作者：Gitee 解決方案專家 徐烈

隨著信息技術的不斷進步，軟件在軍工領域的地位愈發重要，已成為決定軍事裝備性能和作戰能力的關鍵因素。然而，傳統的軟件研發模式在面對大規模、高復雜度的軍工軟件開發時往往難以應對，其漫長的開發周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

軟件工廠的思想起源可以追溯到 20 世紀 80 年代，當時的軟件開發深受傳統制造業流程的啟發。工程師們開始探索如何通過標準化、模塊化的方式改進軟件開發流程，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「軟件工廠」的初步設想，嘗試用工業化手段提升軟件生產的質量與效率。

進入 21 世紀，武器裝備對軟件的依賴性顯著增強，軟件逐漸成為決定軍事裝備性能的核心因素。例如，F-22 戰斗機航電系統中的軟件占比高達 80%，是 F-16 的兩倍，這種「軟件定義裝備」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通過工業化方法提升軍工軟件的研發效率和安全性。

• 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，為軟件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「軟件工廠」作為支持 DevSecOps 的核心實踐框架，并逐步在各軍種推廣。

在這一背景下，「軟件工廠」逐步演化為一種結合標準化、自動化與模塊化的全新研發方式。通過敏捷開發與云技術的深度融合，軟件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）是軟件工廠理念的重要實踐者之一。洛馬將軟件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。

軟件工廠的核心特征 標準化：統一流程與工具鏈

軟件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」軟件工廠采用了一套通用的開發安全運營（DevSecOps）工具鏈，覆蓋了需求管理、代碼開發、測試、部署和監控的全生命周期。

• 需求管理工具：從戰術到戰略，清晰定義每項任務的目標。

• 代碼開發與版本控制：借助分布式工具（如Git），實現全球范圍的團隊協同開發。

• 自動化測試平臺：每次代碼更改后自動觸發質量檢查，降低人工測試的時間與成本。

• 持續交付（CI/CD）流水線：快速將高質量代碼部署到生產環境，并通過監控工具提供實時反饋。

通過這些標準化的工具鏈，「凱塞爾航線」軟件工廠將軟件交付周期從傳統的 6-12 個月縮短至 2-3 周，同時顯著減少了因工具不兼容引發的技術障礙。

自動化：研發效率的核心驅動力

自動化是軟件工廠實現效率提升的核心，其目標是減少人工干預，加速軟件交付，并提高研發質量。在軍工領域，這種能力尤為重要，因為開發周期與交付速度直接關系到作戰效能。美陸軍的軟件工廠通過 代碼資源與轉換環境（CReATE） 平臺，將從開發到部署的全過程實現了自動化。

• 持續集成與交付（CI/CD）：構建、測試和部署全自動化，縮短交付時間。

• 代碼質量檢測與安全掃描：自動發現并修復代碼缺陷與潛在漏洞。

• 基礎設施即代碼（IaC）：通過IaC技術，大幅減少環境配置的復雜性與時間成本。

這種自動化模式將軟件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

傳統軍工軟件開發周期往往長達數年，而軟件工廠通過敏捷開發、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」項目中，將首次交付時間從傳統的幾個月壓縮至數周。通過敏捷開發的應用，使開發周期形成了短周期迭代（如每2周一個Sprint），快速驗證功能有效性。通過模塊化與微服務架構，將復雜系統分解為獨立模塊，便于重用和快速更新。采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。

通過這一模式確保了軍工軟件能夠以「戰術速度」響應動態需求，從而在復雜的戰場環境中占據主動。

傳統研發模式與
軟件工廠的效率對比

正如美國國防部所強調的，「未來戰場的勝利取決于快速、安全地交付彈性軟件的能力」。軟件工廠通過敏捷開發和自動化工具鏈，顯著解決了傳統模式在周期長、靈活性差等方面的不足。

軟件工廠的實現路徑：
從理念到實踐 強大的技術支撐：
基礎設施與工具鏈

軟件工廠的核心在于其強大的技術支撐，而基礎設施和工具鏈是實現高效開發與交付的基礎。

以美陸軍的軟件工廠為例，其采用了代碼資源與轉換環境（CReATE）這一綜合開發平臺，通過以下關鍵能力支撐快速、高效的軟件研發：

基礎架構支持：高可用與容錯能力

CReATE 平臺基于 Kubernetes 云原生架構，具備強大的高可用性（High Availability）和災難恢復能力（Disaster Recovery）。支持跨三個可用區（Availability Zones）的自動化故障恢復，確保開發環境即使在硬件或網絡出現問題時仍能持續運轉。提供符合開放容器計劃（OCI）的容器鏡像，支持不同開發團隊的工具統一化，減少了兼容性問題。

自動化工具鏈：端到端的支持

CReATE 通過提供全面的自動化測試、構建與部署工具，實現了從代碼編寫到生產部署的端到端支持。每次代碼提交后，CReATE 會自動觸發測試流水線，包括代碼質量掃描、單元測試和集成測試，確保高質量的代碼進入下一環節。通過安全工具的集成，使嵌入式的安全工具可自動掃描代碼依賴、容器鏡像和應用程序中的潛在漏洞，從而在開發早期發現并修復安全問題。通過自動化部署腳本（如Terraform），開發團隊能夠在數分鐘內完成復雜環境的搭建與應用程序部署。

敏捷文化的推廣與團隊能力提升

軟件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」項目中全面應用了敏捷開發方法：

• 短周期迭代：將開發周期劃分為短期 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：團隊通過每日站會分享進展、發現障礙，并通過迭代回顧不斷優化流程。

• 持續反饋機制：在每個 Sprint 結束后，通過與用戶的直接溝通收集反饋，以快速調整開發方向。

敏捷文化的推廣需要配合團隊能力的持續提升：

• 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：通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。

敏捷開發將用戶（如作戰人員）納入開發流程。例如，美陸軍的軟件工廠強調「來自士兵、服務于士兵」，通過讓士兵直接參與軟件需求的定義和測試，確保產品更貼合實際需求。

跨部門協作與生態體系建設

軟件工廠的規模化發展依賴于跨部門的協作，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件工廠通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件工廠。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，同時降低了重復開發的成本。

共享工具鏈與技術框架，通過統一的 DevSecOps 工具鏈，不同軍種的軟件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運行。

生態體系的構建

跨部門協作的目標是打造完整的軟件工廠生態體系，以支持從開發到運維的全流程。該生態體系的關鍵特征包括：

• 標準化流程與規范：統一的開發規范、API 接口標準，確保不同團隊的開發成果可以輕松集成。

• 知識庫共享：通過建立企業級知識庫，快速傳播最佳實踐和技術解決方案。

• 聯合培訓與資源優化：不同部門的團隊通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」軟件工廠時，提供了從敏捷方法到容器化技術的培訓支持。

現代戰爭需要跨軍種的無縫協同作戰。通過軟件工廠的生態體系，軍種間的互操作性顯著增強：

• 模塊化應用程序：通過標準化設計的模塊化應用程序，各軍種可根據需求快速部署、復用和擴展功能。

• 快速部署能力：共享的 CI/CD 管道讓聯合任務的應用程序在數小時內即可實現跨軍種部署。

軟件工廠的引入標志著軍工軟件研發進入了一個新的時代。從美陸軍的軟件工廠到洛馬公司的全面轉型，軟件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。

隨著人工智能（AI）的進一步融入，未來的軟件工廠將從「工具中心」向「智能平臺」轉變，全面提升研發過程的智能化水平。正如美國國防部所言：「軟件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，并樹立全球軍工研發的標桿。