本論文以應用研究為基礎，研究了美國海軍當前的創新生態系統，旨在找出挑戰、障礙和可行的解決方案。評估涉及一項定性研究和一項定量研究，受訪者來自海軍各組織。定性訪談（研究 1）的結果用于揭示模式、概念和理論見解，為定量調查（研究 2）的設計提供依據。研究揭示了流程上的重大差距，包括組織間的溝通障礙和知識管理上的嚴重不足。此外，研究還強調了從業人員決策的不完善，對生態系統產生了負面影響。為了規劃前進的戰略路徑，我們整合了管理學、創新管理學和行為經濟學的相關理論。主要重點是促進生態系統內從業人員之間的緊密聯系，同時提高決策過程的整體質量。

圖：美海軍研究辦公室決策過程

由于技術的進步和擴散，美國傳統上占主導地位的作戰領域面臨著挑戰。美國空軍在空中、太空和網絡方面的重要能力通常被認為是獨立于地面機動計劃的戰略能力。本專著探討了空軍在發揮近距離空中支援和空中攔截的傳統作用之外，為地面部隊提供全方位支持的方法。通過回顧美軍的理論框架、空地一體化挑戰的歷史案例以及當代一體化挑戰，為空軍如何以最佳方式利用其資產支持地面部隊提供信息。

信息革命正在改變各種沖突的特征。這場革命有利于并正在加強網絡形式的組織，而不是那些等級森嚴的組織，如美國軍隊及其指揮和控制結構。隨著這些變化的深化和對傳統優勢的取代，沖突的進行和結果將越來越依賴于信息和通信。

隨著技術的進步和普及，進入市場的門檻降低，獲取信息的途徑幾乎無處不在。由于這些蠶食，美國傳統上占主導地位的作戰領域也面臨挑戰。這些新發現的手段越來越多地被用來以不對稱的方式對抗美國的優勢，特別是利用傳統上與一個作戰領域相關的能力來影響另一個作戰領域，即跨領域作戰。因此，美軍正在轉向建設一支既能在領域競爭環境中為競爭對手站崗放哨，又能以綜合方式利用這些能力的現代化部隊。美國國防部已做出巨大努力，重新考慮作戰方式，為未來預期的大規模沖突做好準備。

特別是，地面部隊繼續尋找發揮這些能力的途徑，以提供一切可能的戰場優勢。20 世紀出現了利用空中力量影響地面行動的時代。在戰術層面，空中力量通常是通過與陸地部隊指揮官（LCC）合署辦公的空中支援作戰中心（ASOC），與每個下屬旅及以下單位的終端攻擊控制人員進行整合，為地面部隊提供空中支援請求。然而，為了應對 21 世紀的挑戰，更好地利用太空和網絡的新興能力，美國必須發展作戰方式，更好地整合空中支援以外的能力，為陸軍提供空中支援。在這些能力中，空軍部控制著空中、太空和網絡組合中的大部分資產，但并沒有充分利用它們來支持陸基戰役，而是將它們視為獨立的能力，提供獨立的效果，而不是輔助作用。這就催生了本專著的研究問題： “在戰場上，空軍需要做些什么才能為地面部隊提供多領域支持？

從使用 EC-130H “羅盤呼叫 ”機身的電子戰，到使用該軍種圍繞地球運行的龐大衛星網絡的空間控制，再到使用網絡空間基礎設施的電話和網絡開發，空軍在作戰和創造超越單純近距離空中支援（CAS）的戰術效果方面保持著強大的能力。展望未來，這些能力需要得到更好的利用和整合，以支持地面機動計劃--因為對手會發展出自己的機動方式，以對抗美國在各個領域的長期優勢。可以依賴美國空中、太空和網絡優勢的時代已經一去不復返了。

對領域爭奪環境和不可預測戰爭的期待促使美國軍事領導人思考如何更好地整合各級跨領域能力。具有影響力的普魯士軍事理論家卡爾-馮-克勞塞維茨（Carl von Clausewitz）曾說過，戰爭是人類的努力，其本質是不變的，或者說戰爭最終是人與人之間的意志沖突；這一信念在當今美國的軍事條令中得到了呼應。既然所有作戰領域最終都必須以對人的影響為重點，那么下一個合乎邏輯的步驟就是更好地開發整合領域能力的手段，為那些實際發動戰爭的人提供選擇--這些人中的絕大多數將始終以陸基為主。當今美國軍方的一個普遍論點是，新興領域中的某些技術能力極具戰略意義，應予以保留，以防止未來更具威脅性的對手意識到這些能力，從而有機會制定反制和防御措施。然而，有一些方法既能利用各領域產生實時戰術效果，又能保持其影響力以獲得戰略利益。

美國陸軍和美國空軍正通過陸軍訓練與條令司令部（TRADOC）和空軍空戰司令部（ACC）進行深入討論，以制定條令，詳細闡述兩軍多域作戰（MDO）指揮與控制（C2）的概念。執行 MDO 的跨作戰領域能力已經具備，但其指揮控制和整合能力卻相對滯后，各軍種在將空中力量納入地面機動計劃方面持續面臨的挑戰就證明了這一點。在過去半個多世紀里，在空中優勢無可爭議的情況下，兩個軍種一直在為如何在第三階段作戰中將戰術空中力量最好地融入機動計劃而苦苦掙扎。時至今日，在兵棋推演中，空中優勢和非動能效應的神通往往被視為理所當然。這兩個軍種在空中一體化方面遇到的挑戰體現了最近在非動能效應方面遇到的挑戰。陸軍和空軍因歷史悠久的 “空地作戰 ”條令而聯系在一起。“空地作戰 ”條令是冷戰期間陸軍的主要指導藍圖，但其實踐始于更早的第二次世界大戰和空地一體化的初始階段。空地一體戰的目的是通過空域發展和利用戰斗力，對參與陸戰的部隊產生影響并提供支持。然而，過去空地一體戰的理念和實踐與今天有效整合領域執行 MDO 的努力比許多人認為的要相似得多。

本專著通過分析過去空軍與地面部隊整合的實例，特別是包括 CAS 和空中攔截 (AI) 的空地整合，確定空軍如何在其控制范圍內的所有領域為地面部隊提供最佳支持，包括指揮和控制。專著將回顧陸軍和空軍據以進行領域整合的理論和條令，分析軍種部門的特定角色、以軍種為中心的文化以及將新能力引入戰爭的情況。本專著還將通過考察美軍人員在二戰前歷次沖突中空地一體化的成敗得失，分析空軍如何才能將其在支持地面部隊方面的作用擴大到 CAS 和 AI 之外。盡管這些歷史案例并不全面，但它們代表了空地一體化所面臨的挑戰，為考慮如何在更新興的太空和網絡領域進行指揮2提供了參考，同時也對形成這些觀點和行動的范式提出了質疑。此外，該專著還研究了當代空軍和陸軍面臨的一體化挑戰，包括阿富汗沖突早期的一個說明性實例，同時探討了師司令部指定的空中支援行動中心（ASOC）和聯合空地一體化中心（JAGIC）的作用。最后，該專著就空軍如何更好地整合其重要的空中、太空和網絡能力以支持反陸作戰提出了意見和建議。

第一章從聯合組織與責任、以軍種為中心的文化等角度回顧了美國國防部的領域整合理論框架，并對 20 世紀引入空中力量這一挑戰進行了研究。第一章還研究了過去聯合作戰和基于效果的作戰（EBO）的方法、面臨的困難以及如何為 MDO 提供借鑒。第二章討論了從第一次和第二次世界大戰到 1991 年海灣戰爭等過去空地一體化的具體實例，并重點介紹了其成功經驗和面臨的挑戰。第三章繼續按時間順序，探討了 9/11 后全球反恐戰爭初期 “蟒蛇行動 ”期間一體化所面臨的挑戰，同時研究了當代 ASOC、其當前的條令組織以及在新的 JAGIC 框架內的作用。第三章還概述了美軍最近如何尋求整合太空和網絡這兩個新興領域。最后，第四章總結了前幾章的內容，并借鑒其中的軼事，就空軍如何整合其所有領域職責以支持地面部隊提出了意見和建議。

為接觸中的部隊提供近距離空中支援或投擲彈藥以支持地面機動計劃的飛行員都是在執行空域行動以支持陸域行動；但空地作戰通常不被認為是多域或跨域行動，因為該術語更通常被認為是太空或網絡空間內的行動。盡管如此，隨著對手變得越來越復雜，并有能力爭奪和對抗美國的傳統優勢，地面部隊顯然需要利用所有可用的軍事能力。現在正是空軍擴大其作用，利用空軍強大的空中、太空和網絡空間能力更廣泛地支持地面部隊的恰當時機。盡管戰爭本身的特點在不斷變化，但這可以通過現有的武器系統和平臺來實現，而不會改變美國空軍或美國陸軍的作戰方式。

觀察和建議

空軍和陸軍今天遇到的多域一體化挑戰與以往沖突中經歷的挑戰如出一轍。隨著各軍種不斷尋求改進空地一體化的方法，這些困難因太空和網絡的加入而變得更加復雜。為了更好地為地面部隊提供多域支持，空軍應建立可互操作的 C2 系統，開發移動通信設備，進行 OT&E 以實現更靈活的可擴展 C2 組織，使其能夠根據當前沖突的需要進行定制，并最終調整其對 C2 的認識。

重新定義 C2

也許最根本的是，軍方必須從認知上挑戰指揮與控制的概念。傳統的 C2 通常通過流程圖和層次圖來解釋，本專著解釋了陸軍和空軍在組織多域能力方面采取的不同方法。美軍將轉變組織層級，并為特定指揮官分配一定程度的控制權，如 COCOM、OPCON 和 TACON 等，使相關各方了解在作戰情況下誰擁有什么權力。在利益交叉的地方，特別是由于新出現的領域，聯合軍種創造了新的術語。這些設計將被視為 “戰略 ”的能力分門別類，其授權和保留的梯隊在每個海合會之間大不相同。然而，2018 年《國防戰略》試圖更好地規范和整合這些能力，指定參謀長聯席會議主席為全球整合者，以更好地利用各領域的所有力量，特別是以 “相關性速度 ”做出決策，不受官僚主義繁文縟節的束縛。雖然過早地對劣勢對手使用這些敏感能力有可能損害近鄰的能力，但通過對作戰空間進行適當的情報準備，這一挑戰是可以克服的。提供戰術 C2 的軍事專業人員可以收到一份 “餐廳菜單”，該菜單主要為他們提供制約因素，并總結（或再次解密）可提供的效果。這將有助于消除合作障礙，如減少獨立的物理信息網絡和分隔的特種技術行動（STO）辦公室的存在，這些辦公室往往會從決策者那里攫取寶貴的戰場感知的關鍵部分。

可互操作的 C2 系統

這些獨立的信息網絡也不僅僅是出于分類原因。盡管陸軍和空軍擁有共同的傳統，并并肩戰斗了幾十年，但它們的系統并不完全互通。作為 TACS 和 AAGS 一部分的戰場感知套件和軟件在陸軍和空軍網絡中并不互惠，需要單獨的審批豁免程序。陸軍和空軍應互相尊重對方的系統審批流程，以打破協作和 C2 的障礙。在條件允許的情況下，軍隊需要連接通信系統，并通過跨軍種和跨領域的標準化通用作戰圖像提高戰場意識，以便在訓練環境和部署期間形成共同認識。同樣，應將 TACS 和 AAGS 作為在戰術層面整合太空和網絡的指南，而不是僅僅因為戰爭的特點發生了變化就重新進行整合。

陸軍和空軍應考慮采用兩種不同的方法來發展太空和網絡。首先，與新的作戰司令部--美國太空司令部和美國網絡司令部--合作，建立一個新的、并行的 C2 系統，該系統可通過通用操作圖像與 TACS 和 AAGS 實現互操作。或者，各軍種可以繼續沿著平行但昂貴的道路發展軍種保留的能力，以支持其主要任務。不過，重新審視《基韋斯特協議》，確定各軍種需要在太空和網絡領域進行分工的領域也是有意義的，這樣既能節省冗余和財政開支，又能更清楚地了解軍方作為國防部內聯合作戰組織的發展方向。要做到這一點，可以通過與 TACS 和 AAGS 并行的系統來分別整合非動能效應，也可以通過陸軍和空軍各自的火力單元來利用軍方保留的能力。后者更可取，因為它不會創建一個新的、獨立的系統來進行整合，但隨著太空和網絡領域的不斷成熟，可能需要前者，因為它們開始從各自的軍種中分離出來，并發展出自己的文化特性和作戰模式。美軍的非動能效應基礎設施依然強大而高效，但負責這些效應的各作戰司令部可能仍不愿共享這一基礎設施或建立單獨、平行的基礎設施。

移動通信設備

在 “火炬 ”行動、“沙漠風暴 ”行動和全球反恐戰爭初期發現，戰術空中 C2 專家使用的通信設備無法跟上快速推進的地面部隊。這些設備的組裝和拆卸時間太長，不利于需要不斷機動的軍隊，而在多域作戰中應對非對稱威脅是需要不斷機動的。空軍需要投資于易于運輸的高帶寬系統，這些系統可以在接到通知后立即安裝，也可以隨時隨地持續運行，以跟上機動部隊的步伐。空軍的空中、太空和網絡能力覆蓋全球，但要在戰術上發揮有效作用，必須由具備戰場意識的操作人員指揮和控制。由于這些全球資產的覆蓋范圍，不需要戰術層面的多域編隊，但確實需要有能力的戰術 MDC2，這只能通過經驗來獲得。

與先進對手的通聯作戰很可能會遇到指揮通信能力下降或被拒絕的情況，從而阻礙了從等級指揮鏈中及時下放權力。即使是能力較弱的競爭對手，也會將破壞美國的 C2 結構視為不對稱地對抗其在其他領域的主導地位的一種方式。盡管 TACS 和 AAGS 之間的通信系統已經老化，無法兼容，但這種新威脅還是出現了。空軍應考慮建立一個空中支援網絡中隊，專門從事并管理 ASOC 或戰術 C2 武器系統的獨特需求。該中隊還可在網絡空間中發揮關鍵的任務保障作用，以保護友軍的 C2 訪問，拒絕對手的可見性，并保護系統數據的完整性。由一個以 TACS 為重點的空軍通信單元與一個以 AAGS 為重點的陸軍信號營的對口單位進行聯絡，將促進對共同語言的理解，提高系統的互操作性，提供更好的專業化服務，并允許操作員專注于控制，而不是其支持系統的技術細微差別。

可擴展的 C2 組織

美軍已經具備了在各個不同作戰領域進行綜合利用所需的能力，但尚未對其進行有效整合和同步。ASOC 的不斷擴展為 10 個現役師提供了支持，這為空軍和陸軍提供了一個機會，可利用這些演變來調整 ASOC 武器系統，使其適應現代主要作戰行動，利用兩個軍種跨多個領域的能力來支持地面部隊。

雖然地面單元可以作為特種偵察或先進部隊行動任務的一部分開展跨域行動，但這些資產仍然是高需求、低密度的，失敗風險很高，一旦被發現就可能泄露情報。這些特種作戰能力在全球反恐戰爭初期被大量使用，并保持了奧迪爾諾將軍所說的常規部隊需要發展的能力類型。然而，努力在常規單元內納入局部網絡、電子戰和空間控制能力之外的多領域能力，對于戰術機動而言并不是有效的，除非是為近距離作戰或即時防御目的而設計，這一點在之前的沖突中就得到了證明。相反，陸軍依靠空軍通過嵌套的 C2 節點：ASOC，更善于提供跨域解決方案。

ASOC 必須從一個 “要么接受要么放棄 ”的標準化團隊發展成為一個可擴展的組織，其規模可根據戰斗的特點和復雜程度而擴大或縮小。為支持小規模單元的空中力量，TACP 或類似 ASOC 的能力可能只由少數人組成，使用上述移動 C2 設備指揮飛機。在更大規模的沖突中，可能是更傳統的 9 人或更多機組人員，而在多域作戰中，ASOC 可能會從不同能力中抽調專家，對他們進行多域作戰培訓。

正如早期空中力量面臨的挑戰一樣，那些沒有太空和網絡作戰經驗的人也很難理解這些領域的作戰。這些理解方面的挑戰因空軍內部作戰人員的過度職能化而加劇，因為那些專門從事機體、武器系統、太空或網絡作戰的軍官--更不用說嵌入陸軍單元的空中聯絡官了--直到他們成為畢業的中隊指揮官或上校，才會在作戰上有交集。就其本身而言，這對作戰是沒有問題的--因為美軍的多領域能力在聯合層面上匯總起來是非常強大的。

空軍已邁出了重要的第一步，設立了多域作戰職業領域，為熟練掌握各領域的能力和如何使用這些能力開辟了道路；然而，這一職業領域只能在 AOC 內的作戰層面發揮作用。軍種應思考如何在戰術層面獲得 MDO 對 C2 的理解，或許可以利用 TACP 人員被派往負責其他領域的司令部附近的單元，如空軍太空部隊的科羅拉多斯普林斯和空軍網絡部隊的圣安東尼奧。在這方面，陸軍的情況要好于空軍，因為陸軍的許多軍官在戰斗部隊或機動領域服役一到兩次后，就會轉入非動能或支援專業，而且陸軍軍官部隊中的絕大多數人都曾以某種身份為作戰單元提供過直接支援，這一點與大多數空軍人員不同。

為了更有效地打贏戰爭并在戰場上取得同步效果，空軍需要更好地整合其龐大的空中、太空和網絡能力，為地面部隊提供支持。在上個世紀的戰爭中，空軍和陸軍都有大量空地一體化面臨挑戰的實例，可以從中汲取空中、太空和網絡一體化的經驗教訓。戰爭的本質一成不變，這就要求人類繼續想方設法利用對手的優勢；新領域的出現改變了戰爭的特點，使競爭環境更加公平，但空軍和陸軍需要繼續適應，才能有效地開展聯合機動。現在，空軍比以往任何時候都更需要發展靈活的指揮控制實踐和可擴展的平臺，能夠整合和同步該軍種的空中、太空和網絡效應，以保持主動權、控制節奏并幫助維持對競爭對手的優勢。

數字工程正在徹底改變系統工程領域。美國海軍正在實施數字工程概念和方法，包括數字孿生、數字線程、權威真相來源、基于模型的系統工程以及數字工具和技術，以設計和建造復雜的海軍系統。本論文探討了數字工程在海軍系統測試與評估（T&E）中的應用。論文對海軍采購測試與評估的現狀進行了深入分析，解釋了相關的挑戰和局限性，強調了采用現代化方法的必要性。它全面概述了數字工程，通過海軍和整個行業的幾個使用案例說明了數字工程的影響。報告提出了一個新概念： "數字測試與評估 "是將數字工程方法應用于系統工程的測試與評估階段。這項研究揭示了如何利用數字 T&E 來應對和克服當前海軍 T&E 面臨的挑戰。研究最后提出了海軍實施數字化 T&E 方法的路線圖。這些見解旨在對海軍測試與評估界產生實際影響，指導制定新的戰略和政策，利用數字工程提高性能，促進傳統測試與評估流程的現代化。

圖 1. 海軍系統數字化測試與評估路線圖

數字工程正在徹底改變系統工程領域。2018 年，美國國防部推出了數字工程戰略，并將其定義為 "使用權威的系統數據源和模型作為跨學科的連續體，支持從概念到處置的生命周期活動的集成數字方法"（DOD 2018, 3）。它象征著系統工程實踐的根本性轉變，從傳統方法轉向數字環境中基于模型的技術（Giachetti 2022）。這一戰略轉變要求通過可靠的 "權威真相來源"，在整個工程流程和組織結構中開發、利用和分發正式模型和數字信息。這一新興領域影響深遠，可能會影響到美國國防工業和其他各個領域，重塑系統工程的實踐。數字工程能夠提高運行效率和系統性能，創新設計和構建系統的方法，從而為快速發展和技術進步的動態階段鋪平道路。

2020 年，海軍部（DON）發布了一項戰略，正式確定了其對數字工程的承諾，概述了在整個海軍系統生命周期中使用數字工程的愿景。海軍正在將數字工程概念應用于 "鍛造軟件工廠 "等新興項目，旨在加速宙斯盾作戰系統的軟件升級（Katz 2022）。另一個值得注意的應用是潛艇戰聯合戰術系統（SWFTS），在該系統中，數字工程實現了靈活的架構，可快速實現潛艇技術集成、無縫更新并提高系統互操作性（Herber 和 Batchelor，2023 年）。最近，海軍計劃開發集成建模環境（IME），旨在利用數字工程徹底改變系統設計。該數字環境旨在提供一個具有凝聚力的框架，將各種系統模型和仿真單元結合起來，以推動創新、提高系統性能并提升艦隊的整體能力。

本論文探討了數字工程在海軍系統測試與評估（T&E）中的應用。它為傳統流程的現代化和增強向作戰人員提供的能力提供了一個開創性的機會。通過利用現代技術、數字工具和先進技術，數字工程有可能簡化海軍系統的測試與評估流程。然而，在這兩個領域的交叉點上，現有的研究十分有限，顯示出文獻上的空白。數字工程不僅僅是將傳統的測試流程和產品（如測試計劃和分析報告）轉換為數字格式。相反，數字工程需要對系統的整個生命周期進行全面的數字透視。隨著海軍在系統開發中采用基于模型的系統工程和數字孿生等數字工程概念，T&E 對海軍采購項目的快速部署變得至關重要。

本論文首先深入探討了海軍采辦 T&E 的現狀。論文對術語、背景和法定測試類型進行了深入探討，同時概述了復雜的組織結構。它強調了海軍 T&E 工作級集成產品團隊（WIPT）的重要性，該團隊由來自海軍各部門的科學家和工程師組成。該團隊對海軍采購項目的 T&E 活動的規劃、執行、分析和報告至關重要。在研究過程中，我們發現有關海軍 T&E 流程具體步驟的信息非常有限。為彌補這一不足，我們繪制了當前 T&E 流程圖，詳細說明了流程步驟、里程碑和交付成果。

這項研究確定了海軍測試與評估界面臨的九項具體挑戰和限制： 基礎設施不足、測試空間有限、威脅和場景不斷變化、測試集成、測試與評估支出、測試與評估成本認知、進度延誤、缺乏數據策略以及人工智能和 ML 測試。這些挑戰領域受到物理環境和傳統 T&E 流程的限制。這種方法越來越與當前的技術環境脫節，缺乏當今快速發展的世界所需的靈活性和適應性。

數字工程由基于模型的原則、權威真相來源（ASOT）和先進數字工具組成。基于模型的原則包括：數字孿生（物理系統的數字復制品）；數字線程（貫穿系統生命周期的相互關聯的連續信息流）；以及基于模型的系統工程（MBSE），這是一種強調使用系統模型支持系統設計的方法，而不是傳統的基于文檔的系統工程流程。ASOT 是一致且最新信息的集中存儲庫，在整個系統生命周期中統一數據、模型和其他系統相關信息（DOD 2018, 8）。這些原則共同標志著從傳統的以文檔為中心的方法論向全面、動態的數字化環境的轉變。

通過深入研究橫跨各行各業的四個數字工程案例研究，再加上廣泛的文獻綜述，本論文構建了一個矩陣，展示如何戰略性地部署數字工程原則，以解決運輸和評價中的現有挑戰。這種方法涵蓋了數字工程的方方面面，包括數字工程生態系統的概念。該生態系統整合了基礎設施、環境和方法論，將管理和分析系統數據與模型的流程、方法和工具統一起來，與利益相關者的需求保持一致。

這項研究的積累導致了一種被稱為 "數字 T&E "的新方法的發展。這一概念代表了數字工程方法在系統工程測試與評估階段的應用。與傳統的 "設計--建造--測試 "方法不同，該建議要求采用一種更復雜的 "建模--模擬--分析--建造--驗證 "迭代方法。它提供了一個更精確、更明確的框架，為提高系統開發的效率和準確性指明了道路。這一方法的步驟詳述如下：

• 模型： 通過創建物理系統的精確表征來啟動流程，最好是通過高保真數字孿生來捕捉系統細節。
• 模擬： 根據開發的模型，在虛擬運行環境中運行仿真，以模擬真實世界的條件。
• 分析： 使用指標對模擬數據進行分析，以評估性能并發現問題。采用先進的數字技術，實現流程自動化和簡化。如果根據分析結果需要更改系統模型，則調整模型并返回上一步。這種迭代循環一直持續到模型產生預期結果為止。
• 構建： 一旦系統模型滿足了所有系統要求并實現了預期結果，就開始構建實際的物理系統。
• 驗證：使用來自物理系統的數據作為權威的真理來源來驗證系統模型，確保虛擬表示與物理系統準確一致。

如圖 1 所示，將這種方法應用到當前的 T&E 流程中，就會產生一種執行數字 T&E 的創新方法。這種先進的數字 T&E 方法由十個步驟組成，通過融入數字工程原理，徹底改變了現有流程。它超越了計劃、準備、執行、分析、評估和報告等傳統的、按部就班的、以文件為中心的階段。取而代之的是一種更加動態、靈活和迭代的方法，強調持續反饋和系統改進。

本論文探討了海軍系統中數字工程和技術與評估的整合，旨在回答首要研究問題。通過文獻綜述和對四個案例研究的分析，論文采用建模-模擬-分析-構建-驗證的方法，提出了數字化 T&E 路線圖，強調了數字化工程的作用。研究結果為提高海軍系統開發效率提供了一條途徑，并有可能在整個國防工業中得到更廣泛的應用。建議強調對數字基礎設施的投資，如基于云的平臺、網絡升級、數字工具和數字雙胞胎。報告還呼吁與國防承包商共同制定新政策，以確保技術數據包和系統模型的訪問權限。此外，報告還鼓勵技術與工程界、學術界、工業界和承包商之間開展合作。展望未來，未來的工作領域包括本體論在 T&E 數據管理中的作用、數字勞動力的需求、使用任務工程測試多個系統模型以支持復雜的海軍行動，以及確定支持數字 T&E 的最佳組織結構。這些大有可為的途徑為進一步完善和擴展擬議的數字化 T&E 路線圖提供了機會。

俄羅斯決策者普遍認為人工智能是進一步發展軍事的幾項關鍵技術之一。雖然人們普遍認為人工智能可以提高許多軍事任務的效率，但對人工智能的使用及其潛在后果也存在各種擔憂，包括責任問題和人工智能在目標設定功能方面的表現。

就核企業而言，作者們探討了如何應用人工智能來改進與核武器有關的各種任務，從后勤管理和診斷到設施守衛，不一而足。重要的是，這些不同的潛在案例并不一定意味著 RVSN 的實際應用，而是反映了人們對概念化新技術如何惠及每項具體任務的普遍興趣。雖然這些討論經常提到人工智能系統需要可靠，但通常沒有明確分析其與核指揮控制和高層決策的聯系。

關于早期預警和指揮控制系統，不同作者普遍認為仍應由人類進行全面控制，盡管有些作者承認這些系統的完全自動化可能是可行的，不應將其排除在外。

在有關軍備控制的辯論中，人工智能仍未被普遍認為是一個重要因素。不過，那些承認人工智能作用的作者往往認為它是一種破壞穩定的力量。因此，一些人認為人工智能應被納入軍備控制議程，盡管除了基本的建立信任措施和核國家之間交換意見外，關于控制人工智能的可能協議還沒有明顯清晰的愿景。然而，一些人工智能武器可能會被納入傳統的軍備控制協議。

為推動五常之間就人工智能融入核C2、部隊結構和決策進行對話，應考慮以下建議：

1.人工智能相關術語詞匯表： 目前似乎缺乏共同語言，這不僅使有關該議題的國際討論復雜化，也使內部討論復雜化。各國可著手解決這一問題，編制一份有助于相互理解的共同術語匯編。一個可行的辦法是擴充現有的 "五常關鍵核術語匯編"，新增人工智能相關術語或更廣泛的指揮與控制安全相關術語。

2.'恐懼映射'：許多關于人工智能的辯論，特別是與核武器和一般戰爭有關的辯論，都充滿了對可能發生的最壞情況的恐懼（例如，人工智能系統中的錯誤或對人工智能系統的攻擊可能引發核戰爭）。各國可通過繪制這些與核 C2 和決策有關的恐懼來解決這一問題。這就需要集思廣益，找出所有可能的恐懼和擔憂，然后加以剖析，分析如何避免預期的危險。

3.不干涉的可行性：在蘇聯/俄羅斯與美國的雙邊軍控中，不干涉國家技術手段由來已久。近十年來，專家們考慮是否可以擴大不干涉承諾的范圍，以明確應對網絡攻擊；涵蓋太空中的非軍事資產；以及納入更多國家。各國應討論不干涉的理念是否可適用于核事業中使用的人工智能，例如哪些類型的目標應禁止網絡攻擊。

4.輔助功能與關鍵系統之間的依賴關系： 雖然在指揮和控制中使用人工智能可能是各國最關心的問題，但這遠不是這些技術可能改變核企業的唯一方式。各國應探討將人工智能技術融入輔助系統在多大程度上會對核指揮與控制的關鍵功能產生影響，以及如何降低可能的風險。

5.其他領域的人工智能風險評估和審計： 各國應借鑒其他領域的做法，這些領域的風險評估和人工智能安全審計更為成熟。特別是，它們應調查如何建立對這一過程的信心、其透明度和可解釋性。這可以為關于如何測試和評估人工智能系統的一般性討論創造空間，以及其他領域的經驗教訓在多大程度上可以為核決策思維提供參考。

6.人工智能的穩定用途：雖然有關戰略穩定的辯論傾向于將人工智能技術視為破壞穩定的因素，但各國應探討人工智能的使用可對它們之間的關系產生穩定作用的方式。

7.人工智能常規武器對核力量和 C2 的影響：俄羅斯文獻中提出的擔憂之一是，人工智能無人機可能被用來瞄準核力量或 C2 基礎設施。各國應分析這在多大程度上會成為額外的不穩定因素，以及如何加以解決。

8.定期交流： 各國應同意定期舉行會議，討論人工智能與核C2和決策互動的相關問題，此外，各國應嘗試將人工智能從業人員納入此類交流，以提供更具實質性的對話。

作為分布式海上作戰（DMO）的一個關鍵原則，盡管有人和無人、水面和空中、作戰人員和傳感器在物理時空上都有分布，但它們需要整合成為一支有凝聚力的網絡化兵力。本研究項目旨在了解如何為 DMO 實現有凝聚力的作戰人員-傳感器集成，并模擬和概述集成實施所需的系統能力和行為類型。作為一個多年期項目，本報告所述的第一項工作重點是建立一個適用于 DMO 建模、模擬和分析的計算環境，尤其側重于有人和無人飛機的情報、監視和偵察 (ISR) 任務。

在半個世紀的建模和仿真研究與實踐（例如，見 Forrester, 1961; Law & Kelton, 1991），特別是四分之一世紀的組織建模和仿真工作（例如，見 Carley & Prietula, 1994）的基礎上，獲得了代表當前技術水平的計算建模和仿真技術（即 VDT [虛擬設計團隊]；見 Levitt 等人, 1999）。這種技術利用了人們熟知的組織微觀理論和通過基于代理的互動而產生的行為（例如，見 Jin & Levitt, 1996）。

通過這種技術開發的基于代理的組織模型在大約三十年的時間里也經過了數十次驗證，能夠忠實地反映對應的真實世界組織的結構、行為和績效（例如，參見 Levitt, 2004）。此外，幾年來，已將同樣的計算建模和仿真技術應用到軍事領域（例如，見 Nissen, 2007），以研究聯合特遣部隊、分布式作戰、計算機網絡行動和其他任務，這些任務反映了日益普遍的聯合和聯盟努力。

本報告中描述的研究項目旨在利用計算建模來了解如何為 DMO 實現有凝聚力的戰斗傳感器集成，并建模和概述集成實施所需的系統能力和行為類型。作為一個多年期項目，本報告所述的第一項工作重點是建立一個適用于 DMO 建模、模擬和分析的計算環境。在這第一項工作中，將對當今的海上行動進行建模、模擬和分析，重點是有人駕駛和無人駕駛飛機的情報、監視和偵察（ISR）任務。這為與執行 ISR 任務的一個或多個 DMO 組織進行比較確立了基線。這也為與其他任務（如打擊、防空、水面戰）進行比較建立了基線。第二階段接著對一個或多個備用 DMO 組織進行建模、模擬和分析。

在本技術報告的其余部分，首先概述了 POWer 計算實驗環境，并列舉了一個實例，以幫助界定 DMO 組織和現象的計算建模。依次總結了研究方法。最后，總結了沿著這些方向繼續開展研究的議程。這些成果將極大地提高理解和能力，使能夠為 DMO 實現戰斗員與傳感器的集成，并為集成實施所需的系統能力和行為建模和概述。

陸軍一直認為有必要將其決策建立在行之有效的作戰研究方法的基礎上，這些方法旨在為指揮部提供決策過程中的替代方案，從優化戰役到戰略評估和成本經濟學。戰斗傷亡是軍事行動研究的一個主題，它應用數學模型來量化勝利與失敗的概率。特別是，已經提出了不同的方法來模擬戰斗過程。然而，這些方法都不能為高層指揮提供足夠的決策支持。為了克服這種情況，本文提出了一個顛覆性的框架，它克服了傳統模型的大多數局限性，支持最高指揮層的決策：戰略層和戰役層，將確定戰斗力水平的衰減（通常稱為減員（損失））作為評估決策的機制。該框架采用自適應和預測控制工程方法，根據戰斗變化進行動態調整，同時考慮到對手的能力和演習以及產生的效果。此外，它還包括一個學習機制，以改進高不確定性條件下的決策。

引言

蘭徹斯特（Lanchester）在戰斗動力學建模方面的開創性工作[1]啟發了對戰斗抽象發展的重要研究，以支持不確定條件下的軍事決策，追求如何在戰斗中取得優勢。長期以來，蘭徹斯特的原始模型及其不斷演化的擴展模型[2]一直主導著常規陸軍力量平衡的動態評估，被主要機構（如美國陸軍、國防部長辦公室等）用于評估各種問題（如評估戰區平衡[3, 4]、指導武器裝備選擇決策[5]等）。

然而，值得注意的是，蘭徹斯特模型有其重要的局限性，例如，它們只進行了過于簡單的單面處理，而沒有考慮對手的能力，并且不能用于分類交戰[6]。

另一個需要考慮的問題是決策程序所支持的抽象層次。軍事理論通常將指揮層次分為以下三個等級：

1.戰略層次從最抽象的角度研究沖突，從整體上考慮戰爭的最終結果。它涉及軍事力量的整體規劃、資源分配和組織。此外，它還確定并支持國家政策。

2.戰役層面涉及戰役和主要行動的設計、安排和執行。

3.戰術層面在戰場上實施戰役行動。

有趣的是，大多數決策方法，包括非蘭徹斯特的決策方法，都集中在戰術指揮層面[6,7]。換句話說，現有決策系統對作戰和戰略指揮層面的支持不足。

本文提出了一個創新框架，它克服了蘭徹斯特模型的大部分局限性，并支持最高指揮層的決策：戰略層和作戰層。我們的框架應用了自適應和預測控制工程方法，以動態適應戰斗中的變化，同時考慮到對手的能力和演習以及產生的效果。此外，它還包括一個學習機制，以改進高不確定性條件下的決策。

最后，本文報告了我們的框架在克里特島戰役、硫磺島戰役和庫爾斯克戰役中的實證評估。這本身就是一個相關的貢獻，因為大多數關于軍事決策的文獻都缺乏足夠的實驗驗證。特別是，大多數驗證都是按照非現實的假設[8]或依賴于簡單化的編造例子[9]的數學程序進行的。

本文的其余部分按以下順序組織。第2節描述了我們的框架工作，第3節報告了其經驗驗證。最后，第4節提供了一些結論性意見并討論了未來的挑戰。

支持戰役戰略決策的框架

在經典的蘭徹斯特模型之外，還有兩種主要的戰爭分析機制：(i)隨機模型和(ii)確定性模型，其中一 些是傳統的蘭徹斯特模型[10,11]。目前，智能代理等其他方法正獲得巨大發展[12,13]。這些新模型的目的是擴展能力[6,9]和減少以前方法的缺點[14,15]。然而，它們無法成為高層決策的適當基準。

本框架克服了蘭徹斯特原著的局限性，[16, 6]中對這些局限性進行了深入探討，將戰斗視為一個因果過程，該過程根據蘭徹斯特方程的動態變化和外部行動而演變。為此，我們的方法應用了[17]中介紹的自適應和預測控制理論，并結合了不確定性建模技術。我們的方法架構由一系列模塊組成，這些模塊協同工作，確保按照軍事理論協調一致地進行決策。特別是，一組順序階段觸發了適用戰略的定義、不同可能行動方案（COA）的評估和選擇，以及模型對行動演變的適應。

圖中x(t)和y(t)分別表示每一瞬間x部隊和y部隊的戰斗員數量，x(t+1)e和y(t+1)e表示下一瞬間的估計戰斗員數量。

圖1. 我們框架的架構設計。每個模塊都代表了軍事思維的機制，即：(i)評估戰斗事件，以確定應遵循的戰略并選擇完成任務的COA；(ii)確定執行任務所需的資源；最后(iii)適應結果。

實施需要邏輯過程能力，并應模擬從預測到行動的決策過程。在此背景下，我們制定并測試了新的框架（如果其在實際對抗中的應用在性能和一致性方面符合預期，則該框架將是穩健的）。

圖2 新框架中通過順序模型觸發選擇特定COA的主要因素。

圖2顯示了迭代觸發特定COA選擇的基本要素。預測模塊產生預測演變。自適應模塊根據輸出信號（實際情況）與預測信號之間的差異調整組成模塊的參數，并根據最后執行的COA進行適當更新。專家模塊通過調度模塊試圖改變預測模塊所定義的趨勢，從而根據戰斗需要改變行動路線。值得注意的是，設定點與完成任務有關，行動發展時間是操作時間，在最好的情況下，可用的沖突信息數據庫通常以天為單位表示。

在當代戰爭中，數據科學對于軍隊實現信息優勢至關重要。在這項研究中，通過綜合的、半系統的文獻綜述，對158篇同行評議的文章進行了分析，以獲得對該主題的概述。該研究考察了文獻在多大程度上關注數據科學在軍事決策中的機會或風險，并按戰爭級別（即戰略、戰役和戰術級別）進行區分。

在社會科學文獻中觀察到對數據科學風險的關注相對較多，這意味著政治和軍事決策者受到對數據科學軍事應用的悲觀看法的影響過大。然而，在正式科學文獻中，幾乎沒有涉及到數據科學的感知風險。這意味著對數據科學軍事應用的擔憂并不是針對能夠實際開發和增強數據科學模型和算法的受眾。對軍事數據科學的機會和風險的跨學科研究可以解決觀察到的研究差距。

考慮到戰爭的級別，與其他兩個級別相比，觀察到對戰役級別的關注相對較少，這可以說是一個研究空白。軍事數據科學的機會大多出現在戰術層面。相反，對戰略問題的研究大多強調了軍事數據科學的風險。因此，對軍事戰略數據科學應用的特定領域要求幾乎沒有表達。在當今的戰爭中，缺乏這樣的應用可能最終導致次優的戰略決策。

1 引言

如今，數據科學和相關概念吸引了大眾的關注。然而，分析數據以支持決策并不新鮮。考慮一下歷史文明中著名的人口普查的例子，可以追溯到巴比倫帝國（公元前4000年）。巴比倫人利用人口普查來調節糧食庫存，以確保整個人口有足夠的食物[1]。然而，相對較新的是捕捉一切事物和每個人的數據的傳感器的數量，產生的數據量不斷增加。結合計算能力的急劇增加，這為廣泛的行業帶來了分析的機會，例如癌癥研究[2]、金融[3]和公共服務[4]。對軍隊來說也是如此。除了這些機會之外，決策者也面臨著由于數據量不斷增加而帶來的挑戰。僅舉幾個例子。如何在決策過程中整合所有相關數據？我們使用哪些算法，為什么？我們是否被允許將所有可用的數據用于所有目的？然而，在競爭環境中，主要的挑戰和決定勝負的因素之一可能是比競爭對手更快地處理更可靠和詳細的數據的能力。在商業上，這相當于贏得或失去金錢或市場份額；在政治上，這可能最終導致地方或全球范圍的權力轉移。因此，軍隊--作為政治的工具--必須努力爭取權威的信息地位，這一點也得到了政策制定者的認可，例如[5]，[6]。

為了實現這種信息優勢，有必要處理所謂的戰爭迷霧，即與戰爭密不可分的不確定性。在當代信息環境中，數據科學對實現這一地位至關重要。換句話說，數據科學既是利用大數據機會的前提，也是回答那大量數據帶來的挑戰的前提。

隨后，關于戰爭行為中的信息優勢有大量的研究，例如[7]、[8]、[9]、[10]。有關軍事決策中的數據科學的研究大多集中在軍事行動的戰術層面上的數據科學機會，例如[11]、[12]、[13]，而關于軍事戰略決策中的數據科學的研究卻很少。那些針對戰略層面的研究主要關注算法決策的風險而不是機會，例如[14]、[15]、[16]。據我們所知，目前還沒有關于數據科學在各級軍事決策中的機會和風險的廣泛文獻調查。為彌補這一空白，我們重點關注以下研究問題：

• 問題1：關于軍事決策中的數據科學的學術文獻在多大程度上集中于機會或風險？

• 問題2：這種關注點是否因研究集中的戰爭級別而不同？如果是的話，這意味著什么？

• 問題3：在安全研究學科之外，有哪些關于數據科學的研究可以在理論上加強軍事決策？

我們對數據科學在軍事決策中的作用進行了綜合的、半系統的文獻回顧，對目前關于這一主題的研究進行了嚴格的評估，并確定了未來研究的差距。在社會科學文獻中，我們發現人們對數據科學在軍事上的效用持相對悲觀的態度，在戰略層面的懷疑程度最高。因此，我們建議加強對軍事數據科學的跨學科研究。

本研究的主要貢獻是對有關在軍事決策中使用數據科學的知識體系進行了廣泛評估。此外，還指出了一些未來研究的機會。除了豐富學術討論外，這也有助于改善實踐中的軍事戰略決策。

本文的其余部分結構如下。為了把我們的研究放在一個更廣泛的角度，第2節概述了先前關于軍事決策中的數據科學的研究，我們還提供了數據科學的定義和軍事決策發生的戰爭級別。第3節描述了研究方法，解釋了為本文獻綜述尋找相關文章的過程，我們在第4節介紹并討論了我們的主要發現。在結論部分，我們概述了本文獻綜述的理論和實踐意義，以及我們研究的局限性。

結論

為了在信息時代保持競爭優勢，軍隊必須利用數據和計算能力來獲得權威的信息地位[5]。然而，數據科學在軍事決策中的應用還沒有得到充分的發揮。我們對軍事決策中的數據科學進行了綜合的、半系統的學術文獻回顧，以獲得對該主題的概述，并對其進行批判性評估。此外，我們還分析了文獻在多大程度上關注了數據科學的機會或風險，以及這與研究集中在的戰爭層面有什么關系。我們在文獻回顧中包括了158篇文章。在這個結論部分，我們概述了我們研究的理論和實踐意義以及局限性。

5.1 理論和實踐意義

首先，社會科學文獻顯示出對數據科學風險的相對關注。由于我們假設對軍事決策感興趣的政策制定者很可能主要是由社會科學文獻提供信息，這意味著政治和軍事政策制定者受到對數據科學在軍事領域應用的悲觀看法的影響過大。

同時，在正式的科學文獻中，幾乎沒有涉及數據科學的感知風險。這意味著對數據科學在軍事上的應用的擔憂并沒有針對那些能夠實際開發和加強數據科學模型和算法的受眾。這表明，這些模型的進一步發展不會適合所有具體的軍事決策需求。我們相信，對軍事數據科學的機會和風險的跨學科研究可以解決所觀察到的研究差距。

當我們放大軍事決策時，我們觀察到與其他兩個層面相比，戰爭的操作層面的關注度相對較低，這表明在軍事操作數據科學方面存在研究空白。

軍事數據科學的機會大多出現在戰術層面。相反，強調軍事數據科學風險的研究往往主要集中在戰略層面，其中核威懾最引人關注。因此，軍事戰略數據科學應用的特定領域要求幾乎沒有被表達。在當代信息環境中，缺乏軍事戰略數據科學可能會導致次優的戰略決策。這本身就是一個道德問題。因此，進一步研究軍事戰略數據科學的機會對軍隊來說是非常有價值的。

我們為這種未來的工作提供了一些建議，主要來自非軍事文獻，再次強調了跨學科研究在加強軍事決策方面的價值。數據科學可以改善這種決策。顯然，這并不是說數據科學應該在決策過程中完全取代人類，但我們至少應該探索各種可能性，為決策提供最佳參考。

對軍事數據科學的進一步研究（特別是在戰略和行動層面）不僅是學術責任。我們同意梅茨的觀點，這也需要培養未來的戰略領導力，注重創業精神[61]。畢竟，只有當數學、計算機科學和商業知識齊頭并進的時候，數據科學才會成功。而后者又取決于商業領袖如何設想他們的未來。

5.2 局限性

首先，由于我們在廣泛的領域中進行了跨學科的文獻回顧，不可能選擇所有的相關文獻。因此，我們對與各學科相關的期刊進行了初選。鑒于現有期刊的總數，這種選擇本身可能會影響我們研究的有效性。為了盡量減少這種影響，我們又進行了一次電子搜索，如我們的方法論部分所述。

第二，我們只審查了學術文獻。未來的研究可能會受益于包括關于數據科學在軍事決策中的應用的非學術來源。

總而言之，盡管對某些文章是否強調數據科學的風險或機會的分類可能被認為是未定的，但我們相信，仔細閱讀最后一組論文的結果與所提出的評估類似。

現代戰術戰爭需要迅速而有效的決策和行動，以便在經常是高度動態和復雜的戰區保持競爭優勢。需要考慮的因素的數量因不確定性、事件的快速發展和人為錯誤的風險而放大。自動化、人工智能和博弈論方法的潛在應用可以為作戰人員提供認知支持。這項研究以自動兵棋推演輔助決策的形式探索了這些應用。該團隊為這個未來的系統開發了一個概念設計，并將其稱為兵棋推演實時人工智能輔助決策（WRAID）能力。

頂點項目的目標是探索自動化、人工智能和博弈論的應用，作為支持未來WRAID能力的方法。該團隊為WRAID能力開發了需求、概念設計和操作概念。該小組確定并探索了可能對未來實施WRAID能力構成障礙的挑戰性領域。該小組調查了與使用人工智能來支持戰爭決策有關的倫理挑戰和影響。

本報告首先對與WRAID能力相關的主題進行文獻回顧。文獻回顧從人工智能的回顧開始，提供了一個關于人工智能如何工作以及它能夠完成什么類型任務的概述。文獻綜述探討了人機協作的方法，以支持未來指揮官和人類用戶與WRAID系統之間的互動。需要翻譯指揮官的意圖，并讓WRAID將有意義的輸出傳達給指揮官，這需要一個強大的界面。審查包括傳統的兵棋推演，以研究目前的模擬兵棋推演是如何進行的，以便深入了解，未來的WRAID能力如何能夠實時復制兵棋推演的各個方面，并認為以前的兵棋推演可以為人工智能和機器學習（ML）算法的發展提供訓練數據。ML算法的訓練需要大量的代表性數據。文獻回顧研究了人類的認知負荷，以深入了解人類大腦的認知技能和上限；并確定人類思維的極限，以顯示人工智能可能提供的支持。文獻綜述中涉及的最后一個主題是，傳統的計劃和決策，以了解目前在軍事上如何制定戰術行動方案。

該小組進行了需求分析和利益相關者分析，探索WRAID能力如何支持作戰人員。該小組在需求分析的基礎上為WRAID系統開發了一套需求。這些要求被歸類為：硬件/軟件，人機界面，和道德規范。第一階段的分析結果包括 (1)戰爭的復雜性需要發展一種未來的WRAID能力，這種能力利用自動化方法，包括人工智能、ML和博弈論，(2)WRAID能力需要大量的計算能力和復雜的軟件算法，(3)實現未來WRAID系統的挑戰將是技術和道德的。

未來WRAID系統的概念設計是基于需求分析的。概念設計被記錄在一套系統模型中，包括背景圖、系統視圖、功能工作流程圖和操作視圖。該團隊開發了一個作戰場景，以支持對WRAID能力如何在作戰中使用。

在開發WRAID的過程中，預計會有一些路障。開發WRAID系統的技術是存在的，然而，研究小組發現數據挑戰、人工智能訓練、程序限制和當前系統工程的局限性將是需要解決的障礙。數據挑戰指的是獲得足夠的數據集的能力，這些數據集代表了訓練ML算法所需的真實世界的戰術行動和兵棋推演分析。程序性挑戰包括國防部實施網絡安全、機密數據、數據庫訪問和信息分配協議的能力。系統工程方面的障礙是需要新的方法來設計安全和可靠的人工智能系統，如WRAID能力。將需要SE方法來處理不可預見的故障模式，并在系統生命周期的早期確定根本原因。

對像WRAID能力這樣的人工智能系統的倫理考慮是系統發展的一個重要因素。開發系統以取代倫理學，將使系統更有可能被部署。有幾個有道德問題的自主武器系統被拉出來作為WRAID能力的道德對話的基礎。通過一個示例場景，對道德狀況進行定性分析，以了解在部署WRAID能力時可能出現的道德問題。倫理學在未來的技術中發揮著巨大的作用；從一開始就考慮到倫理學，建立技術是很重要的。

未來的重點需要放在繼續對想象中的WRAID系統采取正規的系統工程方法。WRAID系統需要一個強大的數據集，需要收集和注釋；收集的定性兵棋推演數據越多，WRAID系統的可行性和準確性就越高。與軍事部門的合作對于最大化WRAID的利益至關重要，例如情報和偵察組織。WRAID的模擬將是完善系統要求和創建現實模型的關鍵。關于如何使用WRAID的培訓和文檔應該同時開發，所以利益相關者，特別是指揮官已經準備好，知道如何使用這個新工具。未來的研究領域包括認知工程、基于正式模型的系統工程和人機協作。

隨著目前技術進步的速度和外國的目標，人工智能將在未來的沖突和戰爭中發揮作用。自上而下的指令將需要設計和實施WRAID能力：提供大量的資源，解決操作和文化變化，重組系統工程，并確保網絡安全和收購變化。實現未來的WRAID能力并不是一個微不足道的任務。然而，它對確保現在和未來的戰斗空間優勢至關重要。

本參考文件記錄了一種研究多派系沖突的方法。它的靈感來自于在加拿大聯合作戰中心（CJWC）進行的名為 "北約和平執行行動"的兵棋推演。該方法使我們能夠確定每個派系的實力與時間的關系。這種知識允許盟軍在部署前確定其兵力，以便成功地執行任務。使用一組具有隨機損耗率的微分方程對多派系沖突進行建模。

1 引言

作為其任務的一部分，加拿大聯合作戰中心（CJWC）定期進行兵棋推演。這些兵棋推演通常涉及軍事人員、平民和科學家等。如參考文獻[1]、[2]、[3]所述，有許多類型的兵棋推演。

本報告的靈感來自于一個特定的兵棋推演，并且是基于一個虛構的場景（見參考文獻[4]），概述如下。

在這個虛構的場景中，北大西洋公約組織（NATO）介入了紅色政府（RG）的和平執行任務。這發生在二十年后的未來（2039年）。紅色政府是集權的、專制的和好戰的。有四個派系。

1.紅色政府（RG）：RG的軍隊規模龐大，裝備精良。它從俄羅斯獲得技術支持和建議。

2.紅色伙伴（RP）：RP是RG的一個盟友。它是伊拉克和黎凡特伊斯蘭國（ISIS）和/或基地組織（AQ）的一個殘余勢力。RP的目的是將其世界觀強加于其他國家。

3.藍色伙伴（BP）：BP由叛軍組成。它只有輕微的武裝，是北約的盟友。

4.北約：北約的一支部隊，在北約特設的三星級聯合總部下行動，并有非洲聯盟成員支持。

RG在Kaden Khalil上校的統治下。RG壓迫自己的公民，暗中資助和庇護RP。RP是一個極端主義組織，破壞該地區其他國家的穩定。在非洲聯盟（AU）的支持下，北約旨在執行聯合國安理會（UNSC）的決議，要求停火，并要求RG尊重平民的人權。俄羅斯向RG提供支持，但沒有參與到戰爭中。

游戲探討了北約部隊可以采取的行動方案。關鍵能力被確定為是針對北約還是為北約而使用。

本文件組織如下：

• 第2節描述了由一組微分方程定義的模型。

• 第3節提供作為微分方程解的數值結果。

• 第4節總結了這些結果，解釋了它們的意義并提出了未來工作的方向。