4.4.1 美军保障物联网系统
1.美军保障物联网系统建设的“三个阶段”
美军保障物联网应用与系统建设大致可以划分为应用引入阶段、系统建设阶段和集成优化阶段。每一个阶段的表现和重难点均不同。
（1）应用引入阶段。在应用引入阶段，射频识别、微传感器、全球定位等单项或多项技术在某个具体领域得以引入和应用，体现为物联网的物理层（包括物品、设施、网络）建设上。这一阶段的难点在于将新技术与原有业务模式进行有机结合，并真正使其先进功能得以体现。美军这一阶段起始于20 世纪90 年代初，以海湾战争后射频识别技术在后勤领域的逐步引入为标志，从最开始在部分军种（陆军）、部分环节（在储资产）、部分领域（物资、弹药）的引入与试点，到2005 年已要求所有物资供应商必须使用射频识别设备，2007年除散装物资外的所有物资必须粘贴被动式射频识别标签，经验不断得以完善，范围不断扩大。
（2）系统建设阶段。在系统建设阶段，针对特定领域应用需求构建包含物理层、应用层（业务层）、系统层（控制层）在内的物联网完整体系。这一阶段的难点在于实现各层级以及内部模块之间的功能匹配与流程衔接，通过系统建设，特别是应用层与系统层之间的对接，能够实现特定业务流程的优化与相对“固化”。美军这一阶段起始于20 世纪90 年代中期。一方面，围绕全资产可视化能力建设，各军种、各部门分别新建或改建了相关的业务管理系统，涵盖了从物资供应到装备维修直至人员财产登记等各个环节和领域，实现了各系统内部的可视化。另一方面，通过采用标准化的数据项，推行电子数据交换（EDI）标准与信息系统建设规范，启动了旨在建立数据共享能力的一体化数据环境（IDE）建设，改革相关业务流程，合并与集成相同领域的信息系统，大力推动以“全球作战保障系统”（GCSS）为代表的一体化信息系统建设，将现有的后勤管理框架，指挥和通信程序以及相关信息系统融合成一个整体。
（3）集成优化阶段。在集成优化阶段，具体体现为多个业务系统（应用层）之间的对接融合与功能集成，以及跨业务支撑平台（物理层、系统层）的功能优化与能力提升。这一阶段的难点在于如何打破特定业务与功能模块的既有界限，实现流程再造与功能创新。工作重点在于一体化资源环境（资源层）与一体化控制系统（控制层）的能力提升，及其与各业务系统（应用层）之间的融合集成。美军这一阶段起始于上世纪末本世纪初，集中体现在GIG（Global Information Grid，全球信息栅格）的建设上。主要分为三个阶段：第一阶段截至2003 年，主要是按照已有的全球信息栅格初步设想对现有的栅格和设施进行集成；第二阶段截至2010 年，主要是在各军种、兵种内实现全球信息栅格功能；第三阶段截至2020 年，主要是实现陆、海、空三军的互联、互通、互操作，完全建成全球性的信息栅格。美军致力于依托GIG 的建设与应用，通过系统集成，将所有的物资设施、武器装备、作战部队、保障力量、指挥机构整合为一个网络化的、相互连通的有机整体（见图4-51）。GIG的建成和应用，将充分发挥出系统融合后的倍增效应，使包括物资后勤保障能力在内的体系作战能力得到质的提升。
图4-51 GIG 的系统模型
需要指出的是，由于物联网至今仍在不断发展演变，美军在物联网相关技术应用与系统建设方面，实际上体现出“滚动发展、交替升级”的特征，上述三个物联网系统建设阶段之间存在着循环继起的关系，比如当射频识别技术、卫星定位技术、网络通信技术与数据库技术已经进入集成优化阶段时，传感器网络正处于系统建设阶段，而融合了微电子系统与射频识别技术的智能传感器标签可能仍处于应用引入阶段，从而使三个阶段表现出一定的交叉与重合关系。
2.美军保障物联网建设的“三项原则”
在整个美军保障物联网系统建设过程中，美军遵循了以下三项原则：
（1）需求导向、应用牵引。针对消除“资源迷雾”，解决海湾战争中后勤保障暴露出的资源保障的盲目性与低效率问题的需求，美军采取科学调研摸底的方式，对民用部门已经使用和正在研发的，以及可能出现的用于驱除“资源迷雾”的相关技术（如射频识别技术）进行了全面调查，从而得出了实现资产可视化技术条件已经具备的重要判断。在此基础上，对全资产可视化系统各级用户的需求（实质上是各业务环节对系统中数据的需求）进行了详细的分析与分解，包括终端用户的需求、作战司令部的需求、指挥部门的需求、物资管理机构的需求等从战略到战术各级的需求，明确需求为全资产可视化系统的建设指明了方向，避免了系统建设的盲目性和脱离实际。与此同时，美军在实施“全资产可视化”项目的过程中始终遵循“应用牵引”的原则。一方面，通过先期概念技术演示验证来检验系统（概念）原型的合理性与可行性，从而对其进行修正与进一步完善；另一方面，通过先期技术演示验证来发现（试验）系统在实际应用过程中可能遇到的问题，从而改进、补充与提高性能。
（2）边开发、边应用、边改进。美军先后通过在战区一级的部署（如驻欧洲、韩国、日本、夏威夷的部队以及司令部），阿富汗、伊拉克战争以及反恐行动中的应用，不断发现存在的问题，并持续予以质量改进。在项目建设上，特别是业务分系统的建设上，遵循“分步实施、重点突破”的原则，科学合理地确定了优先建设顺序。通过选择在储资产可视化作为建设的突破口，能够在相对较短的时间内、以较少的投入实现系统的可操作化，并充分利用已有资源和能力（如原有的统计报表、管理系统和业务人员），取得较为理想的“投入—产出”效益，一方面增强了用户对新系统的信心，另一方面则通过尽早投入使用发现问题、予以改进（见图4-52）。与之相类似，美军在各军种资产可视化建设的优先顺序上坚持以陆军为优先，因为与海军相比，陆军物资供应与管理面临的不确定性与风险相对较小，与空军相比，陆军对物资供应的时效性与管理费效比的要求相对较低。而在各类补给物资的可视化建设优先顺序上，坚持以军种间消耗品可视化为优先，则一方面便于集成各军种之间的共性需求，形成规模效应，另一方面也为下一步军种间系统集成积累了经验。而在战略级可视化取得经验的基础上向战役级和战术级可视化逐步推广，在物资可视化取得经验的基础上向装备、人员、财务等其他各类保障资源逐步推广，体现出同样的建设思路。
图4-52 万物网络化可视化的物联网
（3）统一组织、融合集成。“统一组织”首先体现为组织统一。早在1993 年3 月，美国国防部部长办公室就组建了国防部资产可视化一体化小组，作为全资产可视化建设工作的推进机构。1998 年6 月，美军正式成立了联合全资产可视化委员会，作为指导美军全资产可视化建设的最高领导机构，并将联合全资产可视化执行单位由原来的美国陆军改为国防后勤局。集中统一的领导体制为项目有效实施，特别是跨部门、跨军种之间的协调提供了组织保障。其次，体现为资源统一。美军早在“二战”之后，就实现了物资编目系统建设的正规化和统一化，建立起“国防部统一领导，业务部门具体负责，专门机构承担实施”的科学体制，为全资产可视化项目的实施奠定了良好的前期基础。最后，体现为规程与标准统一。美军在全资产可视化建设过程中，不仅注意在组织管理上形成各种规范性文件，如规章、程序与制度，在相关技术（如射频识别）开发与应用上采用统一标准，还特别注意数据标准的一致性问题。美军于1995 年12 月公布了新的国防部电子数据交换标准，除要求新开发的系统要严格遵循新的电子数据交换标准外，还制定计划并投入巨资对原有系统进行数据改造，以适应新标准的要求。数据交换标准的统一，解决了系统之间的互联互通与互操作的关键“瓶颈”，从而为全资产可视化项目的实施，特别是从“全资产可视化”到“联合全资产可视化”的拓展提供了可靠的保障。
“融合集成”首先体现为系统内部集成。在储资产可视化建设上，尽可能地利用现有资源与工作基础，并通过系统架构、业务流程的优化设计，以及一体化数据环境的构建（如数据接口、标准规范、数据中心），对现有信息系统中的可用部分进行升级改造，同时实现与新开发信息系统的融合集成。其次，体现为系统之间的融合集成。坚持以军种间消耗品可视化为优先，实现了不同（军种）系统之间类似功能模块的融合集成，从而为下一步的功能拓展与系统集成奠定了基础；以全球作战保障系统（GCSS）建设为依托，实现了对各层次、各环节管理职能及相关信息系统的综合集成，形成了全军一体化的、统一的信息系统。最后，体现为跨系统融合集成。以“网络中心战”思想的提出为标志，将全球指挥控制系统（GCCS）、全球作战保障系统（GCSS）、全球运输网（GTN）等系统和联合全资产可视化系统（JTAV）都纳入了“全球信息栅格”（GIG）系统建设之下（见图4-53）。
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图4-53 GIG 体系结构
3.对我军保障物联网建设的启示
国外军事电子信息系统的发展经历了从独立系统到联合系统、再到网络系统以及复杂系统（SoS）的发展过程。美军将军事电子信息系统看成是多功能系统的组合，从20 世纪60年代始到20 世纪末，相继发展了C2、C3、C3I、C4、C4I 以及C4ISR 等系统，在“武士”C4I（C4IFTW）计划和“信息球”建设需求牵引下，继续开展了信息基础设施（DII）、全球信息栅格（GIG）以及联合信息环境（JIE）的建设（见图4-54）。
图4-54 美军事电子信息系统发展历程
在此情况下，借鉴美军在军事电子信息系统发展建设的先进技术和成功经验和基于此的保障物联网应用和系统建设的做法，无疑对于当前我军军事保障物联网建设十分必要。在建设过程中应重点把握五个问题，见图4-55。
图4-55 对我军保障物联网建设的启示
一是要注重顶层规划，加强统一领导。如前所述，物联网应用和系统建设是一项系统工程，涉及诸多问题，既有思想上的，也有技术上的。首先，应树立正确的认识。不能将物联网应用仅仅看作某一项或者某几项技术在军事保障中的应用，而要从系统的角度、全局的层面来谋划技术的应用。这样一来可以理顺建设各个层级的关系和流程，为实际建设扫清障碍，二来可以节约有限的经费，加快推进建设步伐。其次，军事保障物联网的建设需要进行科学的论证与规划。要对当前我国和我军的信息技术的应用情况进行摸底，根据我军军事保障信息化建设的阶段和现状进行科学的分析和判断，通过先期概念技术和先期技术演示验证相关方案的可行性，从而为规划制定提供切实可靠的参考依据。最后，军事保障物联网的建设要做好顶层设计和统一领导。应从全军层面进行统一组织和领导，并成立专门机构予以推动实施，从而使军事保障物联网的建设工作能够做到顺利、有序与高效实施。
二是要夯实基础性工作。从美军保障物联网建设的做法可以看出，夯实基础性工作是军事保障物联网实现互联互通互操作功能的前提。夯实基础性工作的核心就是要统一物联网关键技术应用的标准和规范。例如，建立全军统一的物资编目系统和“电子标签”系统的应用规范等。通过打牢基础性工作，既能够避免浪费，节约经费，也有利于加速推进军事保障物联网的建设，减少建设过程中面临的障碍和阻力，促进不同信息系统之间、各军兵种之间的互联互通，提高利用军事保障物联网进行联合保障的效率。
三是进行客观细致的需求分析。军事物流物联网可知、可视和可控功能的实现离不开对用户需求的科学分析和定位，只有充分了解用户需求并在此基础上进行准确的分析和判断，才能避免系统在建设过程中的盲目性和脱离实际。如上文所述，美军的全资产可视化系统就是从每一个环节开始，从战术层到战略层，依次对用户需求进行了详细的分析和分解，最终逐步明确了需求，从而为系统建设指明了方向。当前我军军事保障物联网建设也要在现行体制下，尤其是在业务环节，区分开协调与协同、指挥与管理等职能，对不同层级的需求进行客观细致的调研分析，从而了解真正的需求在哪里，进而明确如何满足这些需求。
四是进行科学高效的管理。军事保障物联网的建设是一项庞大的系统工程，要求跨部门、跨业务领域、跨指挥系统实现各类工作程序、数据库、自动信息系统、通信网络、政策法规的结合和一体化。要完成这样一项复杂的、工作量巨大的系统工程，就必须以科学的管理理论为指导，充分协调好各项工程之间的关系，充分利用有限资源加快建设进程。因此，在建设时首先要科学合理地确定建设的优先顺序，区分轻重缓急，分阶段地进行。其次要运用全项目管理理论指导建设，以满足项目建设的战略要求为目标，从项目建设的全局出发，运用系统理论和方法，对所有建设项目及资源进行总体规划、综合计划、全程控制，以实现整体效益最优。
五是建立科学有效的评价标准。通过建立科学的衡量尺度，对项目建设的情况进行准确的评估和评价，从而不断予以改进，最终促进保障物联网系统建设日趋完善，功能不断提高，保障力日益提升。
【注释】
[1]1 mi ＝1.609 3 km。
[2]1 ft ＝0.304 8 m。
[3]1 hp（美制）＝0.746 W。