FACE對抗生存威脅提高機載系統(tǒng)的全球競爭力

隨著創(chuàng)建先進航空電子軟件的成本不斷增加，項目資金繼續(xù)受到限制，需要采用新的業(yè)務(wù)和收購方法以及新的技術(shù)基礎(chǔ)，以保持與近似對手的競爭力;簡而言之，一切都必須改變。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，政府和國防/航空航天工業(yè)聯(lián)手創(chuàng)建了未來機載能力環(huán)境（FACE），重新定義了開發(fā)、采購、集成和維護下一代軍用航空電子平臺的格局。

美國可以用無與倫比的技術(shù)投射全球力量凌駕于所有對手之上的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。今天，我們近乎對等的對手可以采購和建立有競爭力的（如果不是占主導(dǎo)地位的話）系統(tǒng)和能力，挑戰(zhàn)我們最好的武器和防御系統(tǒng)。

從歷史上看，美國建造的載人飛機平臺既有單一的任務(wù)目的，又有主承包商和一組固定的供應(yīng)商。對這些系統(tǒng)的修改需要較長的交貨時間以及高昂的變更成本。無論如何，這種方法在一個飛機類型數(shù)量受到限制并且與當今飛機成本相比飛機成本適中的世界中效果很好。但是，在我們這個無人系統(tǒng)和相對較高的機身成本的新時代，這種前進的道路不再可行，尤其是在多個近似對手出現(xiàn)和發(fā)展的速度超過我們創(chuàng)新能力的情況下。軍事預(yù)算收緊以及我們的設(shè)備轉(zhuǎn)向無人駕駛、機器人和自主平臺，這加劇了這一挑戰(zhàn)，這些平臺提高了軟件和系統(tǒng)的復(fù)雜性。

MOSA救援

如何在這種新環(huán)境中競爭？我們可以遍歷許多向量來改變這種情況，但一個已被證明是成功的向量是構(gòu)建一種新的采購和技術(shù)方法，以創(chuàng)建系統(tǒng)能力敏捷性，再加上不需要流經(jīng)平臺主承包商的采購流程。

美國軍方現(xiàn)在已經(jīng)完全接受了模塊化開放系統(tǒng)方法（MOSA），該方法開放了系統(tǒng)和平臺，使支持傳統(tǒng)國防和新創(chuàng)新公司的供應(yīng)鏈能夠快速插入最佳技術(shù)。MOSA基于標準，迄今為止最成功的是未來機載能力環(huán)境（FACE）聯(lián)盟的工作，該聯(lián)盟是由開放組標準組織積極管理的團體。該聯(lián)盟由 100 多個政府、行業(yè)和學(xué)術(shù)界成員組成，創(chuàng)建了技術(shù)標準和商業(yè)方法。

FACE技術(shù)標準基于分層架構(gòu)。FACE 參考架構(gòu)定義了一組標準化接口，可在五個 FACE 架構(gòu)段之間提供連接（圖 1）。這些接口是：

操作系統(tǒng)段 （OSS）：OSS 是基礎(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)和供應(yīng)商提供的軟件所在的位置。OSS UoC ［一致性單位］ 提供并控制對計算平臺的訪問。

輸入/輸出服務(wù)段 （IOSS）：IOSS 是供應(yīng)商提供的接口硬件設(shè)備驅(qū)動程序規(guī)范化的地方。IOSS UoC 提供接口硬件和驅(qū)動程序的抽象，來自 PSSS UoC。這允許 PSSS UoC 專注于接口數(shù)據(jù)，而不是硬件和驅(qū)動程序細節(jié)。

特定于平臺的服務(wù)段 （PSSS）：PSSS 由給定機載平臺中可用的子段組成，包括特定于平臺的設(shè)備服務(wù)、特定于平臺的通用服務(wù)和特定于平臺的圖形服務(wù)。

運輸服務(wù)部門（TSS）：TSS由通信服務(wù)組成。TSS 從軟件組件中抽象出傳輸機制和數(shù)據(jù)訪問，便于使用不同的傳輸集成到不同的架構(gòu)和平臺中。

便攜式組件部分（PCS）：PCS是應(yīng)用層，由提供功能和/或業(yè)務(wù)邏輯的軟件組件組成。PCS組件旨在與硬件和傳感器保持不可知性，并且不依賴于任何數(shù)據(jù)傳輸或操作系統(tǒng)實現(xiàn)，從而滿足可移植性和互操作性的目標。

［圖1 |人臉參考體系結(jié)構(gòu)的五個部分。

政府/行業(yè)采用

FACE聯(lián)盟已經(jīng)存在了十多年，已經(jīng)將其標準套件完善到生產(chǎn)質(zhì)量，現(xiàn)在正在多個程序中使用第三代FACE技術(shù)標準3.1版。由于美國陸軍正在為現(xiàn)有飛機部署許多空降計劃 - 未來攻擊偵察機（FARA）和未來遠程攻擊機（FLRAA） - 陸軍通過在新的和修改的航空電子設(shè)備設(shè)計中指定FACE標準和其他MOSA標準來領(lǐng)導(dǎo)這一開放標準的過渡。這一戰(zhàn)略使美國陸軍能夠利用今天正在進行的工作對現(xiàn)有平臺進行現(xiàn)代化改造：這項工作可以很容易地遷移到未來攻擊和偵察機（FARA）和未來遠程攻擊機（FLRAA）平臺，因為它們成為機隊的一部分。

與此同時，武裝部隊還通過了軍事適航認證，以采用在數(shù)百架商用飛機中得到驗證的RTCA DO-178C航空電子軟件安全標準。此舉通過創(chuàng)建可用于多個計劃和平臺的商用現(xiàn)貨 （COTS） 認證證據(jù)，最大限度地提高了每個計劃的成本，從而產(chǎn)生了意想不到的效率。這與為單個平臺創(chuàng)建安全工件的傳統(tǒng)方法形成鮮明對比，一個程序吸收所有成本。因此，F(xiàn)ACE方法創(chuàng)建了技術(shù)領(lǐng)先的軟件，可以更容易地部署，還可以使用在其他平臺上經(jīng)過驗證的COTS安全認證證據(jù)，從而加快適航和部署時間。

FACE 分層架構(gòu)可以直接映射到行業(yè)合作伙伴，不僅提供 FACE 認證一致性軟件，還提供 COTS 認證證據(jù)，如圖 2 所示。

［圖2 |具有DO-178C認證證據(jù)的FACE認證合格供應(yīng)商。

每個 FACE 認證一致性產(chǎn)品的完整說明可在https://www.facesoftware.org/ 的 FACE 注冊表中找到。由于此 FACE 認證一致性產(chǎn)品列表經(jīng)常更改，因此最好在做出軟件決策之前對其進行檢查。

現(xiàn)在，軍用航空電子設(shè)備設(shè)計人員可以從公開市場采購FACE軟件產(chǎn)品，也可以獲得相關(guān)的安全證據(jù)。擁有這兩種配套產(chǎn)品的可用性正在推動一個新的市場，降低購置成本并加快適航和部署時間。

面部加速

在當今世界，擁有越來越多的近似對手，保持戰(zhàn)略主導(dǎo)地位需要政府和行業(yè)共同努力，這需要各方適應(yīng)和發(fā)展，以應(yīng)對新的挑戰(zhàn)。采用MOSA并部署FACE技術(shù)標準和業(yè)務(wù)方法已被證明可以加速納入最新的機載創(chuàng)新。此外，這些舉措正在為COTS認證證據(jù)創(chuàng)造一個平行市場，從而消除計劃風(fēng)險并加快適航和部署時間。

審核編輯：郭婷