Koncepcja operacji – co to i po co?

Kontekst – dlaczego ten temat ma znaczenie?

Aktualna sytuacja w naszej części świata – wojna za naszą wschodnią granicą stanowiąca realne zagrożenie dla Polski i skutkująca bezprecedensowymi w skali zakupami uzbrojenia dokonywanymi przez Wojsko Polskie – dla inżyniera systemów to bardzo „ciekawy czas”. Dosłownie, nie mogę przestać myśleć o tym, czy w całym tym procesie jest wystarczająco systemowego podejścia. Czy w ogóle jest jakiekolwiek systemowe podejście? Pragnę wierzyć, że tak.

Dlaczego to takie ważne?

W praktyce, to co robi nasze Ministerstwo Obrony Narodowej to tworzy system(!) obrony państwa. Tak jak chcielibyśmy, aby przy budowie naszego domu pracował inżynier architekt i inżynier budownictwa, tak przy tworzeniu systemu potrzebujemy inżyniera systemów, a na pewno zastosowania procesu inżynierii systemów. Na temat Wielkiej Strategii państwa, Strategii Rywalizacyjnej czy Strategii Wojskowej nie mam zamiaru się wypowiadać, gdyż wykracza to poza zakres mojej ekspertyzy. Natomiast zagadnienia związane z Koncepcją Operacji (lub Operacyjną, jak kto woli) już owszem.

Zgodnie ze sztuką, jednym z kluczowych elementów tworzących płaszczyznę porozumienia pomiędzy zamawiającym (Agencją Uzbrojenia) a wykonawcą zlecenia (Dostawca) powinien być dokument Koncepcji Operacji. Ku mojemu zdziwieniu, a następnie przerażeniu, w polskim Internecie nie znalazłem żadnych(!) sensownych informacji na ten temat. Jedyny wartościowy opis tego czym jest Koncepcja Operacji i jak ją przygotować, znalazłem na stronie Urzędu Lotnictwa Cywilnego i dotyczył uzyskania zezwolenia na operowanie bezzałogowym statkiem powietrznym.

Z poczucia obowiązku, zebrałem swoją wiedzę i informacje dostępne w anglojęzycznych publikacjach i postanowiłem odczarować ten temat. Mam nadzieję, że przybliżę go polskim inżynierom systemów, Agencji Uzbrojenia, kadrze Wojska Polskiego i wszystkim innym potencjalnie zainteresowanym.

Terminologia

Jeśli nie wiadomo od czego zacząć to najlepiej zacząć od początku.

Czym jest Koncepcja Operacji (użytkowo, wzorem angielskiego skrótu ConOps dla nazwy Concept of Operations, proponuję posługiwać się skrótem KonOp)? Pierwsze odnotowane użycie dokumentu KonOp miało miejsce w artykule autorstwa R.J. Lano, „Strukturyzowane podejście do formułowania koncepcji operacyjnych”. Można by się spodziewać, że pojęcie stworzone przeszło 40 lat temu będzie miało jasną i jednoznaczną definicję. Rzeczywistość jednak wskazuje co innego, gdyż w zależności od przemysłu i typu systemów, inżynierowie systemów mają inne zrozumienie dokumentu KonOp. Dla jednych pojedynczy diagram będzie określany mianem Koncepcji Operacji, a innych będzie to obszerny i szczegółowy dokument.

Ponadto w literaturze i publikacjach branżowych występuje pomieszanie dwóch pojęć, które na dodatek są czasem używane zamiennie:

• Koncepcja Operacji - KonOp (ang. Concept of Operations – ConOps)

• Koncepcja Operacyjna - OpKon (ang. Operational Concept – OpsCon)

Rysunek 1 Przedstawienie roli KonOp i OpKon dla projektu Systemu systemów

W praktyce są to dwa odrębne pojęcia, pomimo że są blisko ze sobą związane/powiązane. Na szczęście co do dwóch poniższych definicji jest zgoda.

Definicja Koncepcji Operacji (KonOp) według Podręcznika Inżynierii Systemów Międzynarodowej Rady ds. Inżynierii Systemów:

„KonOp na poziomie organizacji odnosi się do określonego przez kierownictwo sposobu działania organizacji. Może odnosić się do wykorzystania jednego lub więcej systemów, jako czarnych skrzynek (ang. black box), do osiągania celów i zadań organizacji. Dokument KonOp opisuje założenia organizacji w odniesieniu do pojedynczej operacji lub serii operacji w ramach organizacji z wykorzystaniem systemu, który ma zostać opracowany, istniejących systemów i potencjalnych przyszłych systemów. Dokument ten często jest częścią definiowania długoterminowych planów strategicznych i rocznych planów operacyjnych. Dokument KonOp służy w organizacji do wskazania ogólnej charakterystyki przyszłych działań biznesu i/lub systemów, w ramach projektu do przybliżenia jego kontekstu, a twórcom systemów, w szczególności inżynierom systemów, do „wydobycia” oraz uchwycenia wymagań interesariuszy.”

Definicja Koncepcji Operacyjnej (OpKon) według Podręcznika Inżynierii Systemów Międzynarodowej Rady ds. Inżynierii Systemów:

„Dokument Koncepcji Operacyjnej systemu (OpKon) opisuje, co system będzie robił (a nie jak to zrobi) i dlaczego (uzasadnienie). OpKon to dokument zorientowany na użytkownika, który opisuje charakterystykę systemu, który ma być dostarczony od punktu widzenia użytkownika. Dokument OpKon służy do przekazywania ogólnych ilościowych i jakościowych cech systemu nabywcy, użytkownikowi, dostawcy i innym.”

Z tych dwóch ustalonych i dość dobrze przyjętych/sformułowanych definicji można wyciągnąć następujące wnioski: 1) KonOp jest bardziej skoncentrowany na aspektach operacyjnych danego systemu z perspektywy użytkownika, podczas gdy 2) OpKon jest dokumentem niższego poziomu, który koncentruje się bardziej na funkcjach systemu (co zrobi system). Tę zależność między zastosowaniem tych dwóch dokumentów przedstawiają rysunki 1 i 2. W kontekście tego artykułu to KonOp bardziej odpowiada potrzebom zamawiającego oraz budującego systemy dla wojska, dlatego na tym skupię się w dalszej części artykułu.

Rysunek 2 Cykl życia systemu transportu przedstawiający udział dokumentów KonOp i OpKon

Po co tworzymy KonOp?

Jak wynika z rysunku 2, Koncepcja Operacji powstaje na początku cyklu życia systemu, niedługo po zaistnieniu potrzeby związanej z danymi zdolnościami i możliwościami. W zależności od praktyk stosowanych przez zamawiającego, KonOp może zostać opracowany wewnętrznie przez zespół zamawiający lub może zostać to zlecone wykonawcy. Częstszą praktyką jest zlecanie przygotowania dokumentu Koncepcji Operacji wykonawcy zamawianego systemu.

Ponieważ w praktyce mamy do czynienia z różnymi typami projektów, warto wyjaśnić, że sytuacje w których KonOp jest wymagany to przede wszystkim: (1) projektowanie nowego systemu oraz (2) modyfikacja lub zmiana istniejącego systemu.

Na pytanie „po co przygotowywać KonOp?” najprościej można odpowiedź: aby ustalić, ze wszystkimi interesariuszami, wspólną, kompletną i klarowną wizję tworzonego systemu. Wizja ta jest niezbędna do kolejnego kroku, tj. opracowania kompletnego zestawu wymagań systemowych będącego wkładem do dalszych prac projektowych.

W założeniu, opracowując KonOp, należy zaangażować wszystkich interesariuszy związanych z opracowywanym systemem w celu opisania typowych scenariuszy jego użycia, z uwzględnieniem zarówno sytuacji nominalnych, jak i nietypowych. Opisy te powinny zawierać oczekiwania interesariuszy co do zachowania, wydajności, możliwości, jakości systemu, jak i cały kontekst operacyjny wraz z wynikającymi z niego ograniczeniami.

Proces tworzenia dokumentu Koncepcji Operacji należy traktować jako utrwalenie, w uzgodnionej formie, tekstowej lub graficznej, tego co każdy z uczestników ma na myśli. Naturalnym zjawiskiem jest, że na początku prac projektowych, istnieją różne schematy myślowe utrwalone w głowach zarówno interesariuszy, jak i członków zespołu projektowego. W praktyce, często długotrwałe, dyskusje prowadzone na początku projektu sprowadzają się do podświadomego ujednolicania koncepcji, które każda ze stron ma na myśli. Celem jest, aby na koniec, mówić o tym samym. W tym kontekście, z perspektywy dalszych prac inżynierów systemów, ważne jest, aby KonOp powstał przed zdefiniowaniem wymagań systemowych.

Jakie cechy ma dobry KonOp?

Skoro już wiemy czym jest KonOp i po co go przygotowujemy, to możemy przejść do tego jakie cechy powinien posiadać. Koncepcja Operacji, w zależności od tego, kto jest głównym interesariuszem, może mieć wiele zastosowań. Pierwszym przykładem do rozważenia jest definicja Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych ze „Słownika terminów wojskowych i powiązanych”:

„Przekaz słowny lub graficzny, który jasno i zwięźle wyraża to, co dowódca sił zbrojnych (ang. joint force commander) zamierza osiągnąć i jak tego dokona przy użyciu dostępnych zasobów. Koncepcja ma na celu przedstawienie ogólnej formy operacji. Zwana także „koncepcją dowódcy” lub „CONOPS”.

Książka „Inżynieria systemów stosowana w projektach kosmicznych” jest kolejnym źródłem zwięzłej definicji koncepcji operacji:

„Dobra koncepcja operacji odzwierciedla słownie i graficznie oczekiwania interesariuszy, dzięki czemu staje się platformą do jednoznacznego określenia architektury systemu i wymagań technicznych.”

Warto odnotować, że w obu definicjach autorzy mówią o „słownym” i „graficznym” przedstawieniu koncepcji, co podkreśla, że te dwa sposoby reprezentowania myśli powinny być wobec siebie komplementarne. Jest to szczególnie warte podkreślenia inżynierom systemów, skupiającym się na definiowaniu wymagań, które z natury są lakonicznym zapisem założeń projektowych. KonOp, w swojej obrazkowej formie, jest w pewnym sensie uzupełnieniem zestawu wymagań.

Powyższe definicje jasno określają kluczowe atrybuty KonOp:

• opisowy i graficzny,

• przedstawiający ogólny obraz operacji,

• służący do jednoznacznego określenia architektury systemu i wymagań technicznych,

• prezentujący, co system musi osiągnąć.

Ponadto, książka „Inżynieria systemów stosowana w projektach kosmicznych”[3] podaje również następujące cele:

• opisuje charakterystykę operacyjną systemu

• pomaga użytkownikom, klientom, wdrażającym, architektom, testerom i menedżerom zrozumieć cele systemu

• stanowi podstawę długoterminowego planowania operacji

• opisuje relacje pomiędzy systemem a organizacją

Ostatnim ważnym źródłem, które warto wziąć pod uwagę przy ustalaniu wizji tego, co powinien obejmować KonOp, jest „Podręcznik inżynierii systemów NASA”. Definicja, której NASA używa w podręczniku, jest bardzo podobna do definicji przywołanych powyżej, ale zawiera kilka dodatkowych cech, które warto wziąć pod uwagę:

„KonOp jest ważnym czynnikiem w procesie definicji wymagań systemowych i dlatego musi być brany pod uwagę na wczesnym etapie procesu projektowania systemu. Dobrze przemyślany KonOp, zawierający w sobie definicję scenariuszy użycia systemu nierzadko ujawnia wymagania i funkcje projektowe, które w przeciwnym razie mogłyby zostać przeoczone”.

Kluczowe atrybuty z „Podręcznik inżynierii systemów NASA” dla KonOp są następujące:

• konieczność opracowania na wczesnym etapie procesu projektowania systemu

• powinność brania pod uwagę wszystkie aspekty operacji, w tym integrację, testy, operacje oraz koniec życia system, tj. utylizację

• konieczność zawarcia scenariuszy operacyjnych, obejmujących różne tryby i przejścia między nimi, przy czym kluczowym elementem jest przedstawienie interakcji ze środowiskiem zewnętrznym

Podsumowanie

Pojęcie Koncepcji Operacji jest w Polsce niewątpliwie tematem nowym. W pracy większości osób, najprawdopodobniej nigdy się nie przyda. Mam jednak nadzieję, że w kluczowych dziedzinach, jak obronność, w których ma ono zastosowanie, będzie od tej pory używane.

W następnym artykule napiszę na temat tego jak tworzyć KonOp.

Bibliografia

• (INCOSE), I. C. (2015). Systems Engineering Handbook. Wiley.

• Administration, N. A. (2007). NASA Systems Engineering Handbook.

• Brown, D., Johnson, C., Ruggiero, A., Gleckler, W., McDonnell, D., & Simpson, D. (2022). Storytime, Audience to Authors: Enhancing Stakeholder Engagement. 32nd Annual INCOSE International symposium. Detroit: INCOSE.

• Defense, D. o. (2002). Dictionary of Military and Associated Terms.

• Lano, R. J. (1980). A Structured Approach for Operational Concept Formulation. (TRW SS-80-002).

• Larson, W. J. (2009). Applied Space Systems Engineering.