体系结构及DoDAF综述

体系结构综述耿新阶Tel:13910830901Email:gengxinjie@hotmail.com议程1、体系结构基本概念2、DoDAF概述3、深入讨论4、外军应用DoDAF的情况权威数据元模型元模型方法方法呈现呈现适用适用国防武器系统是最复杂的大系统高技术复杂性-嵌入式,实时,分布式,容错-定制，架构工程-高性能低技术复杂性-大多数是4GL,或基于组件的-应用工程-无明显的性能要求高管理复杂性-规模大-合同-许多干系人-项目型低管理复杂性-规模小-非正式-单个干系人-产品型国防MIS系统国防武器系统电信交换系统CASE工具空中飞行管制系统企业应用编译器电子表格小型分布式应用小型科学模拟大型组织/实体仿真普通项目:-5-10人-历时10-15个月-3-5个外部接口-几个风险汽车嵌入式软件小型数据库应用什么是体系•体系是由复杂系统组成的一个更大规模的、相互协作的、分布式的系统。——Kotov•体系是一个由独立起作用的若干系统组成的以实现特定功能的更大规模的系统组合，强调“整体大于部分之和”的系统功能。——美国国防采办大学•体系是一个由不同组织开发的相互依赖的子系统组成的大型、复杂、持久的系统集合，其目的是提供多种能力以完成多种任务。——JeremyM.Kaplan•SystemofSystems(SoS)•ComplexSystem体系的特征•成员具有独特的功能，独立进行功能演进•成员系统独立运行；•成员系统独立管理；•成员系统地域分布性，存在信息交互；•有机协同，具有涌现性（1＋1>2）；•不断发展进化。N×N阶接口什么是体系结构（架构）Architecture一词来自建筑，而结构是建筑的脊梁。体系结构（Architecture）:系统的基本组成，构成系统的组件、组件之间、组件与环境的交互机制，以及系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和演进应遵循的原则。ANSI/IEEEStd1471-2000体系结构=组件+关系+原则7•不同干系人关注不同视图•单一的模型或视图是不够的•多个视图,各自强调不同的特征和属性•视图之间有机关联，相互约束环境图结构图体系结构描述外观图内部图8体系结构框架可有描述这两座桥同一 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ？并能用来指导建立新桥？框架泸定桥金门大桥世界第一高桥沪蓉西四渡河特大桥主跨900米桥面与峡谷谷底高差达560米10Zachman1987EAP1992TISAF1997FEAF1999TEAF2000TOGAF1999DoDAF1.02004TAFIMPOSIXJTAJTAADoDTRMC4ISR1996NISTEA参考参考参考参考体系结构框架发展路线图NAF2006MoDAF2005体系结构框架的组成业务架构应用架构数据架构技术架构体系结构是…•体系和复杂大系统的核心结构，决定其功能、性能•描述、设计、规划体系和复杂大系统的系统化、结构化、规范化方法•将设计知识显性化•实施系统（体系）工程的可操作的具体方法和技术•实施MBSE的有效途径体系结构用于…概念演示需求论证总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计装备运用研究体系效能评估体系结构有什么用?•定义系统的组成及其交互关系、接口，理清结构、功能和行为•作为设计蓝图，指导后续的工作•沟通、交流的手段•指导项目的任务划分和人员组成结构N×N阶接口N阶接口体系结构方法的要点活动模型系统功能流程模型数据模型体系结构方法体系结构信息活动数据业务规则功能融合产品参考模型图形示意组合产品能力仪表板议程1、体系结构基本概念2、DoDAF概述3、深入讨论4、外军应用DoDAF的情况权威数据元模型元模型方法方法呈现呈现适用适用DoDAF•美国国防部开发•创建跨越组织和国界的系统架构•涵盖DoD的所有业务领域•定义了表示、描述和集成DoD范围内众多架构的标准方法，确保架构描述可比较、评估•提供了对FoS(系统族)和SoS(体系)进行理解、比较、集成和互操作共同的架构基础•提供开发和表达架构描述的规则和 指南 验证指南下载验证指南下载验证指南下载星度指南下载审查指南PDF ,但不指导如何实现DoDAF的发展历程18DoD架构协调委员会C4ISR架构工作组C4ISRAFV1.0C4ISRAFV2.01996.61997.12C4ISRITF集成架构以前经验DoDAFV1.02002OSDMandate1998.2OASD(C3I)架构和集成主任领导架构框架工作组2003.8DoDAFV1.52007.4DoDAFV2.02009.5DoDAF2.0规范的组成第一卷引言、概述和概念第二卷体系结构数据和模型第三卷DM2物理交换规范(PES)DoDAF电子期刊元模型DM2数信视点OV-7服务视点SV-11SV视图中所有与服务相关的产品系统视点SV视图中所有与系统相关的产品DoDAFV1.5能力视点项目视点标准视点作战视点余下的OV产品全部TV产品全景视点全部AV产品DoDAFV2.0新增修订移动DoDAF元模型(DM2)适用表示仪表盘图形示意参考模型融合产品组合产品全景视点AV•与所有视点相关的体系结构描述的顶层概貌。•提供有关体系结构描述的总体信息，诸如体系结构描述的范围和背景。•范围包括体系结构描述的专业领域和时间框架。•背景由构成体系结构描述背景的相互关联各种条件组成，包括条令，战术、技术和程序，相关目标和构想的描述，作战概念(CONOPS)，想定和环境条件。AV-1：概要信息描述项目的构想、目标、任务、计划、行动、事件、条件、度量、效果（结果）和引申的目标。AV-2：集成词典存放体系结构数据的仓库，定义了在体系结构数据和表示中使用的所有术语。能力视点CV•能力视点(CV)集中反映了与整体愿景相关的组织目标，这些愿景指在特定标准和条件下进行特定行动过程或是达成期望效果的能力，它们综合使用各种手段和方式来完成一组任务。•CV为体系结构描述中阐述的能力提供了战略背景和相应的高层范围，比作战概念图中定义的基于想定的范围更全面。•这些模型是高层的，用决策者易于理解的术语来描述能力，以便沟通能力演进方面战略构想。能力视点CVCV-1：能力愿景军事转型的总体构想，提供所描述能力的战略背景和高层范围。CV-2：能力分类规定所有能力的能力等级，在若干体系结构描述中引用。CV-3：能力阶段在不同时间点或特定时间段中计划实现的能力。在不考虑执行者和特定区域解决方案的情况下，按照行动、条件、期望效果、遵循的规则、资源消耗与生产以及度量等方面对能力进行的阶段划分。CV-4：能力依赖计划的能力和能力逻辑分组定义之间的依赖性。CV-5：能力-组织开发映射能力需求的完成显示了特定能力阶段计划能力的部署和相互联系。CV-5显示了根据执行者和特定区域及其相关概念所计划的该阶段解决方案。CV-6：能力-作战行动映射能力与其支撑的作战行动之间的映射关系。CV-7：能力-服务映射能力与实现该能力的服务之间的映射关系。作战视点OV•作战视点(OV)集中反映了完成DoD使命的机构、任务或执行的行动以及彼此间必须交换的信息。•描述信息交换的种类、频度、性质，信息交换支持哪些任务和活动。作战视点OVOV-1：高层作战概念图用图形或文本描述的高层作战概念。0V-2：作战资源流描述描述作战活动之间交换的资源流。0V-3：作战资源流矩阵描述交换的资源及其相关属性。0V-4：组织机构关系图各组织机构之间的隶属关系、指挥关系、协同关系、任务或其他关系。0V-5a：作战活动分解树以树形结构组织在一起的各种能力和作战活动。0V-5b：作战活动模型能力和行动及其在行动、输入和输出中的关系；其他的还能显示成本、执行者或其他相关信息。OV-6a：作战规则模型描述作战活动的三个模型之一。它确定作战活动应该遵守的业务规则。0V-6b：作战状态转换模型描述作战活动的三个模型之一。它确定响应事件（通常指非常短暂的行动）的业务流程（行动）。OV-6c：作战事件跟踪描述描述作战活动的三个模型之一。它描述想定或事件发展过程中执行作战活动的先后顺序。服务视点SvcV•服务视点(SvcV)集中反映了为作战行动提供支撑的系统、服务和相互交织的功能。•DoD流程包括作战、业务、情报和基础设施功能。•SvcV功能和服务资源及要素可以链接到0V中的体系结构数据。•这些系统功能和服务资源支撑作战行动，促进信息交换。服务视点SvcVSvcV-1：服务背景描述对服务、服务项及其相互关系的确定。SvcV-2：服务资源流描述对服务之间交换的资源流的描述。SvcV-3a：系统-服务矩阵描述系统和服务之间的支持关系，即一个服务由哪些系统来提供，一个系统提供哪些服务。SvcV-3b：服务-服务矩阵描述服务之间的关系，如服务之间的接口、规划的与现有的接口的对比。SvcV-4：服务功能描述描述服务的功能和提供服务时所需的数据流。SvcV-5：作战活动-服务跟踪矩阵描述服务与作战活动之间的支持关系，即一个作战活动由哪些服务来支持，一个服务可以支持哪些作战活动。SvcV-6：服务资源流矩阵描述服务间交换的服务资源流要素和交换属性的具体细节。SvcV-7：服务度量矩阵描述服务在指定时间段的度量指标。SvcV-8：服务演进描述规划服务未来演进发展的路线图，确定每一个关键阶段应该提供哪些服务。SvcV-9：服务技术和技能预测期望能在某个时间框架范围中获得的并将影响未来服务发展的新兴技术、软/硬件产品和技能。SvcV-10a：服务规则模型描述服务功能的三个模型之一。描述服务执行时必需遵守的业务规则。SvcV-10b：服务状态转换描述描述服务功能的三个模型之一。描述一个服务有哪些状态，以及服务因响应事件而导致服务从一个状态如何转换到另一个状态的。SvcV-10c：服务事件跟踪描述描述服务功能的三个模型之一。描述服务之间如何交互、协作，共同完成某个作战任务或活动的。系统视点SV•系统视点(SV)集中反映支持作战行动中的自动化系统、相互交联和其他系统功能的信息。•随着对面向服务环境和云计算的重视，在DoDAF的未来版本中也许不会有系统视点。系统视点SVSV-1：系统接口描述对系统、系统项目及其相互关系的确定。SV-2：系统资源流描述描述系统之间交换的资源流。SV-3：系统-系统矩阵描述系统之间的关系，例如，系统之间的接口，计划的和现有的接口对比。SV-4：系统功能描述描述系统的功能及执行功能时所需的系统数据流。SV-5a：作战活动-系统功能跟踪矩阵描述系统功能与作战活动之间的支持关系，即一个作战活动由哪些系统功能来支持，一个系统功能可以支持哪些作战活动。SV-5b：作战活动-系统跟踪矩阵描述系统与作战活动之间的支持关系，即一个作战活动由哪些系统来支持，一个系统可以支持哪些作战活动。SV-6：系统资源流矩阵描述系统之间交换的系统资源流及其要素。SV-7：系统度量矩阵描述系统在指定时间段的度量指标。SV-8：系统演进描述规划系统未来演进发展的路线图，确定每一个关键阶段系统应该具备的功能。SV-9：系统技术和技能预测列出未来某个时间段内可能会影响系统开发的新兴技术、软/硬件产品和技能。SV-10a：系统规则模型描述系统功能的三个模型之一。描述系统功能执行时必需遵守的业务规则。SV-10b：系统状态转换描述描述系统功能的三个模型之一。描述一个系统有哪些状态，以及系统因响应事件而导致系统从一个状态如何转换到另一个状态的。SV-10c：系统事件跟踪描述描述系统功能的三个模型之一。描述系统之间如何交互、协作，共同完成某个作战任务或活动的。数信视点DIV•数据和信息视点(DIV)，简称数信视点，反映了体系结构描述中的业务信息需求和结构化的业务流程规则。•描述体系结构描述中与信息交换相关的信息，诸如属性、特征和相互关系。•必要时，本视点模型中用到的数据需要由多个架构团队来共同考虑。DIV-1：概念数据模型所需的高层数据概念及其相互关系。DIV-2：逻辑数据模型数据需求和有组织的业务流程（行动）规则的文档。相当于DoDAFV1.5中的OV-7。DIV-3：物理数据模型逻辑数据模型实体的物理执行格式，例如，消息格式、文档结构、物理模式。相当于DoDAFV1.5中的SV-11。标准视点StdV•标准视点(StdV)是用来管控系统各组成部分或要素的编排、交互和相互依赖的规则的最小集。其目的是确保系统能满足特定的一组操作需求。•标准视点提供技术系统的实施指南，以工程规范为基础，确立通用的积木块，开发产品线。•包括一系列技术标准、执行惯例、标准选项、规则和规范，这些标准在特定体系结构描述中可以组成管控系统和系统/服务要素的文件(profile)。StdV-1：标准概览列出解决方案要遵从的标准、条例条令、规章 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 。StdV-2：标准预测列出未来某个时间段内可能发布的标准、条例条令，而这些标准、条例条令对解决方案具有潜在影响。项目视点PV•项目视点(PV)集中反映了项目是如何有机地组织成一个釆办项目的有序组合。•描述多个采办项目之间关联关系，每个采办项目都负责交付特定系统或能力。PV-1：项目组合关系描述组织机构和项目之间的依赖关系以及项目组合管理所要求的组织结构。PV-2：项目时间进度项目的时间进度计划，说明关键里程碑和互相依赖性。PV-3：项目-能力映射描述项目与能力的支持关系，说明一个项目提供了哪些能力，某个能力是由哪些项目共同提供了。议程1、体系结构基本概念2、DoDAF概述3、深入讨论4、外军应用DoDAF的情况权威数据元模型元模型方法方法呈现呈现适用适用体系结构的成果•模型：图形、表格、文字•数据定义，符合DoDAF元模型•文档，基于数据定义•XML数据文件体系结构数据库OV-1高层作战概念图搜索任务控制中心救援协调中心本地用户接收终端航空紧急求救个人紧急求救海上紧急求救搜索救援卫星搜寻和救援组织搜索组织救援组织指挥控制组织地方安全组织监测组织海事救援分队协作协作协作资产管理员搜索员搜索协调员搜索计划员直升机驾驶员通信员海上救生员舰长全球卫星搜救活动搜索救援地方援助指挥控制监测搜索协调制定搜索计划执行搜索定位受害人监测身体海事救援康复受害者提供医疗援助转至安全区分析报警信号发警告命令天气服务通信服务基础服务核心服务全球卫星搜救系统服务功能存储服务网络服务无线电通信卫星通信移动电话通信接收天气显示天气分析天气协作服务应用服务通信服务基础服务天气服务核心服务卫星服务手机通信服务无线电通信服务存储服务网络服务接收天气信息提供天气信息分析天气信息应用服务协作服务DoDAF与体系(系统)工程、JCIDS、CMMI35系统运维系统验证系统测试子系统测试部件测试部件研制系统设计原型开发MSACBA验证校核生产组装采办模型的决策和里程碑CMMI过程域需求开发(RD)需求管理(REQM技术方案(TS)产品集成(PI)校核(VER)验证(VAL)TEMP能力TEMP使用TEMP系统StdVAVCVDIV1OVDIV2DIV3StdVDIV2单元测试SwDD;IDD;DBDDSvcVSVSvcVSVSwRS;IRSSDDRDREQMTSVERVALPIMS-ASRRSFRMS-BCDRTRRSVRMS-C典型的系统工程产物•系统需求文档(SRD)/技术需求文档(TRD)/分系统规格(SSS)•系统设计文档(SDD)/分系统设计文档(SSDD)•软件需求规格(SwDD)•接口需求规格(IRS)•接口控制文档(ICD)/接口设计文档(IDD)•数据库设计文档(DBDD)•试验鉴定主计划(TEMP)PDR技术开发(TD)工程与制造开发(E&MD)基于能力的评估(CBA)研制生产保障条件分析(MSA)系统工程技术评审系统需求评审(SRR)系统功能评审(SFR)总体设计评审(PDR)关键设计评审(CDR)测试就绪评审(TRR)系统校核评审(SVR)DoDAF视点全景视点(AV)能力视点(CV)作战视点(OV)数信视点(DIV)系统视点(SV)服务视点(SvcV)标准视点(StdV)JCIDS文档初始能力文档(ICD)能力设计文档(CDD)能力生成文档(CPD)信息支持计划(ISP)SRDCDD最终;ISPf最终CDD初始;ISP初始CPDICDDoDAF开发的指导原则•体系结构描述应清晰地支持既定目标（“适用”原则）。•体系结构描述应当简单明了，但要达到既定目的。•体系结构描述应促进决策过程和执行中的沟通，而非阻碍。•体系结构描述应是可关联、可比较的，能够促进跨体系结构的分析。•体系结构描述应说明在联邦式体系结构描述中怎样实现数据的互操作。•体系结构描述应以数据为中心，与工具无关。•体系结构数据应是可组织、可复用、可充分分解，以供体系结构开发小组和决策支持分析小组使用。•体系结构描述的开发应遵循网络中心原则，以网络中心的实践为指导，促进和支持国防部的网络中心战略。体系结构开发过程6步法·干系人的需求·目的·关键问题·目标任务·重要权衡·决策点·可能使用的分析工具确定开发体系结构所需数据明确体系结构的用途确定体系结构的范围采集、组织、关联和存储体系结构数据为实现体系结构目标进行各种分析按照决策者的需要进行成果展现123456·地理、作战和功能约束·技术约束·时间限制·体系结构资源和进度约束所需的体系结构特征：·体系结构数据实体·详细程度·度量单位·相关元数据·自动化的存储库·活动模型·数据模型·动态模型·组织模型·元数据注册·缺陷分析·能力分析·互操作性评估·业务流程分析·测试体系结构的完整性、精确性和充分性·体系结构的表示和视图·可复用的体系结构数据·分析报告描述体系结构的方法•结构化分析方法–直观、易学、快速，沟通交流方便–面向业务人员–IDEF•面向对象方法–准确、精细–面向系统研制人员–UML体系结构集成•将多个不同的体系结构集成一个有机的整体–如何进行协同开发？–如何保证术语的一致性？–如何保证接口的一致性？体系结构评估•根据体系结构的数据，对体系结构所描述的系统或体系进行评估。–解析评估法–基于可执行体系结构和仿真的效能评估法体系结构验证•验证体系结构规定的结构、组成、能力、功能、战技指标等要素的合理性–流程合理性验证：基于作战想定的可视化态势预演技术–流程性能验证：业务流程仿真技术–功能合理性验证：仿真及其可视化研讨技术–功能性能验证：基于仿真的效能评估技术体系结构与仿真体系结构仿真服务、系统仿真实体信息交换输入输出数据功能行为模型（增补）条件条件模型规则规则模型议程1、体系结构基本概念2、DoDAF概述3、深入讨论4、外军应用DoDAF的情况权威数据元模型元模型方法方法呈现呈现适用适用BuildinganEnterpriseArchitecture…ATransitionStrategyforSuccessDoD&OMBrequireanEnterpriseArchitecture“Theagency'scapitalplanningandinvestmentcontrolprocessmustbuildfromtheagency'scurrentEnterpriseArchitecture(EA)anditstransitionfromcurrentarchitecturetotargetarchitecture.”OMBCircularA-130,Nov2000•BEA由国防部业务转型局负责开发。•BEA是美国国防部（DoD）业务领域的体系结构，描述了：DoD业务转型的优先级、支持这些优先级所需的业务能力、支撑这些能力的系统和组织。•BEA的目的是提供业务转型的蓝图，以保证作战部队能够得到合适的能力、资源和物质（需要什么、什么时候需要、在哪儿需要、在世界任何地方）•BEA遵从DoDAF2.0标准，描述能力、活动、流程、数据、信息交换、业务规则、系统功能、系统数据交换、技术标准、术语以及相关的法律、法规和政策。BEA6.0（2009）BEA7.0（2010）BEA8.0（2011）BEA9.0（2012)BEA10.0(2013)effectsmissionscommander’sintenttaskstotalsituationawarenessemphasisoncommander’sintentSenseandRespondLogisticsOV-1:HighLevelOperationalConceptGraphicsdynamicadaptivecommandandcontrolnetworkcentricwarfareanticipatoryproactivelogistics,alterinitialconditionscognitivedecisionsupportdatainformationknowledgeunderstandingINTELLOGOPSforcecapabilitiesmanagement:logisticsfullyintegratedwithoperationsandintelligencetailoredpreciselogisticsspeedvs.masseffectivenessvs.efficiency(reactive)SPEED(proactive)EFFECTIVENESSfullspectrumassetvisibilityS&RLoperationalcapabilitieskineticandpotentiallogisticsacrossrangeofmilitaryoperations51Q&A