美國空軍學習程式設計，為五角大樓節省了上百萬！

原標題：美國空軍學習程式設計，為五角大樓節省了上百萬！

五角大樓與Pivotal Labs合作，讓飛行員寫程式，改變了五角大樓採購武器系統的流程。

（圖：卡達烏代德空軍基地的聯合空軍指揮中心（CAOC），負責監視美國在海外20多個國家的空軍力量）

2016年10月，Google的母公司Alphabet的執行主席Eric Schmidt訪問了位於阿拉伯灣的卡達。他以國防創新委員會（Defense Innovation Board）主席的身份訪問了那裏的軍事設施，因為他的責任是給美國國防部長「以創新的方式提供獨立的建議和推薦，以應對未來的挑戰」。

在卡達烏代德空軍基地的空軍操作中心（Air Operations Center，簡稱AOC）Schmidt看到美國空軍仍在使用磁鐵和各種顏色的塑料卡片來管理大量問題。美國空軍當時正在參與攻擊位於伊拉克摩蘇爾的伊斯蘭國軍事力量。但當Schmidt詢問一名AOC指揮官他最擔心的事情是什麼，他得到的答案令人驚訝。據Schmidt稱，「他說，‘其實我擔心的是另一件事：我怕他們把我的白板擦了。’」

烏代德空軍基地的AOC是美國空軍的指揮中心AFCENT的所在地，管理著部署在20多個國家的空軍力量，如埃及、哈薩克等。每天中心都會收到海量的資料，一個由43個軟體組成的系統幫助他們處理各種任務，如對目標進行評估以制定進攻計劃、給飛行員傳遞資訊、監視各種操作、分析造成的傷害，等等。

但並不是AOC的所有任務都在計算機上完成。比如Schmidt和其他DIB成員很快就發現的白板，就被用來計劃AFCENT的空中加油操作。「我們當天接到任務，找出需要攻擊的目標，然後分析出誰在什麼時候需要多少燃料。」AFCENT的當值主席Mike Drowley上校解釋道。「這種分析需要三個或更多的人進行八九個小時，嘗試各種可能的組合。就像是玩俄羅斯方塊一樣。」

這個描述很直接。「實際上，他們會根據白板上的真實距離來確定是否會遇到任務目標。」Schmidt說。為此，一個人負責將資料輸入一張Excel工作表中，另一個人負責在白板上擺下各種磁鐵和塑料片，來表示飛機能飛多遠。

「他們會在工作表的資料正確之後執行一個VB指令碼。」Google的一名副總裁Milo Medin說，他也是創新委員會的一員。「這個指令碼能生成稍後需要手工輸入的資料。然後另一個人將這些資料輸入到「空中打擊計劃工具」（Master Air Attack Planning Toolket）中，這個工具可以生成一個空襲計劃，該計劃以「空襲任務單」（Air Tasking Order）的形式交給位於南卡羅萊納州肖空軍基地的AFCENT總部。

在Schmidt看來，最顯而易見的問題就是基地是否有更現代化的軟體。「他們回答得很迅速，‘有，但不能用。’」他說。

與Schmidt和Medin同在卡達的委員會成員、加州理工學院教授Richard Murray說，「組裏討論的問題是，這個問題本身並不難解決，但想找出為什麼原來的軟體不能用卻有點棘手。可以想象，這個軟體一定是很久以前寫的，它只是不能處理這麼多的加油機，或者別的什麼原因。

但能不能改正這些問題？答案基本上是不行。」Murray說，「這肯定不是正確的答案。」但在聯邦的規制下，這的確是正確答案。標準的國防部過程要求AOC所用的軟體等系統必須通過招標的方式，然後中標的公司負責設計、構建、驗證並測試整個系統，才能釋出給使用者使用，然後每當有足夠多的程式碼需要修改時，就必須重複整個過程。這就是為什麼空軍指揮中心的軟體從上世紀九十年代之後就沒怎麼變過。

但委員會的訪問引發了一連串的事件，不到六個月之後，卡達AOC的加油機計劃就被一個先進的軟體取代了，為他們每天節省了幾個小時，每週節省了數百萬美元。很多AOC其他的軟體也被重寫了。

這項工作由空軍工程師組成的一個快速反應小組負責，與Pivotal Software手把手地合作。五年前他們曾與另一家大型國防承包商簽訂了一份7億4500萬美金的合同，但五年來卻沒有任何進展。

空軍團隊自己寫程式碼的原因是從流行文化中獲得的靈感和快速改進的需求。但它還有更正式的任務：消滅阻礙軍隊進行技術改進的障礙。團隊開發的工具的開發及部署的時間和成本都只是過去承包商進行類似工作的一個零頭。但這能不能讓空軍和國防部更廣泛地承擔起他們在設計、開發和部署軟體方面的巨大需求？甚至能否承擔起那些軍隊在戰時依賴的那些硬體？

協同工作的彙報

美國空軍最新的技術進步發生在意想不到的地方：位於波士頓商業區Portland大街的一所WeWork協同工作間內。在那裏，幾十名隸屬於空軍的男男女女每天彙報工作。他們都沒有穿軍裝，也沒有穿飛行制服，多數人只是穿著牛仔褲和運動鞋。

一些人穿著印有他們的標誌的T恤衫，那是一艘熟悉的太空船的剪影，就是那艘只需要12秒差距就能走完卡塞爾線的飛船。（譯者注：這個典故來自星球大戰，韓·索羅稱他的飛船千年隼號能用12秒差距走萬卡塞爾線。）

一些空軍人員穿著千年隼號的T恤衫在波士頓商業區寫程式碼，這聽上去可能有些奇怪。但奇怪，或者說差異，正是空軍想要達到的目標。這些人穿得不像飛行員，更像是軟件開發者，因為那正是他們的職業。

他們在WeWork的小型開放式辦公室擁有很多鍵盤和顯示器，還有從Pivotal Software附近的辦公室和其他民用公司借來的十幾個軟體工程師。

我最近去拜訪過他們。從那些人的裝書來看，根本無法把他們與Pivots員工和其他諮詢師區分開來。辦公室裏充滿了嘈雜的談話聲和其他活動的聲音，一群顯要人物組成的參觀團——包括Schmidt和其他DIB的成員——在狹窄的空間內遊覽著。這一天，空軍的WeWork辦公室被命名為卡塞爾線實驗室，也是他們的非正式公開日。

整個辦公室看上去不像軍方設施，更像是個成長中的創業公司。儘管卡塞爾線是個擁有娛樂性質的名字的空軍正式專案，但它的組織也十分不尋常。

不尋常之一就是，這些男男女女正在製造空軍最重要的武器系統中的一個元件，而這項工作通常是由承包商完成，並由五角大樓的官員們負責監督。

但做到現在這個程度並不容易。卡塞爾線誕生於危機和偶然中，並由一名懂得軟體公司組織形式的國防部官員負責。空軍整整花了兩年時間在國會山不斷遊說，再加上從空軍總部到Eric Schmidt還有Pivotal Software的不懈努力，終於把上述人員從卡達搬到了硅谷。而且這個專案中途好幾次差點死亡。

防禦創新委員會（由Ashton Carter於2016年前期建立，後屬國防部）瞭解到，卡達的AOC軟件系統是20年前的軟體，而且規制使得軟體幾乎無法被更新。據Schmidt回憶，有一次在白板會議上，他側身向AOC參觀團的另一個人說，「你們不能做點什麼嗎？」那個人是Raj Shah，湊巧他團隊中的某個人等待這個機會很久了。

建立愚蠢的卡片

Shah當時是Ash Carter建立的另一個辦公室——國防創新試驗單位（Defense InnovationUnit-Experimental，DIUx）的管理合作夥伴。他也是個前飛行員，曾參加過伊拉克的戰鬥任務。「我曾經在一天內四次進行空中加油，我對於加油機的計劃過程的結果非常熟悉。」他說，「我經歷過加油機不能按時到達的情況，作為等著加油的人，加油機晚點是非常讓人惱火的。」

對於每年出動兩萬五千架次的空軍來說，協調空中加油的任務並不輕鬆。白板計劃顯然不是最理想的。因此空軍不得不讓加油機時刻裝滿燃料，時刻待命觸發，以應付Shah遇到過的那種情況。

Shah自從成為伊拉克的年輕飛行員之後，也瞭解了整個流程的另一面。”2006年我第一次部署任務時，我收到了一張列印的AOC的電子郵件，上面寫好了每個人的目的地。」他告訴我，「然後我的工作就是將這封郵件變成飛行員需要的任務材料，因為我是空軍隊伍中最年輕的那個。」這個過程需要每晚花費六個小時，將文字複製貼上到過程卡片上，飛行員將根據這些卡片來執行任務。「就這樣度過了大約兩個星期，每晚花費六個小時建立這些愚蠢的卡片，我就想，應該還有更好的辦法。我的工作完全是從工作表上找到東西，選中，然後翻譯成任務文字而已。所以我寫了個Excel巨集來完成這些工作。」

實際上，許多AOC的應用程式都有類似程度的複雜性。「AOC的特色就是所有新工具都是基於Excel和Powerpoint的，因為那是唯一被許可的方案。」Shah說。

即使是選擇並分析目標，然後將目標資訊傳給飛機中的飛行員這種任務，也是用同樣的工具完成的，通常需要人從一個系統的某個螢幕上讀出資訊，然後輸入到另一個系統中。「他們的任務就是複製貼上，有時還需要用紙筆抄下來，顯然這種做法有太多出錯的可能性了。」美國AFCENT指揮官Jeffrey Harrigian中將告訴我。「多虧了我們的人很出色，他們極少會把錯誤的資料傳給戰鬥機中的人。但顯然這種工作應該有更好的辦法，儘可能減少從一個操作到另一個操作之間的空白。」

如果AOC的軟體二十多年沒有更新過，那顯然不是因為他們沒有嘗試過。2006年，洛克希德·馬丁曾簽下了一份5億8900萬美元的合同，將全世界二十多個AOC的軟體進行「標準化、現代化，維持並改變」。最初的工作於2007年開始，將上世紀九十年代的AOC 10.1升級到聯網的、更安全的AOC 10.2。但是在2013年，空軍招標時，洛克希德卻沒有投標。於是這項工作就給了另一個大型國防承包商Northrop Grumman。但在2016年秋天，在Shah和DIB訪問卡達時，Northrop已經落後於計劃好幾年，並且超出預算幾百萬美元，使得美國空軍最重要的軟件系統的未來岌岌可危。

白板問題打動了Shah，而他在這種問題上已經研究了五個月。DIUx一直在尋求創業公司和其他的創新型私人公司，來為國防部面臨的一些難題找到快速的解決方案。加油機計劃問題正是Shah尋求解決的那種問題。而且他知道，一位名叫Enrique Oti的中校已經急不可耐地要解決這種問題了。「那天我乾脆給Enrique打了個電話。」Shah回憶說。

購買的風險

作為一名空軍軍官，當2015年8月波士頓辦公室成立時，Oti被任命為DIUx的空軍計劃的領導。在一家名為BMNT的諮詢公司的幫助下，他開始規劃「空軍控制中心的未來」。這是一傢俬人公司，與DIUx同樣，由已退役的上校、現隸屬於快速裝備部隊（Rapid Equipping Force）的Pete Newell率領。

Shah的提議更現實些。Shah建議不要去搞整個AOC，「我們為什麼不先解決加油機白板的問題呢？以後我們DIUx會投入幾百萬美金，但我們先從這個開始。明天就開始做。」

Oti去做了。「我給我知道的所有空軍中隊指揮官發了幾封郵件，說，‘嗨，誰有會寫程式碼的人？’」他說。不到一週的時間，Oti就收到了幾十封迴應（包括一些聲稱會寫程式碼實際上不會的人）。由於他自己也沒有軟件開發的經驗，只能慢慢嘗試了。「我招了六個人先看看他們能幹什麼。」

爲了讓Pivotal能儘快開始工作，Oti使用了一些五角大樓的官僚們通常避之不及的裝置。Pivotal加入工作後，在他們的授意下，四個空軍的程式設計人員與四個Pivotal員工結對，以實現大家熟知的「極限程式設計」的軟件開發方法。

DIB在10月份訪問了卡達。到了聖誕節，Oti和Shah已經有了一個由AOC支援的、由程式設計人員和產品經理組成的團隊，與可能的使用者討論他們的需求。到了2017年4月，加油機計劃工具——稱為JIGSAW——就在卡達交付使用了。「從起步到戰鬥指揮時使用的最終產品，我們只花了四個月的時間。」根據最近的研究，國防部軟體專案平均需要大約三年。

據Shah說，JIGSAW總共花了220萬美元。新的軟體不僅節省了大量時間——現在作計劃只需要大約兩三個小時，而不再需要一整天；而且還讓計劃更可信賴：AFCENT現在每天出動的加油機少了兩三個架次，而每架次的成本就是25萬美元。這就是說，只需要大約一週時間就能收回專案成本。

至於原來空軍做計劃用的那塊白板呢？它被裝在了位於俄亥俄州Dayton的Wright-Patterson空軍基地的博物館裏了。

搜尋硅谷的靈魂

在JIGSAW正式進入使用後，團隊把目光放在了更多AOC的軟體商。但首先他們要說服空軍的生存週期管理中心（LCMC），因為這種專案一般是由他們負責的。

剛開始時要推進一些想法很有阻力。而且還有其他的困難。有人告訴我，最初Oti和AOC的專案管理者Jeremiah Sanders上校起了衝突。

「當時曾有過一些衝突。」空軍的國防數字服務方面的專案主管Hunter Price說，他曾幫Oti和DIUx爭取空軍的領導位置。「專案辦公室經過了幾次談話。他們知道他們管理不善，也知道AOC的軟體不好用。他們試圖找到一些靈魂。」

據Sanders稱，靈魂搜尋的一部分由停滯不前的AOC承包商Northrop Grumman進行。「危機總是伴隨著巨大的機會，」Sanders告訴我。加油機計劃工具的成功「使得我們可以嘗試一些完全不同的東西。」Sanders把這種紮根於現代軟件開發的迭代過程稱為國防部購買軟體方面的根本改變，一個「極大地改變了我們滿足需求的方法」的改變。他說，「剛開始時我和我的團隊都不怎麼理解這個變化是多麼重要。」

變化的一部分包括與Pivotal密切合作，後者不僅幫助他們給AOC寫程式碼，還負責培訓了後來成為計劃骨幹的空軍工程師們。Pivotal負責與聯邦政府合作的副總裁Keith Salisbury說，「我們不想永遠成為任何人的外包應用開發公司。我們的目標是讓客戶理解我們的工作內容和工作方法，以及更重要的是我們這樣做的原因。我們不想教他們怎樣釣魚。我們想教他們成為釣魚嚮導。」

在JIGSAW專案之後，團隊開始著手兩個應用程式，以幫助解決Harrigian所說的流水線問題，即把資訊組合成攻擊目標的資訊，決定攻擊發起的時刻和方式，然後將資訊傳遞給飛行員。兩個應用程式的名稱為RAVEN和CHAINSAW，其中一個在2017年年底完成並交付使用，另一個將在稍後也會交付。

卡塞爾線團隊在波士頓、芝加哥和硅谷的幾個辦公室中總共擁有大約100名成員。到今年春天，卡塞爾線團隊已經交付了五個AOC的應用程式，還有八個應用程式正在開發中。波士頓的團隊預計到今年夏天會增長到300人，並佔據WeWork工作空間的整整一個樓層。「到今年年底，我希望我們能開發15~18個應用。」Oti說。儘管這不一定會成為指揮中心的未來，但Oti說，「

我們已經開始著手解決整個AOC的問題了。」

「卡塞爾線」這個名字已經成了團隊文化的一部分，而團隊領導希望能用這個名字給團隊帶來與軍隊不一樣的分為。「文化是最難的部分。」卡塞爾線的COO、空軍上尉Bryon Kroger說。「最難的事情之一就是心理學上的安全。我們談得最多的一件事就是，怎樣才能創造一個環境，讓人們能真正感到失敗是安全的？這種文化很難創造。Adam（Adam Furtado，卡塞爾線的首席

產品經理）和我都來自軍隊，Oti上校也來自軍隊，我們都有這種命令和控制風格的傾向，但團隊需要的文化與此截然相反。」

除了名字之外，團隊還為專案選了一個標籤：#agileAF。該標籤的含義一是敏捷軟件開發，二是表明卡塞爾線的文化更多像個創業公司，而不是嚴格的軍隊。「AF代表美國空軍（Air Force）。」Furtado向我確認道。

解開紅帶

在加油機計劃工具交付使用的時候，Northrop Grumman已經落後於計劃三年，專案的預算也幾乎翻倍，從3億7500萬上漲到了7億45萬。而就在JIGSAW上線的節骨眼上，Northrop很不知趣地來找空軍要更多的錢。在四月中旬，也就是AOC的人告別白板的時候，空軍給Northrop釋出了一條「停止工作」的命令，暫停了合同上的其他工作。六月份合同被取消了。Northrop拒絕對此事做出評論。「我認為空軍和國會山都意識到AOC 10.2已經步入歧途，不可能再交付任何東西，所以他們才放棄了。」國防數字服務的Price說。

據Oti說，Northrop的合同的計劃是建立安全和聯網功能，同時毫無必要地重建上線的所有43個應用程式。而卡塞爾線團隊的工作開始實現那些底層功能，因為他們實現了一種事件驅動的架構，使得開發團隊可以訪問一些機密資料庫，並安全地將資訊分發給數千名士兵。

據Sanders說，卡塞爾線在2018財政年度的預算只有6800萬美元。（另一家大型國防承包商Raytheon在四月份贏得了一份3億7500萬美元的合同，為AOC的軟體提供長期維護，並與卡塞爾線的工程師合作。）今年應該還會DIUx和其他來源的合同的方式向卡塞爾線注入更多資金。

專案開始時，Sanders和Oti帶領工程師們審查了Northrop提交的程式碼，但最後他們發現這些程式碼沒辦法整合到新的系統中。「遵循軟體需求規範並不意味著滿足功能上的要求。」Kroger說。

「這裏有不少錯誤，而且我們不會找藉口說國防工業寫不出好的軟體。」Oti說。「我們強迫他們滿足需求，他們被強迫構建我們要求的東西，即使他們知道這些需求不正確。」

成立卡塞爾線專案的決定（以及關於該團隊的所有其他決定）在底層程式碼上得到了很好的想過，因為這個決定是從關於使用者需求的談話中得出的。這只不過是現代軟件開發的最佳實踐而已，但在國防部，這種敏捷性幾乎是不可能做到的。需求的規格通常需要花上數年才能寫出，然後花費好幾年去實現程式碼，才能在實際中進行測試，因此係統上線的時刻通常就是過時的時刻。「國防部基本上違反了現代產品開發中的每一條規則。」Schmidt最近對國會這樣說。

波士頓的空軍程式設計師們致力於改變這一現狀。「卡塞爾線不僅要建立應用程式，」Oti補充道，「我們國防部要重新審視下我們的需求分析過程。我們應該將這些技術需求上的決定傳遞到產品級別，而不是像以前那樣止步於採購級別。」

像軟體工程師一樣，採購人員需要「心理安全」來保證一切都綁在紅帶（Red Tape，指過分死板的官僚主義）中，以滿足國防部規避風險的文化。「即使沒有新的授權，其實也能做許多事情，」Schmidt說，「但做這些事情首先要滿足文化上的安全。」

槍頭

前國防部部長Ashton Carter告訴我，卡塞爾線「正是我希望國防創新委員會的成果」。「我們的貢獻就是負責觀察，這對於以後的史書一定是很有意思的題材。」Eric Schmidt說。「然後我們就可以走了，自有其他人來完成工作。」

卡塞爾線為以後的變化提供了一個模型，但人們不斷地希望看到這個模型能適用於多大的範圍。生命週期管理中心開始嘗試將一些其他專案移交給卡塞爾線，他們稱卡塞爾線為「一個常識性的軟件開發團隊的模型，」國防數字服務的Price說，其他「創新中心」已經開始構思各種想法了。但是很難找到能在「產品層次」做出需求決策的大型專案。

擴大改變的最有效的做法就是「設定正確的例子，不要試圖取代所有人的工作」，前國防部長Carter說。「這並不是只要讓人們幹活就能做好的事情。」但用例子作為先導還不一定夠用。「我們相信，在當權者做技術方面的決定時，技術人才需要在場。」國防數字服務的主任Chris Lynch說。「做不到這一點，最終就會造成我們現在的這種局面。」

「希望我們只是槍頭上的尖。」Sanders說，「國防部已經開始重新審視我們在軟體和硬體兩方面的需求分析過程、預算和採購過程。」卡塞爾線誕生於戰爭的危機和偶然中。關於迅速行動和快速迭代的能力，AFCENT的當值主席Drowley說：「當局授權給我們，因為我們現在就相當於戰時指揮的命令。」

但我們不需要重新思考五角大樓在戰爭時期的做法，不需要為軍隊的最尖端的戰鬥機做個新的UI。我詢問了國防創新委員會他們是否認為有必要創造新的戰爭機器，以便在和平和戰爭時期保持最尖端的創新，結果得到的答案很有意思。

「好久沒有這麼長的和平時期了。」他們說。但正如一名委員會成員在瞭解到AOC的軟體無法簡單地修復時所說的那樣，這句話不可能是正確答案。

原文連結：https://www.fastcompany.com/40588729/the-air-force-learned-to-code-and-saved-the-pentagon-millions

作者：Mark Wallace，住在洛杉磯，紐約時代、紐約、連線等雜誌撰寫文章。

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