本文由中國科學軟件網(wǎng)發(fā)布，有任何疑問，請聯(lián)系我們。
此案例由Cesar Rios中尉、Tom Housel博士以及Johnathan教授共同完成。Rios中尉是美國加州圣地亞哥第三遠征軍的情報官。Tom Housel博士是信息科學的教授，執(zhí)教于美國加州蒙特瑞爾的海軍研究生院(NPS)。對于本案例，如有問題，請聯(lián)系Housel博士(tjhousel@nps.edu)。
美國海軍花費了數(shù)百萬美元投資于信息技術(IT)的研究，以提供信息戰(zhàn)爭(IW)的快速反應能力以及情報收集系統(tǒng)。為了使政府獲得最大的收益，我們需要用到適當?shù)脑u估工具。本案例研究將KVA(Knowledge Value-Added)以及實物期權模型運用于情報收集過程中的海軍密碼升級系統(tǒng)(CCOP)，為此美國政府著眼于人力資源以及信息傳遞的過程。此案例的目標是為IW系統(tǒng)建立合理的模型以輔助設計預算。模型必須提供可供測量的目標，從而能夠評估現(xiàn)存的和未來的CCOP系統(tǒng)。
面臨的挑戰(zhàn)
海軍運籌管理處的總監(jiān)將2005財政年度的目標設置為如下三個：效率、衡量標準以及投資收益。鑒于此，CCOP的項目長官Brian Prevo發(fā)現(xiàn)在12個IW CCOP系統(tǒng)中分配資金是一件非常困難的事情。是否應該對每個項目都平分資金?是否有一個項目需要獲得最多的資金以升級換代?使用者有哪些偏好?為了合理規(guī)劃預算，Prevo必須度量每一個CCOP系統(tǒng)的投資收益。此外，他還必須使項目可以滿足美國海軍對全球信息的監(jiān)管以及偵察(ISR)。Prevo與美國海軍研究生院的研究人員進行了合作，同時也竭力幫助海軍研究生院的Cesar Rios。當執(zhí)行ISR任務時，Rios在各種平臺(艦艇、飛機)負責對CCOP系統(tǒng)以及其他的IW系統(tǒng)進行管理控制。Rios是整個團隊的領導也是這方面的專家，他與Housel博士以及Mun博士通力合作，共同完成了對CCOP資金分配的研究。
背景
在美國的安全戰(zhàn)略中，信息至關重要。根據(jù)美國國家安全戰(zhàn)略(NSS)，信息是面對敵國威脅以及恐怖分子的第一道防線。“9·11”事件之后，美軍意識到針對冷戰(zhàn)而提出的信息戰(zhàn)略已經(jīng)無法適應新時代的復雜的美國國土安全問題。為了使美國的諜報能力與不斷變化的安全威脅同步，美國采取了以下措施：
為美國及其盟國提供全方位的信息預警。
研發(fā)新的信息技術以維持信息優(yōu)勢。
對未來的諜報能力加大投資力度。
收集與恐怖分子有關的情報，并對其進行分析。
美國情報活動每年要花費400億美元，并且其中的大部分都花在了ISR活動上。ISR是一套收集、處理并且散步情報的系統(tǒng)。ISR為國家安全戰(zhàn)略的決策者和軍方提供了大部分的信息。ISR系統(tǒng)的組成部分中，小至數(shù)碼相機，大至數(shù)十億美元的衛(wèi)星。有些ISR項目廣泛收集信息，而有些則專門針對特定的武器收集信息;一些是“國家”系統(tǒng)，為政府當局提供信息，一些則是“戰(zhàn)術”系統(tǒng)，為指揮官提供戰(zhàn)地信息。ISR分為三種類型：國家信息項目(NIP)、軍方聯(lián)合信息項目(JMIP)以及戰(zhàn)術信息和相關活動(TIARA)。
軍用的大多數(shù)情報來自于防御情報局(DIA)，這個機構處理HUMINT、MASINT、大部分的國防部(DoD)戰(zhàn)略以及長期分析結論;國家安全局(NSA)主要處理SIGINT;國家測繪局(NIMA)主要處理IMINT。在某種程度上說，軍事情報體系還包括：中央情報局(CIA)、國務院、能源部、司法部以及財政部。
海上ISR
海軍于2003年的路標轉換需要重組海上ISR，從而將DoD的5000系列與聯(lián)合戰(zhàn)爭理念結合起來。我們的目標是定義一套衡量標準，從而使信息需求者能夠及時、低成本以及有效地獲取信息。海上ISR位于海軍運籌系統(tǒng)的核心，并且是提高運籌速度與效率的核心元素。面對當今的安全威脅，有必要擴充ISR的涵蓋范圍，從而使軍方與NSS有同樣的決策優(yōu)先權。
情報收集過程(ICP)是戰(zhàn)術的海上ISR單位(艦艇、飛機以及其他平臺)完成信息訴求的途徑。一旦信息訴求得到滿足，各種學科以及信息技術將被共同用于搜索、獲取、處理以及反饋處理結果給戰(zhàn)術使用者(例如，艦艇官兵以及攻擊部隊)和國家層次的使用者(例如NSA)。圖1.1顯示的是大致的過程。
圖1.1 智能收集流程
每一個過程被進一步分解為個體行動，這些行動或許需要在ICP中執(zhí)行次級過程。例如：次級過程(Target Data Processing)可以被分解為以下任務：
1.基于人工的(非自動)
a.人工復制并直接匯報。
b.人工翻譯并處理。
2.基于IT的
a.直接轉換為報告
(1)解碼
(a)所有基于IT的信息。
(b)人工可以完成的。
(2)解密
(a)所有基于IT的信息。
(b)人工可以完成的。
b.引導發(fā)現(xiàn)
(1)自動的——局域方位(LOB)。
(2)人工完成——LOB。
(3)人工完成——B-rep要求。
c.地理定位
(1)特殊處理
CCOP于1994年建立，它已經(jīng)發(fā)展出了能夠對來自海陸空的情報進行快速反應的情報系統(tǒng)。有大約100艘能夠破譯密碼的艦艇已經(jīng)進入了海軍編制。它們中的每一個都是便攜設備、地下以及空中平臺的潛在使用者。CCOP系統(tǒng)的功能廣泛，它的基本功能如下：
戰(zhàn)術偵察、定位。
在擴展的范圍被動引導、分類、追蹤敵軍意圖。
解釋并匯報被截取數(shù)據(jù)的潛在或已知的含義。
相關性追蹤。
CCOP是一套高級的解密系統(tǒng)，它利用了商用現(xiàn)貨供應技術(COTS)、政府現(xiàn)貨供應技術(GOTS)、模塊以及開放體系。把COTS以及GOTS系統(tǒng)運用于ISR系統(tǒng)時，需要進行各種層面的融合，從而為系統(tǒng)以及任務管理者提供結論報告和數(shù)據(jù)分析。COTS以及GOTS系統(tǒng)需要在某些層面進行修改才能滿足艦艇的需求。在投入實際運營前，這套體系必須接受系統(tǒng)化的測試，從而確保實用性以及可靠性。它們同樣也需要接受網(wǎng)絡攻擊的測試(如果它們被連接到海軍的網(wǎng)絡的話)以及協(xié)同工作能力的測試。
評估技術
對信息評估技術的投資是一項令人畏懼的挑戰(zhàn)。盡管我們有許多方法評估對IT的投資，投資收益(ROI)仍然是在衡量過去、未來以及潛在的成績時使用得最廣泛的。其他的技術被用于在一個組織的法人層次和次級法人層次評估IT的影響。盡管方法不同，但是它們的目標是一致的，即為管理層提供度量有形的IT投資和無形的智力資產(chǎn)的方法。公司層面的分析可以判定組織內部IT和智力資產(chǎn)的業(yè)績。子公司層次的分析著眼于與組織產(chǎn)出有關的次級過程，并且試圖建立一套在次級過程內部衡量智力資產(chǎn)和IT資產(chǎn)的度量標準。
ROI在公共領域中的運用
ROI能夠幫助經(jīng)理和投資者做出有效的決策，但是如果一個組織向美國的DoD那樣不能產(chǎn)生可測量的收益，這怎么辦呢?傳統(tǒng)的ROI衡量標準不能度量公共部門的IT系統(tǒng)的收益。當針對公共部門運用ROI分析時，需要注意以下幾點：
缺乏有效衡量收益和利潤的標準，這為度量整個組織產(chǎn)生的總收益帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
在一堆棘手的數(shù)據(jù)中很難有效找出實實在在的數(shù)據(jù)。
ROI依賴于成本與收益;我們難于區(qū)分利益接受者與股權持有者，因為潛在的利益相關者是項目的參與者、參與者的經(jīng)理、項目的贊助者或納稅人。
不論義務與代價如何，政府都必須為社會提供服務。
公共預算部門受到越來越高的關注，因為股權持有者、經(jīng)理以及納稅人不斷對政府的義務和公共投資的透明度提出越來越高的要求。這使得管制的加強，正如1993年的政府業(yè)績法案(GPRA)，它出于義務與成本的考慮，要求建立度量策略性計劃與業(yè)績的標準。這些挑戰(zhàn)迫使公共部門找出定量的方法以度量公共服務與公共品的總產(chǎn)值。
ROI在DoD項目中的運用
對許多情報項目的資助來源于DoD，這要求所有的IT項目被當作投資(而非贈與品)來管理。為了達到這個目標、滿足政府管制措施和遵守GPRA、信息技術管理與業(yè)績法案(ITMRA)等法規(guī)的要求、DoD必須有效度量投資過程。盡管盈利能力并非DoD和非營利組織的主要目標，但是政府必須確保納稅人的錢得到有效利用并且使市民以及社會獲得最大的利益。
在用ISR度量總收益以及風險時，存在著許多問題。技術的復雜性(這來源于使用COT/GOTS系統(tǒng)、開放建筑系統(tǒng)、不斷演變的軟件標準、縮短的時間限制以及資金供給的不穩(wěn)定性)對海上ISR系統(tǒng)造成了威脅。盡管DoD對所有的項目和工程實施了嚴格的測試和評估(T&E)以減小風險，但是仍然缺乏對IT系統(tǒng)進行精確度量的標準。能否發(fā)展具有可測性的關鍵業(yè)績參數(shù)(KPP)以及有效性的度量標準(MOE)，從而在各種環(huán)境中對業(yè)績進行度量，這決定了T&E的成敗。
此案例的另一個困難是將輸出結果轉換成貨幣利益。在商業(yè)案例中，輸出結果被表示成每個單位的價格，然而對于DoD和非營利性案例，這樣的方法卻不起作用。在運用經(jīng)驗的財務分析，尤其是在尋找制定財政決策的底線時，這種問題將會產(chǎn)生。DoD采用的評估方法必須包括通用的框架，從而能夠從美國國家安全的全局角度來理解、評價以及證實政府對IT投資的影響力。針對這種目的，KVA方法是一種可行的評估技術。
智力增值方法論
智力增值方法論(KVA)由Thomas Housel博士和Valery Kanevsky博士在15年前創(chuàng)立，其目的是評估智力資產(chǎn)(人工和IT)的增值情況。該理論基于如下假設：商業(yè)組織和其他所有組織通過一系列過程和次級過程生產(chǎn)出產(chǎn)品(例如：物質產(chǎn)品和勞務)，而這些過程和次級過程正是把原始投入品轉化為產(chǎn)出品的過程(例如：把勞動轉化為服務，把信息轉化為報告)。組織生產(chǎn)過程中，投入品發(fā)生的改變正如熵的改變。在《美國傳統(tǒng)詞典》中，熵被定義為“度量一個封閉的系統(tǒng)中發(fā)生的變化的標準”。在商業(yè)領域中，熵可以被用來衡量在獲得產(chǎn)出品過程中投入品發(fā)生的改變程度。
如果我們能夠描述所有過程的單位產(chǎn)出，那么經(jīng)理們就可以在任意一個時點對成本和收益進行度量。在次級組織層次，我們可以對獲取的信息、傳統(tǒng)的會計賬目、財務業(yè)績以及盈利能力進行度量。KVA與其他財務模型有如下兩個重要的不同點：KVA可以分析次級組織層次的度量標準;出于會計記賬的考慮，它可以在所有次級過程中對成本與收益進行配置。
KVA以智力資產(chǎn)作為基礎，主要是對熵與價值增值之間的關系進行控制。生產(chǎn)過程引起的變化的單位由引起這些變化所需的智力資產(chǎn)進行衡量。更具體地說，就是用工人接受培訓所需的平均時間去衡量熵的變化。
本案例將KVA、Monte Carlo模擬以及實物期權模型運用于USS Readiness，從而我們可以知道項目的管理者是如何在每一個CCOP系統(tǒng)的過程和次級過程中對財務進行度量的。
USS Readiness
本案例的目標是評估海上ISR中CCOP系統(tǒng)的效率。運用KVA方法，我們可以制定出度量標準并且可以用現(xiàn)存的和將來的項目對CCOP進行比較。在這個部分，我們將回顧如何將KVA運用于CCOP項目的兩個次級過程：研發(fā)/收集過程(P4)、數(shù)據(jù)格式和報告總結(P8)。
USS Readiness是執(zhí)行ISR任務的假想的美國海軍艦艇。該艦艇除了乘務員之外，還有利用CCOP系統(tǒng)執(zhí)行情報收集過程的IW操作員;其裝配有可維持6個月的常規(guī)補給，在國家和戰(zhàn)術層次負責每日的ISR收集任務。USS Readiness上的兩隊人馬(ISR隊員和IW人員)包括：分區(qū)指揮官、分區(qū)的次級指揮官、信號操作員以及公共操作員。每一個IW指揮官在ICP中執(zhí)行某個特殊的過程。接到請求后，ISR隊員將提供一系列報告，包括：原始情報的報告、技術報告、分析師之間的交流以及每日的總結報告。USS Readiness裝配了4套CCOP系統(tǒng)(A、B、C以及D)。
見表1.1，在某個帶有基礎設施的特定平臺上，CCOP系統(tǒng)可以運用于單一次級過程或者復合次級過程。此外，某些系統(tǒng)諸如CCOP A系統(tǒng)，非常復雜，其包含多個次級系統(tǒng)。借助于KVA，我們可以度量成本和收益(見表1.2)。顯然，對于一家公司，成本與收益可以很快獲得，但KVA的真正用途在于公共領域。
表1.1 USS準備就緒的CCOP系統(tǒng)
次級過程名稱
CCOP A
CCOP B
CCOP C
CCOP D
P1
返回請求/任務
X
P2
判定最優(yōu)化/設備組合
X
P3
生產(chǎn)函數(shù)研究/計劃方案
X
P4
研發(fā)/收集過程
X
X
P5
目標數(shù)據(jù)獲取/捕獲
X
X
P6
目標數(shù)據(jù)處理
X
X
X
X
P7
目標數(shù)據(jù)分析
X
X
X
P8
數(shù)據(jù)格式和報告總結
X
P9
QC報告
X
P10
傳送報告
X
表1.2 CCOP C,D和固定的IT基礎設施的P4和P8成本配置
指派給CCOP C的代理收入($US)
指派給CCOP C的成本($US)
指派給CCOP D的代理收入($US)
指派給CCOP D的成本($US)
指派給固定設施的代理收入($US)
指派給固定設施的成本($US)
$-
$-
$28156
$10250
$-
$-
$13868
$10250
$58253
$12000
$19906
$63462
$241667
$102500
表1.3列舉了主要結果，其中ROK是智力的收益(生產(chǎn)率)、ROKA是智力資產(chǎn)的收益(利潤率)、ROKI智力投資的收益(價值方程)。
表1.3 P4和P8 KVA矩陣
總額的KVA矩陣
次級過程名稱
ROK(比例)
ROK(百分比)
ROKA
ROKA
P4
研發(fā)/收集過程
3.39
339.01%
70.50%
239.01%
P8
數(shù)據(jù)格式和報告總結
0.80
79.63%
-25.59%
-20.37%
總額的矩陣
14.10
1410.20%
157.31%
410.20%
KVA可以提供結構化的數(shù)據(jù)從而進行不同的風險分析以及其他分析(例如實物期權分析)。將KVA歷史業(yè)績的度量標準、模擬以及實物期權模型結合起來，可以使CCOP的管理層以及美國海軍對人力資產(chǎn)、系統(tǒng)以及配置和雇用的選擇權的未來價值增值進行評估、比較。
對實物期權模型的分析
如圖1.2所示，實物期權模型被用于判定三種基本期權的未來價值。帶有KVA數(shù)據(jù)的實物期權模型(此模型步長為8)被用于估計本書曾經(jīng)提到過的期權的價值。
圖1.2 CCOPs的三個路徑依賴的實物期權戰(zhàn)略
第一個期權(A—遠離海岸)使用了多個不同的CCOP系統(tǒng)，這些系統(tǒng)使得所有產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以被遠程監(jiān)控中心分析。之所以這樣處理，是出于如下考慮：如果情報的收集過程可以被遠程統(tǒng)一的監(jiān)控中心完成，那么艦艇上就只需要配備更少的情報人員?，F(xiàn)在軍方比較青睞這種運用遠程統(tǒng)一的控制中心的思路，因為這樣可以消減開支并且提高岸基作戰(zhàn)能力。這正如同商業(yè)領域中統(tǒng)一的客服控制中心，例如：規(guī)模更大但數(shù)量更少的呼叫中心。
第二個期權(B—直接支持)著眼于如何在艦艇之間實現(xiàn)CCOP設備與操作人員的轉移。其思路是，當一艘艦艇靠岸進行維護、維修或升級時，我們就把該艦艇的CCOP設備和操作人員轉移到即將出航的艦艇上。這樣，艦艇的情報收集工作就只需要更少的CCOP設備和操作人員。
第三個期權(C—永久SSES)使艦艇上的CCOP設備和操作人員不發(fā)生轉移。此方法需要更多的CCOP設備和操作人員，這會提高潛在的成本，但卻會為艦艇指揮官提供更強大的情報控制能力。
對這些結果的分析(如圖1.3所示)表明期權C的價值最大。這個結果會讓我們產(chǎn)生疑問，既然期權B和期權C都可以節(jié)省成本，那么為什么它們的價值反而不如期權A呢?然而，因為KVA提供了貨幣化的度量標準，這使我們有可能看清期權C有著更高的收益。艦艇的指揮官都選擇期權C，因為它能為情報資產(chǎn)提供更高的控制能力。所以按照直覺，指揮官們都會選擇期權C，但是如果沒有KVA，那么我們就不能為指揮官的直覺提供科學的依據(jù)。
圖1.3 實物期權分析結果匯總
隨著時間和經(jīng)驗的增長，遠程期權可能會比數(shù)據(jù)收集技術提供更高單位成本的收益，因為遠程控制可以為艦艇平臺提供更強有力的運籌控制。但是，當前海軍運籌控制環(huán)境的帶寬限制制約了遠程控制系統(tǒng)，因為遠程控制系統(tǒng)對帶寬有較高的要求。
CCOP項目管理層要求使用KVA和實物期權模型對此做進一步的分析。海軍戰(zhàn)斗群目前正在裝配可以運用KVA、模擬以及實物期權模型的軟件，從而可以實時監(jiān)控數(shù)據(jù)收集過程和CCOP系統(tǒng)的性能。下一步，我們將使軟件能夠為指揮官和項目管理者找出針對CCOP系統(tǒng)配置方案的最優(yōu)期權，從而滿足海軍指揮官以及其他聯(lián)邦政府從事情報收集和分析的機構的需要。
