冷战期间,美国国防部(Department of Defense,DoD)领导了全球研发工作,并在这一过程中创造了包括互联网、精确武器和全球定位系统在内的现今常见技术。然而,从那时起,美国防部一直在努力吸收新的先进技术,因为兵力开发转型或实施新的抵消战略的举措未能实质性地改变美军的设计或能力开发流程。在很大程度上,美国防部在采用方面的困难是由于技术创新的中心从政府转移到了私营部门,使军队日益成为技术的客户而不是创造者。人工智能(AI)和无人系统就是这种情况,它们已经颠覆了现代战争的长期方法。因此,整合这些新技术(其中许多是商业衍生技术)的挑战为国防部如何改革其流程和组织以促进创新提供了一个很好的案例研究。为此,本研究评估了美国军方如何才能更及时地开发、部署和集成相关的无人系统,并以美国海军为例说明了所建议的方法。

美国海军和国防部将需要人工智能无人飞行器所能提供的作战优势。面对像大国,美军不可能继续依靠其历史优势来威慑和击败侵略。相反,美国国防部将需要通过部署一支可预测性更低、适应性更强、复原力更强的部队,来应对大国的系统摧毁战战略。无人系统可以通过释放美国军人的作战创新能力来实现这一目标,美国军人可以像今天在乌克兰的军人一样,利用无人系统来增加他们可以使用的战术和效果链的种类,这可以破坏大国的计划和概念,并使美军有能力维持持久的冲突。

无人系统提供复原力和适应性的能力取决于规模。小规模的群体无法同时应对多个任务线或影响链,也就缺乏支持长期作战的能力。无人系统可以通过放弃强大的自卫功能和专注于少数功能来降低成本和复杂性,从而实现规模化。这些限制要求无人系统与其他无人系统和有人平台组合成系统簇(SoS),这可能会加剧美军长期以来在各军种之间和各军种内部整合部队的困难。因此,要实现无人系统的优势,国防部将建立整合新任务线程和 SoS 的常规流程。否则,美军各军种将只能在现有的使用案例中部署单独的无人系统来取代有人平台。

美国各军种已在尝试通过实验、快速采购、数字互操作性和联合全域指挥与控制(JADC2)等举措来提高其集成 SoS 的能力。然而,正如本报告为美国海军所描述的那样,这些工作往往侧重于长期服务目标,而非近期作战问题,并使用自上而下的系统工程流程来指导未来能力的需求。这种传统方法假定美军有足够的时间开发新系统,并且与对手相比保持着巨大的技术优势,但在美中竞争的背景下,这两种情况都不可能持久。

为了更快地将非装备系统纳入部队并获得由此产生的作战优势,美国防部需要改变传统的采购方法,调整美军战术或任务主线,使其能够整合当今可用的非装备系统。这种自下而上的 "任务集成 "方法与美国防部占主导地位的系统工程方法形成鲜明对比,反映了商业制造或分销领域出现的最佳实践,在这些领域,吸收机器人技术最快、最有效的方法是调整组织的工作流程,而不是开发在现有工作流程中取代人类的机器人。

针对美国防部目前的流程并实施任务集成,本研究建议进行以下改革:

1.正式确定任务集成流程,该流程将履行SoS 开发功能,以解决作战指挥官的近期作战问题

各军种和国防部长办公室(OSD)应履行六项职能,以便更快地部署新的 SoS,这些 SoS 几乎普遍包含无人系统:

  • 问题定义--与作战指挥官一起确定并阐明其关键作战问题
  • 解决方案开发和实验--评估使用新概念和实地或现有技术解决作战问题的方法
  • 材料采购--获得试验和初步部署原型 SoS 所需的系统和工具
  • 数字集成--将 SoS 元素组合到军事背景下有用的任务线程中
  • 资源配置和需求--为任务集成活动提供资金,验证成功原型实验的结果,以便进行采购
  • 运行改进--在实地评估原型 SoS,以验证需求并逐步完善系统

虽然任务集成将是新的无人系统投入实战的主要途径,但各军种应继续其系统工程和需求生成过程,以满足对有人平台和其他资本投资的预计长期需求。

2.设立一个创新办公室,作为 SoS 开发的资源赞助者和任务整合过程的管理者

创新办公室需要多个拨款类别的资金,并有能力与适当的军种或联合参谋部办公室共同验证需求。短期内,国防部可通过重组现有的军种或国防部组织及其相关资金来创建创新办公室。从长远来看,美国国防部应在广泛的计划要素(PE)项目中为创新办公室分配资金,就像在国防范围内的研发中使用的资金或组合预算编制模式所建议的资金一样,以便使有前途的 SoS 能够迅速过渡到采购和实战阶段。

3.在服务项目执行办公室(PEOs)和 OSD 设立 DevOps 项目经理(PM)职位

DevOps 项目经理将通过承包各种服务和采购,或将资金转移到其他政府部门以支持分析和实验,帮助同步和加速任务集成过程。各军种应在每个负责非机组人员系统的 PEO 内设立 DevOps PM,以支持任务集成工作,而 OSD 则应在负责研究与工程的副部长办公室(OUSD R&E)或负责采购与维护的副部长办公室(OUSD A&S)内为联合任务线程设立 PM 角色。

DevOps 项目管理角色的设立将标志着文化的重大转变,因为它将采购专业人员带入了实验和需求流程。然而,当现有技术能够满足当前和近期的军事需求时,当更快地引入新能力对获得作战优势至关重要时,将实验和采购联系起来是合适的。

4.在服务 PEO 和 OSD 中创建生态系统 PM 角色。在新型武器、任务系统和车辆中,软件日益成为军事能力和优势的源泉

软件也是当今军队整合的机制,就像过去几代人通过条令和程序进行整合一样。国防部应在每个采购 PEO 中设立项目管理人员,负责管理 SoS 软件环境的开发和维护。

生态系统项目管理人员将拥有连接车辆、任务系统、指挥与控制(C2)软件的政府接口,并监督新系统与生态系统的集成。生态系统项目管理公司的建立将使政府能够管理和监督供应商的软件开发工作,包括维护指挥、控制和通信(C3)环境的软件工厂,以及新系统供应商展示其与生态系统进行数字集成的能力的执行平台,而不是将更多的软件开发工作交给政府。

结论

在主导地位不再是既定事实的环境中,美军将回归作战创新。从历史上看,美军在获得随机应变和发挥创造力的工具和流程后,一直表现出色。通过任务集成实现有效创新所需的许多要素已经到位。要加速实现无人系统的优势,就需要更好地协调和执行这些活动,以解决当今的作战问题。如果海军和国防部不能做到这一点,他们可能会错失最佳时机,无法在与大国等同行对手的竞争中获得持久优势。

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