2018年6月，美國海軍海上系統司令部下屬的“宙斯盾”一體化作戰系統項目辦公室（PEO IWS）透露，其主持研發的“虛擬宙斯盾”系統已在“阿利伯克”級驅逐艦上完成首次上艦試驗，並將再次安裝到DDG-114“約翰遜”號驅逐艦上進行測試。這表明這項研究近十年的工作已取得實質性進展，應用後將縮短“宙斯盾”作戰系統新能力的升級與部署週期。
一、“宙斯盾”作戰系統升級週期長
（一）“宙斯盾”作戰系統是美國海軍的核心裝備，升級改進計劃多
“宙斯盾”作戰系統是美國海軍主力戰艦核心標配系統，能同時執行防空、反艦、反潛、導彈防禦等任務。首套“宙斯盾”系統於1983年1月在“提康德羅加”級巡洋艦上部署，經過30多年的逐步改良和升級後，該系統已陸續衍生出10餘個版本（基線0到9）。目前“宙斯盾”系統正進行基線9的試驗驗證，強化一體化防空反導能力。基線9的升級計劃包括A~E 5個版本，屬於“先進能力構建”（ACB）12計劃的一部分。未來“宙斯盾”作戰系統還將通過ACB16與ACB20持續升級改進。
“宙斯盾”作戰系統的能力就是通過一次次的升級不斷提高的，可以預見，未來“宙斯盾”作戰系統的升級計劃依然頻繁。
（二）“宙斯盾”作戰系統的大量硬件限制了快速升級
“宙斯盾”作戰系統是上世紀70年的產物，限於當時的半導體技術、計算機技術，系統大量採用專用硬件構建。儘管近年來“宙斯盾”作戰系統開始採用開放式體系架構，應用商用現貨產品和技術，降低了系統的封閉程度，但其本質上還是專有技術，沒有顛覆性變化。如“宙斯盾”作戰系統的戰備狀態測試系統就採用了摩托羅拉公司的2604 PowerPC™處理器作核心。這款處理器雖然也是商用現貨，但因執行專用程序，其軟件系統升級測試必須使用專用工具，不能使用普通商用測試工具。
“宙斯盾”作戰系統的軟件就運行在大量專用軟硬件之上，系統軟件功能的每次升級都需要幾乎所有硬件參與測試，耗費大量時間調試、驗證。據“宙斯盾”一體化作戰系統項目辦公室的主管透露，“宙斯盾”作戰系統每四年才會進行一次重大更新，升級週期較長。
（三）現行採辦流程不利於“宙斯盾”作戰系統能力的快速部署
目前美軍的採辦流程也不利於“宙斯盾”作戰系統能力的快速部署。按照現行採辦條例，“宙斯盾”作戰系統的能力升級包需要先在陸上實驗室進行先期測試，等成熟度達到要求後，轉入研發測試/作戰測試，然後等待戰艦進入休航期，再實際部署到戰艦上，隨艦到實戰環境或靶場檢驗。等戰艦返航後，研發團隊獲得測試數據，再進行修改、認證以及下一輪測試，直到通過檢驗、驗證和認證（VV&A）後部署。這個流程要花18至24個月，然後再等戰艦進入休航期部署，錯過此次升級的戰艦要等到下個週期升級，平均6~9年，嚴重製約了“宙斯盾”作戰系統能力的部署速度。
二、“虛擬宙斯盾”系統的構成
海軍的“虛擬宙斯盾”系統是在海上系統司令部的自動測試與重測試（ATRT）項目支持下開發的，是該項目首個取得突破的試點項目。ATRT項目於2006年啟動概念論證，目標是利用商用自動測試技術減少海軍作戰系統軟件的研發測試成本、提高軟件產品質量、縮短軟件認證時間。2009年ATRT項目轉入正式研究，海上系統司令部通過小企業創新計劃，資助國防技術創新公司研製ATRT設備，並選擇“宙斯盾”作戰系統、艦艇自防禦系統、近海戰鬥艦等作為試點項目，開發虛擬作戰系統。ATRT設備採用多臺服務器組成雲平臺，通過特殊協議獲取各種作戰數據，利用這些數據和商用自動測試技術驗證虛擬作戰系統的軟件，形成測試評估報告。
“虛擬宙斯盾”系統由“宙斯盾”一體化作戰系統項目辦公室負責研發，採用多臺商用計算機組成，僅佔用1個計算機機架（而艦上的“宙斯盾”作戰系統需要多個計算機機架），虛擬了部分“宙斯盾”系統的核心硬件，幷包含了“宙斯盾”作戰系統基線9的全部代碼，可執行“宙斯盾”作戰系統的全部功能。如海軍研究生院就利用戴爾公司的PowerEdge™M610刀片服務器，模擬了摩托羅拉公司的2604 PowerPC™處理器。該處理器是“宙斯盾”作戰系統的戰備狀態測試系統的核心。
三、“虛擬宙斯盾”系統可加速軟件研發測試，改變作戰系統能力升級模式
（一）“虛擬宙斯盾”可隨艦參與實戰，縮短測試周期
海軍在今年2月的演習中，將“虛擬宙斯盾”系統與ATRT一起安裝到了“阿利伯克”級驅逐艦上。ATRT設備通過特殊協議從本艦獲取實戰數據，利用這些數據測試“虛擬宙斯盾”系統的作戰軟件。由於測試過程和結果只在“虛擬宙斯盾”和ATRT設備之間進行，不影響本艦的“宙斯盾”系統執行功能，“虛擬宙斯盾”系統無需等待戰艦休航部署測試，而是直接安裝並隨艦參與演習，利用實戰數據驗證作戰系統的軟件，在縮短軟件測試周期的同時提高軟件測試的可信度，降低總測試成本。
（二）“虛擬宙斯盾”可測試不同階段的軟件功能，提高軟件研發質量
在戰艦結束演習後，“虛擬宙斯盾”系統可利用ATRT設備進行重測試，模擬許多無法在實戰和演習中進行的場景，從而更全面地測試作戰系統軟件功能，及時發現作戰系統軟件的缺陷，提高軟件研發質量。同時，“虛擬宙斯盾”系統不影響實際硬件，可以載入成熟度較低的軟件，驗證如新提出的作戰概念、新增加的功能等，從軟件研發早期驗證其概念，減少新概念、新功能等存在的重大缺陷，提高研發質量。
（三）“虛擬宙斯盾”未來將改變“宙斯盾”作戰系統軟件升級模式
據“宙斯盾”一體化作戰系統項目辦公室表示，“虛擬宙斯盾”系統未來有可能採用在線更新方式，顛覆現有軟件升級模式。隨著通用計算機計算能力不斷增強、體積功耗不斷縮小，未來艦船上可裝備兩套作戰系統，一套是常規作戰系統，其全部功能經過驗證，另一套是測試系統，如“虛擬宙斯盾”，在包含常規的作戰系統功能外，增加需要測試的新能力、新軟件。測試系統在虛擬環境中用實戰數據驗證新的軟件，並在作戰軟件通過VV&A流程後，實時在線更新常規作戰系統，將新軟件部署到戰艦上，顛覆當前的作戰系統軟件升級和部署方式。
四、“虛擬宙斯盾”系統還可用於提高訓練效果
由於“宙斯盾”作戰系統更新升級頻繁，當前美海軍的驅逐艦、巡洋艦上搭載了多種版本的“宙斯盾”作戰系統，如何讓一線海軍官兵迅速熟悉不同版本的“宙斯盾”作戰系統，或快速掌握新版本功能、有效操作，成為一大難題。“虛擬宙斯盾”系統能快速加載不同版本的“宙斯盾”作戰系統，只須一套設備，即可用於不同版本的“宙斯盾”作戰系統訓練，大幅減少培訓士兵操作不同版本“宙斯盾”作戰系統的成本，並提高訓練效果。除了配置在艦船上，“虛擬宙斯盾”也可部署在一線基地，用於戰艦停航整修時，繼續對艦上人員進行訓練。
（藍海星：周智偉）
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