摘要：开放式任务系统（Open Mission Systems，简称OMS）是美军自2010年以来制定的航电系统标准，旨在统一机载任务计算机的软硬件接口规范。OMS的推出，打破了以往任务计算机由OEM厂商垄断的局面，推动算力供应市场逐步开放、价格快速下探。随着符合OMS标准的多家厂商进入市场，机载算力正逐渐从“专属高价”走向“模块化平价”，这一趋势将深刻改变未来战机的航电系统格局。
OMS 是政府拥有的，采用分层开放系统架构设计思想设计实施的任务系统架构，目标是开发一种非专有的开放系统架构，以推动采购和业务模式摆脱传统的烟囱式解决方案，其主要作用领域为航空电子系统，尤其是机载任务计算机方向。
2010年，空军快速能力办公室 (AFRCO) 从 UCS 的工作中吸取了经验教训，与业界共同制定了开放任务系统 (OMS) 计划。根据 BBP 3.0 和其他政府指导，OMS计划的一大目标是能够影响和激励行业走向基于能力的业务模式，并期望增强机载算力领域的竞争和鼓励快速创新，另一个目标是确定新的采购和架构方法，以降低开发和生命周期成本，同时提供升级和扩展系统功能的可行途径。
上图展示了基于OMS标准开发的机载任务计算机EMC2。OMS 计划希望能够为非专有任务系统架构标准制定行业共识，从而实现经济实惠的技术更新和插入、简化的任务系统集成、服务重用和互操作性以及整个生命周期的竞争。
OMS 是政府拥有的架构规范，而非实施规范，因此，在 OMS 文档中并不会说明如何构建航电系统。但OMS标准详细说明了软件服务和硬件子系统之间的接口如何设计，以及如何在这些接口之间交换数据。
如上图所示，美国空军制定的开放任务系统(OMS) 标准在其定义中采用了商业开发的面向服务架构 (SOA) 概念和中间件。OMS 行业合作伙伴已经开发了一种任务系统架构，该架构由子系统（即有效载荷和传感器）与通过航空电子服务总线 (ASB) 连接的服务之间的关键系统接口定义。OMS标准定义的接口使用开放和标准的接口定义，并将技术实现与接口分离，以实现未来的升级并提供灵活性，使平台、子系统和服务提供商能够为未来的问题提供有竞争力的解决方案。OMS 标准定义了要求，提供了架构定义和指导，并制定了合规性评估方法。
如上图所示：OMS参考架构使用面向服务（SOA）的设计模式和原则。在OMS参考架构中，航空电子系统的功能被描述为一组服务和一组客户端。在一些特定情况下，程序或系统可能既是客户端又是服务。
OMS 标准定义了客户端和服务的基本行为以及用于进入和退出系统、支持测试、容错、隔离和身份验证的航空电子服务总线 (ASB) 协议。OMS 清晰定义了支持迁移和开发符合 OMS 标准的系统所需的测试平台环境，还定义了证明服务或客户端符合标准所需的合规方法和工件。
接入航空电子服务总线（ABS）的组件必须对系统的其余部分具有自描述性，以便其他组件可以在接入时自动“查找”如何与每个组件交换（元）数据。航空电子服务总线不仅仅是一个总线，它还是一个支持面向服务架构的中间件。中间件提供通信功能（消息传递），提供注册表和/或代理，以允许服务注册其接口并允许客户端访问接口（这还告诉客户端如何调用服务）。通用服务和客户端应用程序可以嵌入中间件中，从而使通用功能标准化。SOA 中间件应提供与地理和部署位置无关的服务和客户端，还需要提供低延迟、高吞吐量的实时通信。
OMS参考架构的关键架构元素包括：
1.航空电子服务总线(ASB) – 从逻辑上讲，是 IP 网络上 OMS 消息交换、 数据传输和特殊信号的组合。
2.关键抽象层(CAL) – 从特定平台实现中抽象出基于 OMS 的服务，支持互操作性和可移植性。
3.开放计算环境(OCE) – 可运行兼容 OMS 的任务服务的计算环境，以实 现跨平台的可移植性并实现快速硬件升级。OCE必须依赖具有实时内核的 Linux系统。
4.平台– 主机飞机提供核心 OMS 功能，包括 ASB 和 CAL 实现，以及用 于兼容服务的 OCE。
5.服务– 向 ASB 公开的基于软件的功能，可提供一组特定的任务功能。 在OMS标准中，服务的定义和DoDAF有所区别，其服务特指基于软件实现 的功能。
6.子系统– 构成完整系统功能的物理硬件、软件服务、数据传输和信 号。
2014年由DARPA发布，2015年正式启动，2019年正式结束的体系综合技术与试验项目（System of Systems Integration Technology & Experimentation SoSITE），充分验证了OMS标准指导下研制和装配的机载任务计算机（EMC2）对于实现异构互操作、全域作战和马赛克战的巨大作用。这个项目的顺利结束，标志着被封闭生态统治长达半个世纪的机载任务计算领域，迎来了获得白菜价机载算力的曙光。
SoSITE有两个技术研究领域（TA）：
如下图所示，TA 1是演示将电子战、ISR、武器发射等各种能力分布到各个有人、无人平台上。验证将各类任务系统集成到体系架构中的作战效能；
TA 2是开发一套自动化工具链，自动翻译异构系统间的消息，让异构的任务系统快速具备接入体系并具有全局互操作能力。
项目由洛马的Skunk Works团队主导，其在TA1的主要验证工作包括：
2013.12 Project Missouri：一架F-22和一架B-737改装的F-35航电测试平台机（CAT-B），演示了五代机之间通过Link 16进行数据互联。
2014.12 OMS ISR DEMO #1：帝师空军正式发布OMS 1.0标准后，在U-2上验证了快速加装BAE等三家不同供应商满足OMS标准的EW系统。通过洛马第一代“开放式系统任务计算机”（Enterprise open systems Mission Computer 1.0，其2.0版本即惯称的“爱因斯坦盒”）作为“适配器”使其与U-2原有航电系统兼容。另外验证了U-2和部署在CMCC地面站中采用开放式架构的BMC2指控系统进行数据传递。
2015.6 Project Iguana：1架F-22、2架F/A-18E/F之间通过U-2作为通信中继互联。其中U-2使用IFDL数据链和F-22通信，使用Link 16和F/A-18E/F通信。部分的成果转化为了Talon Hate吊舱。另外还进行了U-2、CMCC和卫星，空天地三种任务系统之间的数据互联。
2017.5 Project Hunter：正式发布“爱因斯坦盒”任务计算机（ Enterprise open systems Mission Computer 2.0 EMC2）并安装于U-2，主要功能是接入并收发处理不同数据链端机接入的消息。如上图所示，F-15C使用Link-16通过U-2作为中继向F-22发送数据。并演示了AGM-158 LRASM反舰导弹飞行过程中根据U-2最新的态势信息动态调整目标。
2018.2 SoSITE Experimentation：一架E-11A和另一架未知型号飞机，分别携带传感器载荷模拟空中侦察机；一架安装了APG-81雷达的C-12模拟F-35。位于Fort Worth的地面站和上述三架飞机通过寄宿在“爱因斯坦盒”上的STITCHES软件完成了数据传输转译。如图所示，“爱因斯坦”盒子除了提供STITCHES软件以外，还运行着其他OMS架构中定义的可移植服务，包括目标融合、目标瞄准和航路导航等。雷达、红外和电子战等系统为这些软件提供所需数据。这也是SoSITE项目下TA 2的主要研究成果：STITCHES数据转译软件的首次实际飞行测试。从西海岸的China Lake实机试飞基地，将数据传输到在德克萨斯Fort Worth基地中的SoSITE仿真中心，距离超过2000公里。其中应用了LVC技术，将地面的座舱模拟器和实际空中飞行的飞机进行实时互联。
上图描述了SOSITE项目全景。至此，项目的TA1的工作正式完结，，TA 1的体系架构设计目标已初步完成。阶段性成果包括：
1. 符合OMS标准的任务计算机V 2.0即“爱因斯坦盒”；
2.快速完成不同数据链消息转译的STITCHES软件工具；
3.为各型异构平台互联互通和资源配置设计了体系架构，开发了若干简单的空战想定、进行了实机验证。
在接下来的1年内，美空军完成了TA2的技术验证，二阶段验证了从简单的空-空杀伤链过渡到多个空-空、空-地杀伤链，最后到大规模的空空-空地协同作战杀伤链等更为复杂的体系作战场景下，体系架构设计的合理性（TA 1）和集成工具的实用性（TA 2）。
该项目成为后续开放式体系架构验证项目的重要参考项目，同时也标志着美空军机载任务计算机领域正式进入开放竞争的时代，从这一点上来讲，这个项目是具有历史意义的。
在OMS标准出现之前，美军的ICP（集成核心处理器）通常与原始设备制造商（OEM）紧密绑定，导致任务计算机长期由单一厂商提供，更新缓慢、成本高企。以F-18战斗机为例，尽管经历多次升级，但其任务计算机供应商始终未变。而OMS的实施，使得至少四家厂商成功推出了符合标准的EMC²任务计算机，实现了硬件模块化与软件解耦。这一转变与PC产业从封闭到开放的演进如出一辙——从IBM时代的垄断，到WinTel架构下的百花齐放。如今，随着B-21等新一代战机采用OMS标准的任务计算机成功首飞，美军或将迎来任务算力性能与成本的“双爆炸”时代，航电系统的“摩尔定律”或许也将成为现实。