本文介绍下任务工程中的任务架构的设计。

我们知道，任务工程指南已经出了两个版本，v1.0和v2.0。

这份指南只是讲了任务工程是什么，以及任务工程的流程。但是如何对任务模型进行建模却没有讲。

今年年初的时候，国防部研究和工程副部长办公室发布了任务架构的风格指南。这个指南的目的，是帮助任务架构师和 MBSE 工程师，基于任务工程指南 2.0 版中概述的原则，应用 MBSE 方法来创建基于模型的任务架构。

这份任务架构的设计指南面向的读者，主要是联合参谋部、战斗司令部、国防部副部长办公室任务集成部门、战斗支援机构和各军种的任务架构师和 MBSE 工程师。

这份任务架构的设计指南的目的，是国防部不同部门基于 MBSE 工具和数字工程环境集体协作，生产出可被整个国防部不同部门使用的MBSE任务架构模型。具体通过如下方式实现：

• 标准化国防部内的任务架构开发活动；

• 联邦的或模块化的模型设计；

• 减少定义模型时的元素和关系的差异；

国防部各部门在建模任务架构时，如果都能遵循这份指南的建议，可以带来如下好处：

• 提高任务工程社区对共享模型的理解和使用；

• 提高协作并减少了重复的工作；

• 利用整个企业的专业知识，提高模型保真度。

为了帮助大家更好地理解这份指南，下面梳理了涉及到的一些重要的知识点。

1. UAF 统一架构框架

架构框架是用于系统设计的规范化方法，确保建模的一致性。

它们帮助系统工程师从多个视角（viewpoints）创建不同的视图（views），以满足不同利益相关者的需求。多视角建模有助于描述企业（enterprise）和体系（SoS）的复杂性。

UAF 是由对象管理组织（OMG）开发的统一架构框架，整合了 DoDAF、MODAF 和 NAF。下图为 UAF 的演化历史。

UAF采用UAFML建模语言，它与其他建模语言的关系如下图：

相比其他框架，UAF 提供了更多视角（如安全、人员等），增强了建模能力。UAF 包含多个视角（viewpoints），每个视角由多个视图组成，支持从不同角度描述系统架构。视角包括：

• Summary & Overview（概述与总结）

• Strategic（战略）

• Operational（操作）

• Resources（资源）

• Services（服务）

• Personnel（人员）

• Security（安全）

• Projects（项目）

• Actual Resources（实际资源）

下图展示了UAF概念模型中战略要素之间的关系。企业驱动因素（Driver）会引发挑战（Challenge）或机会（Opportunity），企业需要具备相应的能力（Capability）来应对挑战或把握机会，从而实现期望的效果（Desired Effect）。同时，企业的实际状态（Actual State）决定了是否具备这些能力。这些要素之间通过依赖关系相互连接，形成了从战略目标到能力需求的完整逻辑链条。

2. 任务工程中的关键概念

任务工程中的关键要素 ↓

任务架构定义：

描述执行特定端到端任务的方法和方法的视图或表示，以及任务元素之间的关系和依赖关系。这包括任务活动、方法、系统、体系、组织和能力等要素。

任务架构的关键工作 ↓

任务工程概念和UAF的映射 ↓

基线、替代（备选）、偏离三者的区别

基线（baseline）和替代（alternative，备选）任务架构，是任务分析的精确描述。每个备选架构都是基线架构的变体。随着研究的进展，备选架构可能会发生变化。

与备选不同的是，偏离（excursion）的建模是为了表示基线中假设、任务元素和行为的变化。

注意备选和偏离架构之间的区别是很重要的——前者是向基线架构引入新技术或概念，而后者是对基线架构中所做的任务上下文、任务元素、行为和相关假设的更改。

偏离的例子包括切换基线架构中的现有技术，更改资产的位置，或更改场景中涉及的国家/参与者。

3. 任务架构模型的组织结构

在组织任务架构的模型结构时，应该采取联邦的、模块化的层级结构。红色虚线以上是解决方案无关的，虚线以下是解决方案相关的。↓

防部不同涉及到任务架构的部门的组织结构，应采取“枢纽-辐条”方式，由负责主导任务集成的副助理部长办公室（研究与工程副部长办公室下属机构）作为枢纽，协调联络国防部中任务相关的不同部门。↓

4. 任务架构的主要数字制品

任务场景目标 ↓

任务线程 ↓

战斗序列 ↓

任务工程线程（基于空基杀伤链F2T2EA流程）↓

任务工程线程的端到端视图 ↓

任务工程线程的端到端视图，用于显示任务元素之间的连接和信息交换。端到端视图可用于识别任务工程线程中存在的潜在差距或漏洞。

5. 向国防部高层决策者汇报任务工程结果的四大原则

有效汇报任务工程模型中的信息，使其能被国防部高层决策者清晰理解，可以提升任务模型在能力全生命周期中的价值。

在汇报时，需要遵循如下四大原则：

1. 模型作为单一真实来源

• 所有汇报信息应来源于模型，避免信息孤岛

• 提高模型完整性、可追溯性和生命周期价值

2. 结构化汇报

• 汇报应基于模型的结构和元模型（metamodel）生成

• 验证模型是否符合建模规范，提升一致性

3. 考虑受众

• 汇报形式应适应非系统工程背景的决策者

• 推荐使用表格、矩阵、PPT等格式，避免直接使用复杂模型图

4. 捕获复杂性，汇报简洁性

• 模型应完整表达系统复杂性，但汇报应简化呈现

• 图表应辅以说明文字或表格，提升可读性

基于模型的汇报演示流程 ↓

当基线和备选架构之间存在多次调整时，受众很难快速记住这些变更。为了在汇报时避免在PPT页之间来回切换，在基线和备选架构之间创建并排对比视图（下图 ↓ ）也很有用。