作者：Gitee 解決方案專家 徐烈
隨著資訊科技的不斷進步，軟體在軍工領域的地位愈發重要，已成為決定軍事裝備效能和作戰能力的關鍵因素。然而，傳統的軟體研發模式在面對大規模、高複雜度的軍工軟體開發時往往難以應對，其漫長的開發週期和低效的交付速度逐漸成為現代戰爭的制約因素。
誕生背景與意義
軟體工廠的思想起源可以追溯到 20 世紀 80 年代，當時的軟體開發深受傳統制造業流程的啟發。工程師們開始探索如何透過標準化、模組化的方式改進軟體開發流程，以解決高成本、低效率和質量不穩定的問題。IBM 在 1985 年首次提出「軟體工廠」的初步設想，嘗試用工業化手段提升軟體生產的質量與效率。
進入 21 世紀，武器裝備對軟體的依賴性顯著增強，軟體逐漸成為決定軍事裝備效能的核心因素。例如，F-22 戰鬥機航電系統中的軟體佔比高達 80%，是 F-16 的兩倍，這種「軟體定義裝備」的趨勢對研發模式提出了全新要求。為應對這一挑戰，美國國防部著手探索透過工業化方法提升軍工軟體的研發效率和安全性。
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在 2010 年代，美軍相繼提出了 DevOps 和 DevSecOps 策略，旨在將敏捷開發與安全實踐深度融合，為軟體工廠理念的形成奠定了基礎。 -
2018 年，美國國防部發布《企業 DevSecOps 參考設計》，正式提出「軟體工廠」作為支援 DevSecOps 的核心實踐框架，並逐步在各軍種推廣。
在這一背景下，「軟體工廠」逐步演化為一種結合標準化、自動化與模組化的全新研發方式。透過敏捷開發與雲技術的深度融合，軟體工廠不僅顯著提升了研發效率，還增強了系統的彈性與安全性。
洛克希德馬丁公司（洛馬）是軟體工廠理念的重要實踐者之一。洛馬將軟體工廠視為研發模式和組織形式的雙重創新工具，不僅提升了研發效率，還實現了快速交付與高安全性，為武器系統的技術競爭力提供了決定性優勢。
軟體工廠的核心特徵
標準化：統一流程與工具鏈
軟體工廠的標準化體現在開發流程、工具鏈和框架的統一性上。這種統一性確保了團隊協作效率的提升和產品質量的穩定性。例如，美國空軍「凱塞爾航線」軟體工廠採用了一套通用的開發安全運營（DevSecOps）工具鏈，覆蓋了需求管理、程式碼開發、測試、部署和監控的全生命週期。
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需求管理工具：從戰術到戰略，清晰定義每項任務的目標。 -
程式碼開發與版本控制：藉助分散式工具（如Git），實現全球範圍的團隊協同開發。 -
自動化測試平臺：每次程式碼更改後自動觸發質量檢查，降低人工測試的時間與成本。 -
持續交付（CI/CD）流水線：快速將高質量程式碼部署到生產環境，並透過監控工具提供即時反饋。
透過這些標準化的工具鏈，「凱塞爾航線」軟體工廠將軟體交付週期從傳統的 6-12 個月縮短至 2-3 周，同時顯著減少了因工具不相容引發的技術障礙。
自動化：研發效率的核心驅動力
自動化是軟體工廠實現效率提升的核心，其目標是減少人工干預，加速軟體交付，並提高研發質量。在軍工領域，這種能力尤為重要，因為開發週期與交付速度直接關係到作戰效能。美陸軍的軟體工廠透過 程式碼資源與轉換環境（CReATE） 平臺，將從開發到部署的全過程實現了自動化。
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持續整合與交付（CI/CD）：構建、測試和部署全自動化，縮短交付時間。 -
程式碼質量檢測與安全掃描：自動發現並修復程式碼缺陷與潛在漏洞。 -
基礎設施即程式碼（IaC）：透過IaC技術，大幅減少環境配置的複雜性與時間成本。
這種自動化模式將軟體交付時間從傳統的數月縮減至 100 天內，為快速響應戰術需求提供了技術保障。
高效性：敏捷與微服務的完美結合
傳統軍工軟體開發週期往往長達數年，而軟體工廠透過敏捷開發、微服務架構以及 CI/CD 流水線顯著提升了研發效率。
例如，洛馬在「下一代導彈攔截器」專案中，將首次交付時間從傳統的幾個月壓縮至數週。透過敏捷開發的應用，使開發週期形成了短週期迭代（如每2週一個Sprint），快速驗證功能有效性。透過模組化與微服務架構，將複雜系統分解為獨立模組，便於重用和快速更新。採用每日站會和看板工具促進開發、測試、運維團隊的高效協作，實現跨團隊協作。
透過這一模式確保了軍工軟體能夠以「戰術速度」響應動態需求，從而在複雜的戰場環境中佔據主動。
傳統研發模式與
軟體工廠的效率對比
正如美國國防部所強調的，「未來戰場的勝利取決於快速、安全地交付彈性軟體的能力」。軟體工廠透過敏捷開發和自動化工具鏈，顯著解決了傳統模式在週期長、靈活性差等方面的不足。
軟體工廠的實現路徑：
從理念到實踐
強大的技術支撐：
基礎設施與工具鏈
軟體工廠的核心在於其強大的技術支撐，而基礎設施和工具鏈是實現高效開發與交付的基礎。
以美陸軍的軟體工廠為例，其採用了
程式碼資源與轉換環境（CReATE）這一綜合開發平臺，透過以下關鍵能力支撐快速、高效的軟體研發：基礎架構支援：高可用與容錯能力
CReATE 平臺基於 Kubernetes 雲原生架構，具備強大的高可用性（High Availability）和災難恢復能力（Disaster Recovery）。支援跨三個可用區（Availability Zones）的自動化故障恢復，確保開發環境即使在硬體或網路出現問題時仍能持續運轉。提供符合
開放容器計劃（OCI）的容器映象，支援不同開發團隊的工具統一化，減少了相容性問題。自動化工具鏈：端到端的支援
CReATE 透過提供全面的自動化測試、構建與部署工具，實現了從程式碼編寫到生產部署的端到端支援。每次程式碼提交後，CReATE 會自動觸發測試流水線，包括程式碼質量掃描、單元測試和整合測試，確保高質量的程式碼進入下一環節。透過安全工具的整合，使嵌入式的安全工具可自動掃描程式碼依賴、容器映象和應用程式中的潛在漏洞，從而在開發早期發現並修復安全問題。透過自動化部署指令碼（如Terraform），開發團隊能夠在數分鐘內完成複雜環境的搭建與應用程式部署。
敏捷文化的推廣與團隊能力提升
軟體工廠的技術優勢必須與敏捷文化的推廣相結合，才能充分釋放其潛能。敏捷文化強調快速迭代、跨團隊協作和持續學習。
建立敏捷工作流程
以洛馬公司為例，其在「下一代導彈攔截器」專案中全面應用了敏捷開發方法：
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短週期迭代：將開發週期劃分為短期 Sprint（通常為2周），每個 Sprint 都有明確的交付目標，如最小可行產品（MVP）。 -
每日站會與回顧會議：團隊透過每日站會分享進展、發現障礙，並透過迭代回顧不斷最佳化流程。 -
持續反饋機制：在每個 Sprint 結束後，透過與使用者的直接溝通收集反饋，以快速調整開發方向。
團隊能力提升
敏捷文化的推廣需要配合團隊能力的持續提升：
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迭代培訓：洛馬公司建立了長期的學習機制，包括敏捷開發方法、微服務架構、DevSecOps 等方面的培訓，確保團隊能夠快速適應新技術。 -
人才激勵機制：透過績效考核和成果獎勵，激勵團隊成員積極參與敏捷實踐，推動文化的內化。
使用者參與
敏捷開發將使用者（如作戰人員）納入開發流程。例如，美陸軍的軟體工廠強調「來自士兵、服務於士兵」，透過讓士兵直接參與軟體需求的定義和測試，確保產品更貼合實際需求。
跨部門協作與生態體系建設
軟體工廠的規模化發展依賴於跨部門的協作，以及構建強大的生態體系。這不僅能夠提升資源利用率，還能實現不同軍種之間的互操作性。
聯合開發與資源共享
美陸軍與海軍陸戰隊的聯合軟體工廠透過共享技術資源和最佳實踐，美陸軍與海軍陸戰隊成功建立了聯合軟體工廠。這一合作使得兩軍種在開發和部署新應用時，能夠快速適配彼此的需求，同時降低了重複開發的成本。
共享工具鏈與技術框架，透過統一的 DevSecOps 工具鏈，不同軍種的軟體團隊可以在共享的環境中協作，確保開發成果能夠在跨軍種場景中無縫執行。
生態體系的構建
跨部門協作的目標是打造完整的軟體工廠生態體系，以支援從開發到運維的全流程。該生態體系的關鍵特徵包括：
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標準化流程與規範：統一的開發規範、API 介面標準，確保不同團隊的開發成果可以輕鬆整合。 -
知識庫共享：透過建立企業級知識庫，快速傳播最佳實踐和技術解決方案。 -
聯合培訓與資源最佳化：不同部門的團隊透過聯合培訓共享經驗，例如洛馬公司幫助空軍組建「藍色俠盜」軟體工廠時，提供了從敏捷方法到容器化技術的培訓支援。
推動互操作性
現代戰爭需要跨軍種的無縫協同作戰。透過軟體工廠的生態體系，軍種間的互操作性顯著增強：
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模組化應用程式：透過標準化設計的模組化應用程式，各軍種可根據需求快速部署、複用和擴充套件功能。 -
快速部署能力：共享的 CI/CD 管道讓聯合任務的應用程式在數小時內即可實現跨軍種部署。
軟體工廠的引入標誌著軍工軟體研發進入了一個新的時代。從美陸軍的軟體工廠到洛馬公司的全面轉型，軟體工廠已被證明不僅提升了研發效率，還顯著增強了系統的安全性和彈性。
隨著人工智慧（AI）的進一步融入，未來的軟體工廠將從「工具中心」向「智慧平臺」轉變，全面提升研發過程的智慧化水平。正如美國國防部所言：「軟體現代化是永無止境的旅程」。這一理念將為軍事現代化提供持續的技術支撐，並樹立全球軍工研發的標杆。