續的產品開發和交付。“敏捷”是指該方法強調以短周期、不斷增量的方式交付軟件，使開發過程具有更大的靈活性和適應性，從而滿足不斷變化的客戶需求。“敏捷開發”方式強調在項目的早期階段對項目進行更改和糾正，這能夠降低項目更改的成本、減少后期次數、減弱后期更改對項目的破壞性。“敏捷開發”方式的流程如圖1。

圖1 “敏捷開發”流程圖

圖2 MARS 項目開發計劃

“敏捷開發”方式采用敏捷的迭代過程，能夠降低開發復雜軟件過程中的固有風險。因為所有的項目開發都面臨風險和不確定性，選擇敏捷的開發方法能夠在早期開發階段發現風險，并通過頻繁的交付和反饋規避風險。

1.3 MARS 系統開發計劃

相較于美國國防部傳統軍事武器平臺開發流程，使用“敏捷開發系統”的MARS 項目開發計劃相對較短，項目承包商與用戶交流頻繁，能夠更廣泛地獲取用戶需求，不間斷地對項目開發進行調整。MARS 系統預計將彌補此前的軍事情報系統“MIDB”的不足，并大幅度增加提升情報搜集與處理的效率。例如，此前的MIDB 系統需要大量的手動操作來執行，而MARS 系統將對諸多流程進行自動化操作，并對戰斗進行動態情報保障（敵方組織與指揮結構、力量與構成、裝備配置）。此外，MARS 系統將集成“緊急來源”和“公開來源”的情報。

該項目開發計劃分為5 個階段、橫跨7 個財年。MARS 項目開發計劃見圖2。

2 MARS 項目風險識別

2.1 風險識別的意義

MARS 系統作為應用大數據技術和機器學習技術的新型情報數據系統，其項目風險開發有別于傳統軍事武器平臺開發項目。根據《2010 財政年度國防授權法案》第804 節，美國國防部長應開發和實施一種新的信息技術采集流程，該流程即為“敏捷開發系統”。美國政府問責局擔負美國國防部（DOD）重大國防采辦（MDAPs）績效評價的任務，并對美軍的重大國防采辦開展定期和不定期的評價，并提出有意義的建議[2]。根據美國政府問責局按照政府審計標準，于2019 年10 月至2020 年11 月對MARS項目進行績效審計，以對該項目進行風險識別。

作為“基礎軍事情報”數據環境打造的MARS 系統不同于其他國防武器裝備項目。該項目結合大數據和機器學習等前端技術，開發方式貼近于商用信息技術（IT）產業軟硬件開發。同時，由于情報數據的特殊性，該數據庫需打通多種技術情報數據庫的壁壘。此外，該項目要兼容現存的“現代化集成數據庫”，實現軍事情報數據庫轉換的無縫銜接。其次，根據美政府問責局2019年發布的報告，近年來的美軍事項目存在“采辦成本上升”“采辦周期延長、開發進度落后”“軍工集團壟斷”等問題[3]。因此，對該項目進行風險識別是必要的。

2.2 風險識別的方式

美國政府問責局為對MARS 項目進行風險識別，對國防情報局關于該項目的中期能力聲明、技術演示評估和技術風險總結等報告進行了審閱。此外，美國政府問責局對該項目的所有相關人員進行了訪談，以識別該項目

當前所面臨的風險。同時，政府問責局協調內部信息技術專家對信息技術相關內容進行評估，審閱了國防情報局MARS 計劃辦公室所提供的“國防部技術風險總結”“陸軍研究實驗室技術試點審查”等文件，與國家情報總價辦公室（ODNI）和國防部負責情報與安全的副部長辦公室（OUSD(I&S)）的監督官員就風險管理措施進行交流。

根據美國政府問責局此前發布的文件《敏捷評估指南：敏捷采用和實現的最佳實踐》，政府問責局針對MARS 項目的風險管理分為三個階段：早期參與階段、持續參與階段、后續反饋階段[4]。在早期參與階段，MARS 項目的風險識別主要針對客戶的需求，方式依賴于同客戶的調查和研討會；在持續參與階段，MARS 項目的風險識別通過與國防情報局MARS 項目管理辦公室官員的談話，對項目進行季度審查，采訪9 個作戰司令部（CCMDs）的作戰和情報官員，并持續跟蹤項目開發的細節；在后續反饋階段，主要是“基于軟件的反饋”和“將反饋納入后續開發過程”。

2.3 MARS 項目開發中的風險

根據識別，MARS 項目開發過程中主要存在以下風險：政策風險、技術風險和操作風險。

2.3.1 政策風險

目前美國國防部和情報界有很多政策規定如何創建、修改和共享基礎軍事情報。但同樣的，部分政策可能會限制MARS 項目的開發。根據MARS 項目所有相關人員的訪談，該項目的政策風險包含以下部分：

（1）數據風險。當前情報保密政策使得情報界成員內部以及美國盟友內部的情報數據共享存在障礙。以上關系到數據風險的政策不屬于國防情報局負責。而MARS 系統預計將比此前的“現代集成數據庫”包含和共享更多的數據，這將加劇MARS 項目的數據風險。

（2）過程質量風險。目前使用的“現代化集成數據庫”只允許部分特定的國防部機構在限定的領域更新和生成情報數據。但MARS 項目的意圖是允許國防情報系統任何個人可在該系統上添加和更新系統。因此，如何把握國防情報局確保更新的數據質量，并對其進行充分的檢查和驗證是一個不容忽視的風險。

（3）數據標準化風險。MARS 項目的所有相關方對于使用怎樣的數據標準存在分歧。雖然一些相關方已經注意到該項目需指定新的數據標準，但國防情報局還沒發布數據字典或詳細的數據標準。

2.3.2 技術風險

國防情報局官員表示，MARS 項目的目的是改變當前的情報數據環境。MARS項目計劃嘗試諸多新技術時會導致許多技術風險。該項目的技術風險包含以下部分：

（1）跨網絡解決風險。MARS 系統的數據需要能夠在各個層級網絡進行流通。目前的“現代化綜合數據庫”能力有限。流通性更強的數據能夠有效提升情報效率。因MARS 系統攝入的數據量會顯著增加，因此解決跨網絡的數據流通問題至關重要。

（2）多數據類型處理風險。MARS 系統將攝取大量不同種類的數據類型（例如，音頻、文本、圖像、信號）。不同數據類型不能使用單一的算法進行處理。因此，MARS 項目將不得不采用來自私營部門的多類型數據處理解決方案。

（3）與其他系統的互操作性風險。MARS系統需要與上下游諸多情報系統進行互操作。這些互操作包括數據自動獲取、加工、存儲和修改。修改某些高權限系統可能需要較多授權和較長的準備時間，這對MARS 系統的用戶充分利用該系統構成挑戰。

（4）自動化風險。MARS 系統的一個重要特征就是數據獲取和服務自動化。然而，MARS 系統的自動化水平及其自動化服務算法需要驗證其成熟度。

2.3.3 運營風險

MARS 項目的最終產品是一整套數據環境的系統，該系統需開發應用程序，以確保用戶能夠方便的使用。該項目的運營風險包含以下部分：

（1）相關用戶的轉移成本風險。目前大量軍事情報用戶使用“現代綜合數據庫”。當情報用戶轉而使用MARS系統時，需要對現有的3 個軍事情報數據庫系統進行升級，升級成本約為1.55億美元。因此，需確保此前的數據格式能被MARS 系統兼容。

（2）帶寬風險。MARS 系統計劃作為一個基于網絡的數據環境，其存儲和處理的數據量比其前身要大得多。這將導致MARS 系統需要更高的帶寬要求，這在戰術層面可能很難適應。此外，一些用戶表示，作為戰術層級單位，他們沒有能力建造額外的服務器。

表1 國防情報局吸引MARS 項目相關方所進行的舉措

（3）用戶風險。一些情報用戶表示，如果MARS 系統與“現代綜合數據庫”差異過大，或不能滿足用戶的獨特需求，一些關鍵用戶可能不會投向MARS系統。且MARS 系統需使得用戶了解其操作方式和功能。

3 MARS 項目風險管理

國防情報局使用敏捷方法開發MARS項目進行了一些風險管理活動。通過持續交付部分成果的方式可以不斷滿足用戶的需求。將MARS 項目開發工作分解為小的部門（迭代），并頻繁地將用戶反饋整合至未來的開發中有助于降低該項目開發風險。然而，也有一些風險是不能通過敏捷開發方式解決的。所以對項目進行風險管理是至關重要的。

3.1 廣泛調動項目全體參與方

國防情報局為降低MARS 項目的開發風險，已經采取了一些措施以滿足項目全體參與方的需求。例如，國防情報局已經舉辦了一系列講習班和研討會，以確定情報用戶對MARS 系統的需求。MARS 系統采用敏捷開發程序，該程序強調開發者從相關方收取頻繁的反饋。但MARS 項目尚無一個全面、長久的計劃來持續搜集相關方的反饋。

為了使得項目相關方了解MARS 項目，國防情報局項目組舉行了為期12 天的項目講習班，主要宣傳該項目的基礎設施構成和戰斗秩序。該講習班由美軍作戰司令部、國防部相關機構和參聯會官員參與，用以確定項目相關方對MARS 項目的需求。此外，在2019 年6 月，MARS項目辦公室舉行為期3 天的戰斗研討會，以確定那些負責描述和跟蹤外國軍隊的情報人員的需求。根據該研討會聚集了來自3 個作戰司令部、1 個軍種司令部、4 個國防情報局區域中心的項目相關方。在一系列的研討會中，國防情報局MARS 項目組已識別出用戶對于該項目的91 種能力和900 余種功能需求。

為廣泛調動MARS 項目相關方對該項目保持關注，國防情報局MARS 項目組向項目相關方提供了相關論壇和工具，主要內容見表1。

3.2 采用敏捷開發方式

MARS 項目采用敏捷開發流程，基于現實開發進度，允許項目用戶頻繁的參與項目開發進程，對開發進程進行反饋，并將反饋意見并入后續開發當中。盡管美國政府問責局認為國防情報局MARS項目組缺乏一個全面的指導計劃，但采用敏捷開發方式確實相對于傳統的“瀑布式”項目開發方式更有助宜。

此前計算機項目開發流程多采用瀑布式開發方式。該方式的開發流程是：需求、設計、開發、集成、測試和部署。該流程開發模式要求項目開發過程中完成前一階段后方能進入下一階段。因此被稱為瀑布。該種瀑布式開發方式是計劃驅動的順序開發，對于制造業等行業發揮著重要的作用，但卻不適用于快速發展的信息系統開發領域[5]。

敏捷開發方式能夠在開發過程中控制開發進度，控制成本和風險。該方式能夠通過迭代增量的方式來不斷改進產品特性，逐步產生理想的解決方案，先建立局部再拓展到整體，將風險分散并盡早得到反饋以進行改進，因此該方式更適合信息技術產業的產品開發[6]。

通過使用敏捷開發方式，能夠較大限度的了解用戶需求。在政府問責局對9 個作戰司令部的訪談中，有6 個作戰司令部的官員表示對MARS 項目開發上的接觸滿意。部分官員表示，他們和MARS 項目組人員正在進行實質性的接觸。例如，中央司令部的官員表示，國防情報局對在MARS 項目上的溝通和參與非常開放，并在出現任何問題時積極處理并與中央司令部進行溝通。

3.3 設置項目開發優先級和參與度指標

MARS 項目使用敏捷開發流程，基于實際開發進度，允許用戶頻繁的參與反饋，并將反饋意見并入后續的開發過程中。敏捷開發流程要求項目相關方（用戶方）制定一個產品負責人，有權根據相關方的需求建立優先級，并對階段性產品的滿意度進行表態。因不同項目相關方對于產品有不同的需求，且不同需求表示不同的不同項目相關方需求的優先級。美國政府問責局認為當前國防情報局尚未有長期的、完整的計劃來確定如何根據項目相關方的反饋來設置開發優先級和參與度。

美國政府問責局要求國防情報局MARS 項目組應做到以下幾點：

（1）記錄各項目相關方何時參與項目中來，及其對項目設計和決策的影響。

（2）對項目相關方的反饋進行記錄，并區分功能優先級。

（3）對項目相關方的參與和反饋進行記錄。

（4）對用戶滿意度進行度量。

對項目相關方的參與度和滿意度進行度量有助于確保所有項目相關方對項目進度保持知情和滿意。信息技術產業項目開發的經驗表明，發現缺陷的時間越晚，糾正缺陷的成本就越高。

4 結語

美軍當前情報數據系統已經過時，對軍事斗爭的情報需求無法滿足。使用大數據和機器學習技術的MARS 系統是美軍提升自身競爭力的有利手段。美國國防情報局使用敏捷開發方式開發MARS系統被認為是有效地。通過美國政府問責局對項目進行審查，發現了該項目開展的優勢和不足。通過使用敏捷開發方法，最大限度的滿足情報用戶對項目的需求，使項目產品快速迭代，項目開發高效透明，項目過程穩定可控。而國防情報局項目識別風險的方式，管理風險的方式值得我方學習。