模拟器通用架构需求标准（SCARS）¶
摘要¶
SCARS（Simulators Common Architecture Requirements and Standards，模拟器通用架构需求标准）是美国空军的一项维持性倡议，旨在为空军模拟器逐步建立模块化开放系统方法（MOSA）。SCARS由HAF/A3T（空军总部训练局）发起，CAE USA担任主承包商，采用IDIQ合同模式（5年基础期2020-2025 + 5个1年选项期至2030）。该项目覆盖50+平台、2380+训练设备、7个主要司令部（MAJCOM），是空军训练基础设施现代化的核心项目。SCARS通过建立通用架构、标准化接口和网络安全框架，实现训练系统的能力复用、网络弹性和全生命周期成本最小化。
核心目标¶
问题陈述¶
空军训练基础设施面临的核心挑战： - 配置碎片化：2400+训练设备（50+平台）配置各异，复用性极低 - 开发成本高昂：每个设备的独特性导致昂贵的独特开发、生产和维护 - 网络安全威胁：持续演变的网络威胁，RMF（风险管理框架）实施成本高昂 - 训练效能受限：缺乏标准和通用架构限制了训练效果 - 互操作性不足：高保真度和互操作性需求日益增长
SCARS核心目标¶
- 建立MOSA：为空军模拟器增量建立模块化开放系统架构
- 提升网络弹性：应对持续演变的网络安全威胁
- 最小化全生命周期成本：通过通用架构减少独特开发和维护成本
- 增强训练效能：通过标准化和复用提升训练效果
- 支持分布式训练：通过网络连接模拟器实现分布式任务训练
核心特点¶
三阶段实施方法¶
SCARS采用渐进式三阶段方法：
第1阶段：高效网络安全（Efficient Cybersecurity） - 提供集中化网络维护：漏洞扫描、补丁、防病毒和企业级RMF控制 - 通用网络安全工具 - 集中化训练设备扫描/补丁管理 - 战士收益：显著减少训练系统维护停机时间，加速ATO（授权运营）获取
第2阶段：通用架构（Common Architecture） - 训练系统大部分功能迁移到通用基础设施 - 新技术支持向云/虚拟计算的完全迁移 - 通用建模和接口 - 虚拟化非硬件依赖的软件 - 战士收益：可靠性提升、维护最小化、功能改进成本降低
第3阶段：标准应用（Standard Applications） - 训练系统采用通用应用 - 通用应用托管基础设施 - 仅不可虚拟化的软件为训练器特定 - 广泛的通用模型库 - 战士收益：跨平台应用复用，一致性性能增强"公平交战"（Fair Fight）
SCARS关键组件¶
| 组件 | 功能 |
|---|---|
| 安全运营中心（SOC） | OPE和SCARS WAN的远程管理、中央仪表板、帮助台 |
| 本地设备（OPE） | 本地云、可扩展、通用安全控制 |
| 广域网（WAN） | 利用现有伙伴网络，概念验证阶段 |
| 授权训练系统 | 无ATO不接入SCARS |
| SCARS标准 | 建立通用架构的关键 |
SCARS标准体系¶
SCARS定义了一套完整的标准体系：
| 标准 | 说明 |
|---|---|
| 基础OPE集成标准 | 训练系统与SCARS OPE集成的ICD |
| 通用安全控制标准 | 训练系统利用SCARS网络安全控制的ICD |
| 认证流程标准 | 测试训练系统SCARS合规性的流程 |
| 应用认证标准 | 在SCARS OPE上认证和部署训练软件的流程 |
| 数据标准 | 标准数据格式ICD，含MBSE建模指南和地理空间数据规范 |
| DevSecOps标准 | 利用SCARS DevSecOps管道进行训练软件维护的流程 |
| 架构标准 | MOSA合规模块化子系统和接口的ICD |
采用的行业标准¶
SCARS积极采纳现有行业标准： - OGC CDB（通用数据库）：地理空间数据交换格式 - SISO CIGI（通用图像生成器接口）：模拟器与图像生成器接口 - IoT（物联网）：模拟器与机组控制系统接口 - ARINC-610C：使用飞机部件时的通用模拟器功能 - OMG SysML：模型化系统工程标准 - Open XR：扩展现实接口标准
架构转变¶
SCARS推动的架构转变——从碎片化到标准化：
实施前（碎片化）： - 内部和自定义签名/代码 - 自定义接口连接各组件 - 专有运行时 - 过时的源数据 - 每个平台完全独特
实施后（标准化）： - 通用签名和天气数据 - JSE GRID服务处理物理交互 - 通用弹药模型（JSE WSCE） - 标准气动模型接口 - IoT/GDR/SISO CIGI/OGC CDB标准接口 - Open XR扩展现实标准
与其他标准的关系¶
在开放架构层次体系中的位置¶
SCARS位于开放架构四层体系的第3层：设备级，是训练模拟领域的MOSA实施。
与MOSA的关系¶
SCARS是MOSA原则在训练领域的系统性实施： - 模块化设计：训练系统组件模块化 - 指定接口：标准化内部接口和数据格式 - 开放标准：采纳OGC、SISO、IoT等行业标准 - 一致性认证：SCARS认证流程标准 - 赋能环境：政府拥有标准，促进供应商竞争
与其他架构的互补关系¶
- SCARS ↔ OMS：SCARS架构标准中引用OMS作为空气器接口标准
- SCARS ↔ FACE：训练系统可复用FACE标准的软件组件
- SCARS ↔ SOSA：传感器模拟可采用SOSA硬件标准
- SCARS ↔ ABMS GRA：训练系统需模拟ABMS网络环境
独特定位¶
SCARS在MOSA生态中有独特定位： - 覆盖范围最广：50+平台、2380+设备、7个MAJCOM，是覆盖范围最广的MOSA实施之一 - 维持性路径：采用维持性采办路径（非新研），通过增量方式建立MOSA - 网络安全驱动：网络安全合规（RMF）是SCARS的首要驱动力 - 企业级方法：不是单个平台的MOSA，而是整个空军训练基础设施的MOSA
参考来源¶
- ntsa-scars-stcf-2025 — NTSA SCARS STCF简报（2025年4月）
- cae-scars-program — CAE USA SCARS项目概述
- breaking-defense-scars-2024 — Breaking Defense SCARS报道（2024年2月）
笔记¶
- SCARS的"三阶段渐进方法"是MOSA实施的最佳实践——从网络安全（最紧迫）→通用架构→标准应用，逐步深化
- "无ATO不接入SCARS"政策体现了网络安全在SCARS中的核心地位——安全合规是MOSA的先决条件
- SCARS采用IDIQ合同模式（5年+5年选项），说明MOSA在训练领域的实施是长期持续的过程
- 2400+模拟器、300+站点的规模使SCARS成为国防部最大规模的MOSA部署项目之一
- SCARS标准由AFLCMC/WNS发布（aflcmc.wns.scarsstandards@us.af.mil），部分标准限分发
- OPE（本地设备）+ SOC（安全运营中心）的架构模式类似于企业IT的云+安全运营中心模式
- SCARS的"虚拟化非硬件依赖软件"策略直接解决了传统训练系统硬件绑定的问题
- 行业标准采纳（OGC CDB、SISO CIGI、IoT等）体现了MOSA"利用现有标准"的原则
- SCARS的行业期望：模块化架构、标准接口、标准数据格式、避免专有接口、IoT控制、软件容器
- CAE USA通过收购L3 Link Simulation业务成为SCARS主承包商，体现了训练领域的行业整合趋势
基于NTSA简报、CAE项目页和Breaking Defense报道综合整理。2026-05-06创建。