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目的

本洞察報告的目的是介紹與實現敏捷指揮與控制（Agile C2）技術的最近和預計發展有關的關鍵主題及其影響。特別是，本文試圖勾勒出這些技術對澳大利亞國防軍（ADF）未來作戰人員的影響--這些人將得到支持。這將為EDTAS的參與者提供基本的常識，并有助于在研討會期間引起辯論。為了實現這一目標，本文件將描述C2技術的背景和現狀。它將描述新出現的技術和它們打算如何支持C2，以及這些技術帶來的風險和挑戰。

范圍

本文并不打算做定論，因為敏捷C2跨越了許多學術和技術學科，并且在理論上已經融入了過去和現在的澳國防部隊成員的文化。本文所提出的是一系列意見，旨在促進討論和澳國防科技部潛在的敏捷C2研究目標。學術界、工業界和國防部的思想領袖和主題專家（SMEs）在一次范圍界定研討會上被確定，然后被邀請參加一次探索性的結構化訪談。受訪者名單附在本文之后。所提出的一些意見不一定與目前的理論、概念或甚至政策一致。所得出的結論是作者的結論，并注意到利益相關者的可用性和開放源碼研究的限制。

敏捷指揮與控制是什么?

C2是一項活動，包括計劃的構思、計劃的執行和對特定群體或組織的監測。它包括哲學和功能兩個方面--功能方面是指必須有效地指導團體實現特定的目標，而哲學方面是指必須適當地組織和裝備團體以實現這一目標。

C2從根本上說是一種人類效力--即使其中沒有多少人。組織的目的決定了所采用的C2模式。該模式需要包括廣泛的技術、結構、哲學、倫理和法律方面的考慮，并應旨在使該組織能夠最有效地運作以實現其目標。

敏捷性的最基本定義是快速移動、行動、思考或理解的能力。 具備這種素質的個人或組織能夠根據不斷變化的環境迅速修改其行為。敏捷性的基礎是適應性的目標。在一個變化速度有時令人眼花繚亂的世界里，吸收和理解新信息，然后根據這些信息做出決定的能力，對于從信息技術到戰場等領域的成功至關重要。

敏捷性是21世紀任何組織的一個關鍵屬性。它是一種狀態，在這種狀態下，人們變得更有能力 "處理存在的復雜性和不確定性的綜合影響"。 更簡單地說，如果你是敏捷的，你就能成功和迅速地應對環境的變化。

重要的是，敏捷性不僅僅是一次成功，而是'它是在改變或變化的環境中保持成功'。敏捷C2不是一種最終狀態。相反，它是一個組織根據逆境和情況，迅速調整其C2信息、互動和決策權的能力。如下圖所示，C2系統可以在三個軸上進行調整。

一個高度分布式的C2系統（有時被稱為邊緣組織）并不總是適合所有情況。然而，一個敏捷的C2結構具有多功能性，可以根據需要進行調整。

我們處理敏捷性的方式將影響結果。俄亥俄州立大學的戴維-伍茲教授認為，需要通過對適應性系統的理解來確定方法，而適應性系統本身就是生物，必須考慮人類行為的特點。他認為，建立能力的標準方法對敏捷C2不起作用。

該方法本身需要靈活，并以跨越多個學科的人員為中心。 ADF的指揮和控制概念是基于 "分層指揮"和"敏捷控制"。在這個意義上，敏捷性使部隊內部的控制關系能夠主動適應環境，以利用行動中出現的機會。

目前的美國軍事平臺，其中許多可以追溯到幾十年前，不足以對抗對手不斷發展的人工智能和機器學習技術創新。美國空軍的空戰管理系統應對了這一挑戰，提供了多領域的數據能力，以數字方式連接所有領域的聯合部隊。

今天的對手正在發展利用人工智能和機器學習作為力量倍增器的能力，使美國長期存在的軍事能力失去效力。 要實現空中優勢，首先要實現決策優勢。一個完全實現的先進作戰管理系統（ABMS）是美國空軍聯合全域指揮與控制（JADC2）概念的組成部分，它將提供多域安全處理和數據管理、連接和應用，以同步傳感器、火力和網絡，使聯合部隊在每個領域都有數字連接。

引言

讓人驚訝的是，在21世紀，這個擁有地球上最昂貴和最多產軍事力量的國家，仍然依靠PowerPoint幻燈片和電話對國土面臨的潛在威脅進行實時分析。但美國發現自己處于這種情況。如果一架俄羅斯轟炸機的潛在威脅出現在預警雷達瞄準鏡上，來自北美航空航天防御司令部（NORAD）各部門的人員可能需要12分鐘以上的時間來協調信息，只用最相關的數據建立一個幻燈片演示，并將其提交給主管官員，以確定是否真的存在威脅。

由于缺乏在共同環境中協作的工具，參謀人員無法融合必要的數據，以向國家指揮機構提出反應建議，直到最后提交給負責作戰層的上校。

自冷戰結束后，實現空中優勢一直是美國軍事戰術的基石。但在今天的世界上，對手正在發展利用人工智能和機器學習作為力量倍增器的能力，美國軍隊是否擁有最強大的力量或最精確和強大的武器已經不再重要。勝過對手的思維（或用網絡術語說，勝過對手的程序）的能力成為新的目標；一個國家的軍隊如果不首先實現決策優勢，就無法實現空中優勢。

先進作戰管理系統（ABMS）

美國空軍已經在ABMS項目上開發了數年，該項目將解決這些問題，使指揮官能夠迅速接收來自多個來源的融合數據。五角大樓責成空軍開發聯合部隊所需的能力，以便在傳統的優勢領域之外運作，努力在整個競爭中獲得并保持決策優勢。 2020年3月，為集中該部門的創新努力而成立的空軍作戰整合能力指揮官邁克爾-范蒂尼少將將決策優勢描述為 "收集、解釋和使用所需的信息，以阻止或贏得未來的沖突。" 他強調，成功將 默認屬于"在所有領域中聯系最緊密的一方：空中、陸地、海上、太空和網絡空間。"

ABMS不只是一個設計平臺。它有時被描述為網絡簇，有時被描述為系統簇;這是一個新的“軍事物聯網”，空軍部的第一位首席架構師稱之為“一個可以統治一切的架構”。

ABMS的目標是取代信息到達一個中心樞紐的單一路徑，例如在NORAD的例子中，每個系統和操作員使用相同的共享數據的環境。一個完全實現的ABMS將允許提供多領域的安全處理和數據管理、連接和應用，以同步傳感器、火力和網絡，為聯合部隊 "將正確的傳感器連接到正確的射手"，該部隊將在每個領域進行數字連接以獲得即時態勢。這一概念誕生于部隊中一個反復出現的問題--更換幾十年前的飛機。

新式聯合監視和目標攻擊雷達系統（JSTARS）

E-8C聯合監視和目標攻擊雷達系統（JSTARS）飛機是在20世紀80年代設計的，并在1991年首次投入使用，當時正值它最初被設計用來支持的冷戰即將結束。該平臺提供空中地面監視、戰斗管理以及指揮和控制能力，而且美國空軍在30年后仍在飛行16架該飛機。因此，在佐治亞州的羅賓斯空軍基地，這些部隊連續在中東地區部署了18年，是美國空軍歷史上第二時間長的部署。

2014年，五角大樓資助了JSTARS替代者的研究，國防工業從2015年起開始設計和測試新平臺。但空軍領導層意識到，由老化的JSTARS和E-3機載預警和控制系統（AWACS）平臺提供的單一的空中和空間作戰中心，對于未來沖突的速度、復雜性和殺傷力來說，總體上沒有得到優化。這些 "幾十年前的平臺 "不能可靠地利用21世紀的技術，而且 "支持未來C2的結構要么不存在，要么需要成熟 "才能完全有效。

此外，低密度/高需求的E-8C JSTARS和E-3 AWACS飛機是已知的單一故障點。它們是主要目標，無法在同行競爭者的戰斗空間中長期運作，因為復雜的反介入/區域封鎖能力，如電子戰、網絡武器、遠程導彈和先進的防空系統，正在開發之中。

與此同時，美國軍方開始重新思考其聯合作戰的方法。2016年，美國防部長指示了一個名為 "空陸作戰2.0 "的新作戰概念，這是對冷戰理論的更新，將更加注重空中、陸地、海上、太空和網絡空間作戰。這種方法很快被稱為美國陸軍的多域作戰和空軍的多域C2。

美國空軍高級將領開始考慮為傳統飛機和新飛機（有人和無人）配備新興技術、通信設備和傳感器，以執行以前分配給單一JSTARS平臺的地面監視任務。為了使這個系統有效，它需要處理大量的數據，包括來自美國盟友和合作伙伴的信息。因此，在2018年，用于替代JSTARS的資金被完全轉用于空軍新的多域C2項目，該項目將支持一個被稱為JADC2的美國防部工作。

聯合全域指揮與控制（JADC2）的問世

2020年9月，空軍助理部長（采購、技術和后勤）指出："令人遺憾的是，人們進入我們的服務，在他們的個人生活中幾乎與所有的東西相連，而他們來到軍隊工作，他們幾乎什么都沒有連接。"這一意見強調了軍隊在納入數字增強措施時如何落后于民用部門。美國防部的巨額合同生產的設備被設計成可以維持數十年，而很少考慮到升級或與其他部門的系統甚至自己內部的系統互聯。例如，空軍珍貴的第五代飛機平臺，F-22和F-35，是用不同的通信網絡建造的，不兼容，因此需要第三個平臺（如ABMS機載邊緣節點）來分享兩者之間的數據。

該部領導層意識到技術變化如此之快，未來戰斗的成功將歸功于擁有一體化、網絡化部隊的組織，它們可以共享最多的信息。因此，在2021年，美國防部制定了一項戰略，使指揮官能夠迅速了解戰斗空間，比敵人更快地指揮部隊，并通過任何必要的領域提供效果。這一概念被命名為聯合全域指揮與控制。

JADC2的概念是作為一個美國防部的保護傘。聯合參謀部制定政策、理論、要求和數據的共同標準。同時，各軍種開發適用的技術，空軍部正在通過ABMS進行開發。陸軍和海軍的JADC2項目分別稱為 "融合項目 "和 "超配項目"，各軍種正處于協調其工作的早期階段。2021年，參謀長聯席會議首席信息官指出，新的JADC2方法將 "為我們在指揮和控制領域的努力帶來秩序，以便以相關的速度感知、理解和行動"。

盡管存在挑戰，美國防部長勞埃德-奧斯汀宣布他打算將JADC2作為他的首要任務之一，同時認識到將盟國和合作伙伴帶入這個新領域對于阻止競爭對手是最重要的。因此，數據的互操作性以及數據的復制和分發是JADC2的關鍵屬性。此外，這些數據的完整性和安全性對于在各部門、盟國和合作伙伴之間建立信任是必要的。

JADC2的挑戰

聯合全域指揮與控制可能是一個難以把握的概念，因為這個術語并不完全基于硬件或軟件解決方案，而是"'虛無縹緲的術語'"，如 "冗余、彈性架構和'相關速度'的信息。"建立JADC2是為了著眼于可能的領域，為現在而建設，同時關注新興技術及其與未來能力的輕松整合。但首先，它必須克服三個主要障礙。

首先，集中式C2架構目前在發生高強度沖突的情況下沒有足夠的彈性，而C2節點將成為第一個目標。簡單地將JSTARS和AWACS飛機與這些節點進行交易，使它們成為美國裝甲中最有吸引力和最脆弱的缺口。因此，分布式網絡操作將是JADC2的一個關鍵重心。

第二，為了使系統的處理速度足以對來自各個領域的數據進行 "感知、理解和行動"，美國軍方必須嚴重依賴未經證實且尚未完全信任的人工智能和機器學習概念。建立一個系統的用戶界面和輸入是比較容易的；工業基地幾十年來一直在做這個。但現在軍隊需要一個系統，自動收集這些數據，并為人工智能提供信息，以做出最佳決策。此外，指揮官必須信任推薦的數據和決定（對于那些在數字革命之前出生的人來說，這是一個相當大的范式轉變）。

第三，各個軍種的規模和庫存范圍是如此廣泛（例如，陸軍以其地面部隊而聞名，也有船只、機載電子戰和情報、監視和偵察資產），以至于每個軍種都已經習慣于在其他領域幾乎獨立運作。在所有這些平臺上改裝設備以便與其他軍種進行通信可能成本過高。與此相反，較小的盟國軍隊除了聯合工作別無選擇。例如，法國軍隊已經創建了技術解決方案，如Scorpion和Connect@ero，以便在各部門之間進行本地通信。

雖然聯合參謀部確立了JADC2的整體概念，但空軍未來局編寫了服務支持概念。空軍部的ABMS跨職能團隊領導了一個能力發展活動，通過這個活動，作戰人員可以發現最新的ABMS工具和概念。此外，每三個月進行一次測試旗幟演習（包括橙旗、綠寶石旗和黑旗），以測試新發布能力的生存能力和殺傷力。這些演習強調了新武器和戰術在多域環境中的相關性。

一個可操作的ABMS的最終狀態是一個由流程和系統組成的指揮和控制結構，它壓縮了決策周期，使各領域的效果趨于一致，并使整個地球的綜合行動成為可能。速度是關鍵。但是，即使空軍各單位都在努力實現ABMS，仍然存在一些挑戰。

中國產生大量的數據；事實上，這是他們的權力工具之一。為了競爭，ABMS必須依靠以網絡為中心而不是以平臺為中心的架構，做到靈活、快速和不可預測。現有的、傳統的系統，如JSTARS，將如何處理這些TB級的信息？隨著技術的改進，傳感器、設備和操作人員會因數據過飽和而導致延遲問題。美國空軍80%的飛機是第四代或更老的飛機；用現代指揮和控制系統對它們進行改造可能成本太高。挑戰在于使舊平臺能夠與第五代和第六代飛機通信。人們不能在唱片機上播放iTunes音樂文件，或試圖將Commodore 64連接到互聯網上。

增強盟友和伙伴能力

當美國在未來的戰爭中，它將依靠其盟國和合作伙伴。依靠這些國家軍隊的能力是美國的力量倍增器，也是美國對其競爭對手的決定性優勢，但過度分類和其他限制性政策是共享數據的巨大障礙。然而，美國軍方決心利用技術提高盟國和合作伙伴之間的可及性和數據共享，以聯盟作戰中心的通用工作站的形式融合該網絡的網絡。目標是讓軟件或人工智能，使用設定的規則，適當地與需要它的聯盟伙伴分享信息。

為了將戰略意圖轉化為現實，盟國和伙伴行業必須并肩工作，讓組件（如黑盒）相互對話，或讓飛機系統解密和使用其他飛機產生的數據。一個更大的挑戰是確保ABMS將與北約正在開發的聯合任務網絡完全兼容，以簡化和規范30個成員國之間的通信。

法國和美國空軍一直合作者，可以做一些只有少數人才能做到的事情。為下一場戰斗連接傳感器的能力需要在今天開始，以便下一代戰斗機和系統能夠在一個新的數字架構中順利運行。

最近的演習，如2021年5月在Mont-de-Marsan舉行的三國大西洋三叉戟演習，表明即使陣風戰斗機和F-35可以一起工作，但由于技術和分類問題，它們仍然不能完全合作。空軍與 "陣風 "街區F4相關的持續合作表明，法國的資產與F-35之間有更好的整合和密切的未來，F-35被設想為未來ABMS的四分衛：這種參與者可以通過對場上情況的最佳觀察來增強隊友的能力。

額外的障礙

盡管有這些和其他令人鼓舞的跡象，這個項目仍然存在許多外部挑戰。此外，空軍部還必須克服許多內部障礙以按時交付ABMS。除了與外國伙伴共享信息的困難之外，美國空軍還沒有解決與其他軍種溝通的問題，每個軍種都有自己的本土通信系統。空軍在是讓現有設備和政策發揮作用，還是從零開始，從頭建立一個系統，將實施時間推遲幾十年之間，這讓空軍很糾結。由此產生的兩難局面只能通過在兩種選擇之間取得平衡來解決。

實施將是有代價的。美國軍方將如何說服其控制軍事資金的文職領導，使其相信這個新的ABMS項目是重要的（在所有其他 "重要 "的事情之上）？國會并沒有告訴美國防部要推行JADC2，而是把錢袋子關得緊緊的。眾議院關于2021財年國防撥款法案的報告批評了空軍的ABMS請求，指出該計劃的弱點包括 "沒有確定的要求、采購戰略或成本估算，以及空軍總設計師和其他參與執行ABMS計劃的辦公室的職責定義不明確"。

2021年，美國空軍將ABMS的領導權移交給一個新的、基于五角大樓的跨職能團隊，并將項目責任轉移到空軍部的快速能力辦公室。向國會傳達該部的結構變化和優先權的轉移對于保持該計劃的資金是至關重要的。

就服務本身而言，空軍如何平衡ABMS與所有其他必須做的要求，如支付下一個戰略核轟炸機（B-21）、額外的F-35戰斗機、哨兵洲際彈道導彈和第六代飛機？到目前為止，ABMS的支持度最高。盡管所有的項目都在競爭同樣的資金（包括高超音速和無人機群），核現代化和ABMS是參謀長的兩個最優先事項。此外，空軍部長弗蘭克-肯德爾將ABMS列為他需要重新監督的七個項目之一，以 "提高空軍作為一個機構運作的能力"。

當小查爾斯-布朗將軍成為美國空軍第21任參謀長時，他的行軍命令是 "加速變革或失敗"。當該軍種與國會爭奪它不再需要的舊系統時，它同時正在努力推進ABMS的聯合協同。"為了贏得這場有爭議的高端戰斗......我們需要加快我們今天的關鍵技術的應用。我們不能減緩我們在ABMS上的勢頭。我們的作戰人員和指揮官必須以互聯網的速度作戰才能獲勝"。

結論

這場數字革命將改變美國及其盟國和合作伙伴的游戲規則。正如早期測試所證明的那樣，ABMS將提供必要的決策優勢，通過為指揮官提供一個清晰、強大和即時的共同作戰圖景，來贏得未來的高速交戰。"我們所展示的......是作戰指揮部首次在相同的數據云架構中，對部隊的姿態做出決定......在幾秒鐘而不是幾天內就能看到結果。"

不僅要準確分析友軍目標定位工作對敵軍作戰系統造成的損害，而且要利用這些知識來全面評估敵軍剩余影響友軍行動的能力。不幸的是，美陸軍條令中缺乏一個標準化的戰損評估（BDA）程序，這阻礙了部隊制定有效的BDA框架的能力，迫使部隊依靠個人經驗、指揮官的指導以及試驗和錯誤來訓練G-2分析員如何在大規模戰斗行動（LSCO）中收集、完善和評估BDA。本文作為美陸軍條令的補充，描述了BDA的所有要素，以幫助分析員向指揮官提供更多的信息。它提供了關于如何訓練和組織G-2T部門的建議，并強調了進行BDA的最有效方法，以支持目標定位和指揮官的決策過程。

本出版物是 "北約決策：大數據時代的承諾和危險"會議的成果，由北約盟軍指揮部轉型（ACT）、博洛尼亞大學和羅馬的國際事務研究所（IAI）組織。該會議于2020年11月17日在線舉行，是三個機構之間長期合作的一部分，它代表了ACT學術會議系列的第七次迭代。

執行總結

數字革命大大改變了我們生活的世界，提供了巨大的機會，但也使社會更加脆弱。技術使外部干擾更便宜、更快速、更全面：公民有可能成為信息戰的直接目標，一個社會的所有成員都可能以這種或那種方式成為沖突的一部分。從先進的武器裝備到指揮和控制，大多數與安全有關的領域都在經歷著深刻的變革，因為數據的可用性和傳輸量成倍增加。在這一背景下，本出版物探討了展望聯盟發展的三個相互關聯的方面：大數據和北約的組織挑戰；對盟國決策的混合威脅；人工智能在國防領域的采用和北約的作用。

大數據和北約的組織挑戰。將決策建立在比以前更多的信息基礎上，可能會導致復雜組織決策過程的真正革命，特別是因為這些信息將涉及現實的不同層面，而且會不斷地更新。除了巨大的信息量，大數據的另一個決定性因素是數據產生和處理的高速性。此外，這些數據通常會從不同的來源獲得，其可信度必須被仔細評估。最后，任何數據在決策過程的不同階段都可能具有不同的價值。所有這些特征都對那些旨在利用大數據減少其作戰中的不確定性的組織提出了具體要求。例如，巨大的數據量迫使人們獲得新的數據存儲技術，而高速度要求新的處理工具，可變的可信度和價值迫使組織制定新的分析方法。因此，任何尋求利用大數據的行為者都應該有明確的目標和定義明確的戰略，以劃定和實施其具體目標。

大數據的一個關鍵問題是為決策者提供與他們的目的真正相關的數據，而不僅僅是有趣。首席數據官和與數據相關的高級領導職位將在信息分析和實際決策過程中獲得至關重要的地位，但這些職位需要特殊的人才和工具組合，而這些人才和工具目前在許多大型組織中是稀缺的，尤其是在公共部門，在軍事部門更是如此。

另一個關鍵問題是，在工作中引入大數據分析的組織的決策過程中，正在出現集中化和分散化之間的矛盾。矛盾的是，雖然大數據應該促進廣泛的責任和戰術意識，但目前先進的數字化似乎與大型組織中明顯的向心力有關。這種向心力導致了低層人員的非責任化和選擇實踐的逐漸喪失。因此，在聯盟的決策中整合大數據是明智之舉，有利于分散所有權，并根據組織中不同部門的特點，為其設計不同的工具。此外，建立精心設計的、可靠的評估程序，以衡量組織創新和新決策過程執行的有效性，也會有所幫助。特別是，確定最初的失敗是特別重要的，以便從中吸取教訓，避免結構性問題。

對盟國決策的混合威脅。混合威脅是一個廣泛的類別，包括各種行為者、行動和目標。就行為者而言，由于其實際能力、意圖和最近的記錄，俄羅斯等大國可以被確定為最主要的威脅。

關于行動，信息在幾個方面是關鍵。它指的是大數據和人工智能，因為后者需要使用算法來學習前者，以期利用目標的漏洞。數字連接是用于在信息領域實施混合威脅的基本基礎設施。西方社會依賴虛擬世界的平臺，這些平臺可以成為潛在攻擊者的目標。由于全球網絡藐視邊界并限制國家管轄權，它們更難防御，并允許潛在的攻擊者在檢測和歸因的門檻下采取行動。混合威脅還得益于信息的空前速度和范圍。這在原則上并不新鮮，但它已經達到了改變游戲規則的水平。一方面，對北約及其成員國來說，管理這種大規模的信息流實在是令人望而卻步；另一方面，高速流通轉化為更快的行動節奏。

混合威脅可能針對各種目標，但特別令人擔憂的是可能導致社會分化、精英分歧和對外國行為體的偏見的進攻性行動。這些行動有可能影響不同層面的決策，甚至破壞民主國家的機構。因此，這些混合型威脅可能會破壞盟國的決策過程，反過來也會破壞北約的決策過程。決策者在制定應對混合威脅的措施時，尤其面臨著三個主要問題：

1）如何以非升級性的方式進行回應？由于混合型攻擊利用灰色地帶來制造模糊性，包括通過操縱檢測門檻和給予合理的推諉，決策者面臨著過度反應的風險。

2）如何民主應對？潛在的攻擊者可能會嚴重損害民主制度的決策過程，例如對遵守國內法和國際法施加壓力。

3）如何獲得公眾支持？由于混合型威脅通常被掩蓋或難以歸因，政策制定者還必須說服公眾輿論，使其相信威脅的存在。

人工智能在國防領域的應用和北約的作用。在討論人工智能對盟國軍隊和聯盟意味著什么時，應該解決一個基本問題：人工智能是一場技術革命還是技術演進的實例？不同的證據可以支持這兩種解釋。從政治角度來看，盟國可能很難迅速適應一場快速的技術革命。北約的方法，由于其程序的特點是共識，將不得不更加進化、細化和細微。無論如何，在未來不太可能看到人工智能為北大西洋理事會（NAC）或核規劃小組（NPG）做決定。這其中有心理、文化、組織、政治以及技術方面的原因。通往人工智能的旅程可能是相當麻煩的。例如，敏捷軟件開發能夠開發出優秀的軟件，但同時也需要不同的程序、組織結構和流程，涉及到組織的身份、使命和文化。

另一個熱點問題是關于人工智能的公私伙伴關系。這是美國和中國之間人工智能競賽的關鍵--可能會導致盟國相對于中國的劣勢--以及北約與從事人工智能和大數據的主要民用公司之間的關系。在盟國采用人工智能技術方面，還有一個根本性的需要，即確保在分散的情況下的互操作性。北約在歷史上一直是標準化進程中的一個重要角色，在這種情況下也可以這樣做。在這種情況下，可能需要一些創造性：例如，北約是否應該像提供空域管理或地面監視一樣提供云計算服務，即賦能者？聯盟是否可以像綜合防空和導彈防御那樣，設想對國家擁有的人工智能資產進行整合？這些都是重要的問題，然而，這些問題突出了一個事實，即國防是一個主權問題，大多數決定是由國家政府作出的，而不是由北約本身作出的。

聯盟可以在人工智能領域發揮突出作用。例如，北約可以建立一個人工智能冠軍，幫助盟國理解、采用和整合人工智能。這種冠軍可以從小型項目開始，旨在驗證解決方案的有效性，然后它可以幫助盟國進行培訓。這方面的一個關鍵、相關問題是教育和培訓。同樣，戰爭游戲、模擬和實驗的重要性也會增加，北約在這方面可以發揮作用，因為它是召集盟國軍事和政治機構的獨特途徑。

美國陸軍有一個信息系統數據缺口，其原因是無法實現裝備感知數據的自動化，并且由于對指揮官在時間和空間上做出決策所需的信息存在著根本性的誤解而變得更加復雜。我們如何將后勤數據整合到共同作戰圖景（COP）中，以實現多域作戰（MDO）中的持續融合？指揮官通過他們的參謀部，與下屬和上級指揮部分享他們對COP的理解，以促進同步和平行規劃。參謀部結合PowerPoint演示文稿、圖表和圖形，平行建立模擬和數字圖像疊加，以分享指揮官的可視化。指揮官的可視化必須現代化，包括由后勤提供的關鍵數據，以解決美國陸軍繼續采用新興技術時缺失的作戰藝術要素。維持作戰功能提供了確保行動自由、擴大作戰范圍和延長續航時間的能力。然而，只有當任務指揮系統使指揮官能夠看到有關維持能力的相關信息時，這三個維持目標才能實現。解決這個問題需要識別并消除在從戰術邊緣獲得戰備、燃料和彈藥數據所需的時間和人力方面存在的問題信息差距。

引言

美國陸軍2018年多域作戰（MDO）概念改變了陸軍作為聯合部隊陸地組成部分在統一陸地作戰中的重點框架。MDO是通過校準部隊態勢、多域編隊和融合這三個原則來解決來自美國對手在多個領域的交戰或侵略性活動。MDO的框架通過改變視角或增加行動范圍以包括空中、陸地、海上、網絡和空間領域來增加對環境的共同理解。隨著MDO融入軍隊文化，從一個概念轉變為理論，前兩個原則通過將士兵放在正確的位置，以一種在多個領域對對手取得優勢地位的方式組織起來，減少環境的復雜性。部隊結構的現代化和全軍新裝備的投入使用創造了改變軍隊的機會。MDO的第三個宗旨--融合，是最難完成的，因為這個宗旨描述了編隊、裝備和流程的整合。

美國陸軍訓練與理論司令部（TRADOC）小冊子525-3-1《2028年多域作戰中的美國陸軍》宣稱："融合是所有領域能力的快速和持續整合，通過任務指揮和有紀律的主動性實現跨領域的協同和多種形式的攻擊，優化效果以戰勝敵人。" 融合在MDO中起著關鍵的作用，它是通過陸地部分實現聯合部隊的能力整合者，而融合的成功與任務指揮--美國陸軍的指揮和控制方法直接相關。在整個作戰環境中建立正確的編隊和定位部隊，將需要持續的關注和訓練，以確保軍隊能夠按照預期進行戰斗。由于跨領域作戰的時間和速度，任務指揮需要信任、共同理解和對作戰環境的展望，以實現融合。

多域增加了行動過程的難度和復雜性。圖1是關于指揮官如何推動行動過程的理論框架。行動正在從任務命令和明確的意圖就足以實現共同理解的時代轉變。

指揮官和參謀部依靠對態勢的理解來減少行動的復雜性和無序性。在過去，對態勢的理解或觀點停留在指揮官的頭腦中，有時通過模擬過程來支持，但在過去的四十年里，美國陸軍繼續發展數字解決方案，將作戰環境中發生的事件可視化，即共同作戰圖景（COP）。

美國陸軍條令將 "共同行動圖景"定義為：根據用戶的要求，并在一個以上的指揮部共享的共同數據和信息的基礎上，對指揮官感興趣的區域內的相關信息進行單一顯示。歸根結底，指揮部是一個知識管理和共享理解的工具，它起源于指揮官的頭腦。指揮官采用COP所描述的可視化的方式反映了他們的作戰方式。COP是指揮官對作戰環境理解的體現，但在為指揮官和參謀人員創建一個單一的信息顯示時，軍隊創造了信息差距。主要來說，這些差距是維持作戰功能，對實施行動自由、擴大作戰范圍和延長耐力等形式的作戰藝術至關重要。維持作戰功能為這三種功能提供了關鍵信息，但只有當作為任務指揮系統的COP能夠實現能力的獲取時，它才能執行這一目的。

COP本質上是一張環境地圖，上面覆蓋著作戰術語和圖形，并以實施制定的計劃的作戰方法為基礎。如果沒有能力直觀地了解維持能力如何影響作戰范圍、行動自由和長時間的耐力，那么畫面就不完整。COP向指揮官和參謀部顯示信息的方式是將環境的畫面分割開來。然而，環境并不簡單，它是復雜的。為了縮小信息差距，我們必須降低復雜性，獲得保持優勢地位所需的視角。將制定行動計劃的過程視為指揮官和參謀部為分析行動和任務變量而提出的問題，并將其綜合為環境的視覺表現。此外，考慮到行動計劃為指揮官提供了什么--在未來環境中傳達實現預期條件的意圖時的參考框架。

現代版的締約方會議整合了數字信息和系統的來源，通過在各個層面顯示相關信息來實現指揮。指揮官決定信息需求，指揮官通過他們的參謀部向下級和上級指揮部分享他們對環境的理解，以促進同步和平行規劃。通過一個持續的分析過程，利用行動和任務的變量，指揮官和參謀部隨著形勢的發展而完善行動計劃。

陸軍繼續完善數字指揮所系統的版本，目前使用指揮所計算環境（CPCE）--前身是未來指揮所（CPOF）--作為任務指揮的記錄系統。 這個系統使行動過程現代化，利用圖像和軍事符號提供行動方法。專業的軍隊組織，如卓越的任務指揮中心，通過論壇和大規模的演習來構架數字作戰圖并改進COP。開發數字作戰圖和評估性能的困難在于不一致的可視化，往往立足于指揮官和工作人員的理解，從一個單位到另一個單位的變化。這種說法與COP所創造的共同理解的原則相悖。行動計劃并不能取代定義問題的要求，但確實有助于將行動方法可視化。

目前的工作仍然是一個混合的數字和模擬過程，給指揮官和工作人員帶來了沉重的時間和人力負擔。參謀部設計PowerPoint演示文稿，結合圖表和圖形建立圖像和重疊，并行分享指揮官的可視化信息。但是，對于指揮官需要什么信息，以及為了避免癱瘓而不向締約方會議提供什么信息，仍然存在一個根本性的誤解。未納入的信息并不等同于缺乏意義。其論斷是，排除維持性信息會在可視化中產生更多的差距，是低效率的產物。決策過程中缺失的部分是無法將數據完全自動化并將其與可視化聯系起來。

維持作戰職能部門致力于將后勤信息匯集到不同的信息系統的匯編中，以補充行動，使維持運行估算數字化。軍隊需要一種方法來將持續作戰信息納入COP，解決這個問題需要識別和消除理解上的問題差距。這種方法必須將維持的目的--增加作戰范圍和延長續航時間--與對戰場上關鍵物資的理解相一致，如燃料和彈藥容量，以及其他增加行動自由以保持主動的維持因素。這些要求對指揮官和參謀部來說是很直觀的，而且幾乎沒有歷史意義。這是來自戰術邊緣的作戰層面所需的信息和數據，以自動化的方式增加理解，減少所需時間，而不給任務飽和的工作人員增加要求。

這部專著探討了支持多域作戰和融合概念的技術架構。在回顧了陸軍如何形成其目前的信息架構之后，它利用赫爾穆特-馮-莫特克和約翰-博伊德的實踐和理論，對沃爾瑪、多米諾和亞馬遜網站進行了商業案例研究，以了解它們如何在全球化市場日益復雜的競爭中茁壯成長。實施從這些商業中吸取的教訓，可以使美國軍隊通過改變其數字架構在競爭中取得優勢。轉變為算法增強的、基于網絡的架構，可以將領導者的精力從強調處理堆積如山的數據的機械性細節中釋放出來。這使他們能夠專注于適應性和作戰或戰術方法，增強在現代世界不斷發展的復雜性中成功競爭所需的敏捷性。

引言

本文開始是對陸軍的組織和作戰概念的研究，與陸軍正在開發的支持其多領域作戰（MDO）概念的新能力相配合。研究工作表明，更關鍵的重點領域是技術信息子結構，它可以使MDO和應用其概念的領導人取得成功。目前支持MDO和融合的技術狀態的問題是一個信息架構，它是沿著每個作戰功能的管道，缺乏改進的自動化來快速處理更大的數據集，并迫使領導者專注于低效地重新處理數據集。這些都占用了時間和精力，使他們無法履行更重要的職責，即制定操作方法，利用從收集的信息中獲得的洞察力。C2架構限制了其職能部門和領導者的潛力。一個集中的等級模式阻止了他們在沒有中央節點的信息處理或高級指揮官及其參謀部的指導下做出明智決定的能力。這些不匹配阻礙了MDO的目標：以任務指揮思維領導的跨功能編隊，在時間和空間的關鍵點上匯聚他們的能力，比他們的對手更快、更遠。

在許多相同的挑戰性條件下進行區域和全球競爭。不斷發展的全球供應鏈，互聯網的連通性，以及來自新的商業對手的更多競爭，呈現出一個不斷變化的世界，在這個世界上，他們不僅必須生存，而且必須興旺。他們的競爭步伐是持續的，有些公司已經存在了幾十年。這為在與美國陸軍類似的條件下對技術、組織和領導的替代方法提供了寶貴的觀察和評估。本文不僅考慮了軍事指揮官和參謀部規劃人員背景下的領導者，而且考慮了在其領域內成功競爭的跨國公司的高管。它還關注支持陸軍行動的信息架構的演變所帶來的機會。架構的演變可以更好地支持MDO和融合中的系統和決策工作。本報告首先探討了全球作戰環境和軍事能力所依據的系統的復雜性增加，產生了越來越多的、難以處理的數據集。這些復雜的挑戰增加了作戰環境的邪惡性，這是領導者和作戰藝術家的一個關鍵責任，他們要盡可能地馴服，并作出決定或采取行動，以便在一個或多個領域成功競爭。

接下來是對陸軍當前信息架構發展的考察，其基礎是XXI部隊的理念。二十一軍的概念試圖最大限度地吸取沙漠風暴行動中各部隊的成功經驗，特別是在信息領域內，將每個作戰功能的數據流數字化。為了建立一個理解如何發展陸軍架構的框架，本文分析了理論基礎，為赫爾穆特-馮-莫特克和約翰-博伊德探索的新作戰能力創造條件。

最后，對在同一世界中競爭的不同企業的案例研究增加了復雜性，提供了對技術架構的洞察力，使其在競爭中占據優勢。研究信息架構以及它如何使亞馬遜、沃爾瑪和多米諾披薩的商業行為得以實現，為軍隊技術架構的發展提供了機會。在對陸軍當前和潛在的架構進行反思時，所提供的見解可以使陸軍系統的演變能夠提高其在未來作戰環境中進行MDO、融合和競爭的能力。

為了滿足現代戰場的需求，美陸軍必須通過將人工智能（AI）納入其系統來加強戰術指揮所。人工智能為軍團、師、旅甚至是營級指揮所提供了巨大的機會，使其在相對于潛在威脅編隊和指揮官的情況了解方面具有數量和質量上的優勢。適當開發、測試和投入使用的人工智能能力將更好地整合、優先處理和聯系信息，以加強對形勢的了解，并使決策更加有效。現代戰場上的多域作戰（MDO）要求指揮官及其參謀人員在多維的戰斗空間中作戰。這甚至會挑戰最擅長的參謀人員，而且部隊已經在處理大量的信息了。精心設計的人工智能算法和支持人工智能的應用程序將幫助美國機動部隊更好地了解他們的作戰環境，并將實現一個更強大的共同作戰圖景。

"促成決策"是信息優勢活動中的一項核心任務，執行這一核心任務將使指揮官、參謀部和編隊獲得并保持信息優勢。加強對形勢的了解是指揮官取得決策優勢的必要條件，但還不夠；加強對形勢的了解既是當務之急，也是目前可實現的技術在短期內可以實現的。人工智能與這一核心任務的整合將在不同程度上間接促進陸軍在信息優勢活動的所有核心任務中的能力。本文詳細介紹了在未來三年內將人工智能融入現有系統和網絡的具體當前需求和建議。這篇文章沒有也不打算為進一步發展或實戰化的新生能力提供詳細的建議，并有較長的時間安排。相反，作者的腳步堅定地站在當前的現實情況、眼前的需求和可用的技術上。

圖：薩拉-米勒上尉和技術員。2019年6月1日，德克薩斯州圣安東尼奧-拉克蘭聯合基地，第834網絡作戰中隊的卡洛爾-布魯斯特軍士長在拍攝空軍后備司令部任務視頻的場景時，討論應對假想網絡攻擊的方案。(Photo by Maj. Christopher Vasquez, U.S. Air Force)

在未來，由人工智能驅動的傳感器、火控系統、投送資產和算法可能會創造出令人難以置信的速度和殺傷力的戰場，人類在其中掙扎著跟上旨在為指揮官服務的機器的步伐。采集和投送資產群有一天可能會自主地執行任務，并動態地完成采集、投送和評估，同時隨著事件的發展不斷調整，做出反應。在物理領域的這些系統和事件中，隨著友好、中立和威脅系統的互動，在網絡空間領域也會有類似的人工智能能力的先進應用。這種能力目前還不能廣泛地投入使用，而且基礎的人工智能技術還不夠強大，我們不能認真考慮在不久的將來引入這種能力。同時，陸軍必須以一種可行、及時和有效的方式開始整合人工智能。

正如《2028年多領域作戰中的美國陸軍》所斷言的那樣："融合所有領域、EMS[電磁波譜]和信息環境能力的關鍵是人工智能所帶來的大批量分析能力和傳感器到射手的鏈接，它通過自動交叉提示和目標識別使敵人的欺騙和遮蔽變得復雜。瓦解所需的情報精煉取決于五個相互關聯的系統。"1這五個系統如下：廣域監視、穿透性偵察、遠距離監視和偵察、消耗性監視和偵察以及人類網絡。這五個系統中的每一個都可以通過改善對形勢的理解，從立即開發、實驗和在戰術總部使用人工智能系統中受益。這種整合不會使決策自動化，而是使人類指揮官和參謀人員能夠更好地決策。正如《2028年多域作戰中的美國陸軍》中所述，"由人工智能和高速數據處理促成的人機界面，在速度和準確性方面都能改善人類的決策"。

作者重申將人工智能融入戰術總部，并更廣泛地融入整個機動部隊的系統，以改善人類的決策。隨著陸軍在2028年之前實現這一作戰愿景，或者根據參考的出版物，提前幾年實現這一愿景，作者發現在為即將到來的軍事事務革命創造條件而提供的理論和領導指導方面存在兩個關鍵差距。首先，陸軍缺乏評估其在實現AI-enabled MDO方面進展的手段。其次，在如何為整合人工智能系統做準備方面，還沒有向機動部隊發布實際指導。在解決了這兩個差距之后，作者還提出了一個陸軍可以利用現有技術建立的系統，以加強戰術指揮所的情況了解。

如果陸軍要將人工智能整合到MDO中，如果我們要提供一種評估人工智能準備情況的方法，我們首先需要了解什么是人工智能。在這篇文章中，作者使用了國家安全委員會人工智能委員會（NSCAI）在其最終報告中引用的定義，該定義最初由卡內基梅隆大學現任和前任高級教員發表。摩爾等人將人工智能定義為一個 "堆棧 "或技術層的集合，需要 "人才、數據、硬件、算法、應用和整合"。NSCAI的最終報告更加重視將推動人工智能系統的采用和實施的人才，以及將使其包含的算法和模型得以實現的數據。這篇文章鼓勵盡早采用相同領域的建議，因為它們與軍隊目前的能力相一致。

除了人工智能的組成部分，重要的是要了解人工智能系統為用戶提供了什么。使用專門為訓練人工智能而設計的算法，一個應用程序的人工智能組件被 "教導 "在大量的數據中識別模式，這樣它就可以對新數據進行分類或預測額外的信息。這是有意的寬泛和含糊；它是一個抽象的過程，可以應用于許多情況。它受限于對大量標記數據的需求和不斷收集更多數據的需要。標簽數據是用關于人工智能組件可以學習預測的類別或價值的識別信息充實的數據。標簽必須與所需的預測能力相關。例如，建立一個可以在衛星圖像中識別坦克的人工智能，將需要一個衛星圖像的數據集，標記為識別它們是否包含坦克。更詳細的預測將需要更詳細的標簽，這意味著如果我們想預測坦克的模型，標簽將需要包括圖像中坦克的類型。任何人工智能形式的質量都與該系統可用的高質量數據的數量直接相關。

實戰化和開發人工智能系統是一個過程，作者建議用四個階段類似地評估陸軍的人工智能準備情況。這是由卡內基梅隆大學的Eric Nyberg提出的四個階段，即一個組織如何評估其對人工智能的準備和使用。雖然這些步驟暗示了一個進展，但一個單位無法控制的情況變化可能會導致其在人工智能啟用過程中向后或向前移動。

這個過程從做好數據科學準備開始。當相關的數據源被識別、可訪問和持續管理時，一個組織就已經做好了數據科學準備。處于這一階段的陸軍單位的領導人將能夠以可靠、及時和與背景相關的方式獲取相關的人員、后勤、訓練、情報和戰術數據。關鍵是，一個機動部隊必須考慮如何在戰斗環境中做到這一點。單位將需要建立在訓練和戰斗中組織、規范和存儲信息的程序。此外，數據必須在系統和作戰功能之間進行整合。在這個階段，數據是完整的，擁有統計分析技能的士兵可以使用這些數據來更好地描述他們的環境、行動和隨后的結果。為數據科學做好準備的陸軍單位將有參與的領導，他們了解如何在其組織內收集、維護和共享數據。

一個做好數據科學準備的組織將努力成為數據科學啟用者，這是第二階段。當多個數據源之間的相關性被確定，并且從組織數據中創建的預測模型被用于改善工作流程和決策時，一個組織就具備了數據科學功能。啟用數據科學的陸軍部隊將利用他們收集、維護和獲取的數據來加強對形勢的了解，了解敵方和友方行動的背景，并預測未來行為。啟用數據科學的機動部隊將在野外訓練演習、指揮所演習和作戰訓練中心輪換期間在戰術指揮所收集、清理和組織數據。士兵們將采用在準備訓練期間開發的預測性分析方法來識別敵人的行為，并對高度動態、復雜的戰場做出更快速的反應。啟用數據科學的陸軍部隊將擁有投入的領導層，他們將大量的數據整合到軍事決策過程中，并迅速調整以適應不斷變化的條件。

圖：根據美國陸軍發展司令部的說法，"陸軍研究人員開發了一個能夠學習和理解復雜事件的人工智能架構，增強了人與機器之間的信任和協調。" (圖片說明：Rudi Petry，美國陸軍提供）。

在使用數據科學來實現更好的性能之后，各單位將追求成為人工智能準備，即第三階段。在這個階段，組織將數據科學作為操作流程的一部分，并且已經整合了軟件應用，使其工作流程現代化，以整合計算技術。將采用人工智能的領導人了解哪些流程和要求將被用來加強，他們能夠直接與人工智能工程師溝通，設計和實施相關的解決方案。陸軍單位將對人工智能作為武器系統的能力和局限性有實際了解。機動部隊將與陸軍未來司令部的單位合作，如軟件工廠或人工智能集成中心（AI2C），開發人工智能解決方案，以增強其任務準備和能力。數據將與兄弟組織共享，并在戰術和駐軍環境中進行訪問，在后方創建的軟件更新可以通過陸軍網絡推送到戰術邊緣的應用程序。為人工智能做好準備的陸軍單位將有知情的領導，他們指揮他們的數據存在，并推動未來人工智能支持的軟件和應用程序的需求過程。

最后，當一個組織部署了人工智能系統并能夠直接衡量其對任務成功的影響時，它將成為人工智能的受益者。這些單位可以在戰術環境中采用人工智能來實現流程自動化，并提供任務成功。這些系統在任務中工作，并在關鍵環境和條件下工作。對于陸軍單位來說，這些是有彈性的應用程序，可以適應動態的網絡條件，并在敵人破壞或拒絕通信網絡時提供價值。處于這一階段的組織的特點是高度彈性的流程和系統，能夠迅速適應不斷變化的情況，在多領域的戰場上取得決策主導權。這些系統及時顯示關鍵的多維數據和洞察力。隨著現代系統產生和消費大量的信息，數據收集的規模和速度將不斷增長。啟用人工智能的陸軍部隊將擁有被授權的領導層，他們利用人工智能來領導復雜的任務，并通過人機界面的互動獲得創新解決方案。

意識到機動部隊今天甚至沒有為數據科學做好準備是令人生畏的，而成為人工智能的過程將需要一個巨大的轉變。這就是像人工智能這樣革命性的技術進步的本質，它代表了小單位接受和影響軍隊中人工智能未來的一個難以置信的機會。機動部隊應該從今天開始做出實際反應，以配合陸軍和國防部領導人提供的政策和理論重點。人工智能是一種不對稱的能力，相對較小的投資可以產生巨大的影響。雖然這可能會損害大型的、行動緩慢的組織，但它也可以為個人和小型單位提供機會，對整個組織產生巨大的積極影響。通過鼓勵和支持小單位及其領導人的創新解決方案，軍隊可以對人工智能在軍事事務中的破壞性影響做出靈活的反應。鼓勵這種創新的一個早期步驟是為人工智能準備數據環境。

陸軍也有一個獨特的機會從更大的人工智能社區的錯誤中學習，特別是在涉及數據時。正如谷歌的一個人工智能工程師團隊去年所寫的那樣，缺乏對 "數據工作 "的關注是對大公司和人工智能先驅的重大損害，他們在部署人工智能系統時遭遇了明顯的失誤和誤區。通過將組織和文化變革的重點首先放在數據管理流程的現代化上，陸軍自然會對其中的一些問題產生免疫。陸軍任務的性質和與人工智能系統的錯誤相關的危險，加劇了陸軍中低估數據質量的影響。

類似于陸軍通過維護地形行走等演習指導維護活動的方式，各單位可以通過數據健康評估來準備數據環境。這是一個適合戰區司令部在下屬各師進行的評估。軍團總部在其下屬的旅級戰斗隊中進行類似的評估也可能是合適的。這些評估考慮的是各單位如何很好地管理他們所產生的和他們所獲得的數據。評估數據健康狀況，是繼人才培養之后，開始為機動部隊的人工智能系統做準備的最佳場所。

圖："美國陸軍發展司令部稱："明天的作戰環境將充滿了智能自主設備和平臺，它們會產生多樣化和復雜的信息特征。(圖片來源：美國陸軍/Shutterstock)

雖然評價應該是獨特的，并在對被評價單位的特別了解下進行規劃，但各單位的一般概念將是相似的。數據健康評估提出了以下問題。這個單位對駐軍和戰術環境中的日常行動的數據收集、清理和管理得如何？數據收集應該是完整的，因為它描述了單位活動的背景、環境、行動和結果。當收集工作自動化并融入所有流程時，單位將很好地收集數據。當數據的結構、類型、格式和存儲位置一致時，它就是干凈的。干凈的數據可以用于描述性分析，并且可以通過良好的文件來理解。當數據是可訪問的、持久的和可靠的時候，它就得到了良好的管理。做得好的單位會考慮如何將他們收集的數據應用于系統和流程。徹底的數據健康評估的一部分也會考慮到有多少信息是可以在員工部門和工作小組中看到的。廣泛共享的數據鼓勵合作和建立共同的理解。這種評估可以考慮的一些具體行為如下。

進行數據健康評估，首先需要對單位在這一領域的準備情況進行誠實的評估，這是所有其他優先事項中的一個。正如戰略研究所的Leonard Wong和Stephen Gerras在他們的報告中所分享的，本文的作者也可以用軼事來證實，陸軍在競爭的要求和激勵結構中掙扎，導致單位有時故意報告不準確的信息以滿足戰備要求。7人工智能系統將對這些挑戰特別敏感，因此，陸軍的數據健康評估必須包括一個機制來評估其收集的數據的真實性。這方面的一個機制可以是去除一些人為干預的因素。例如，車輛、飛機或大炮可以用傳感器來識別它是否正常運行或其系統部件是否有故障。這有一個重大的挑戰，就是增加了這些系統的復雜性。另一個符合行業最佳實踐的機制是隨機對數據點進行子抽樣來重新評估。這方面的例子包括選擇一些單位進行簡單的行動來驗證他們的設備狀況，如在155毫米榴彈炮上執行機組演習，用所有能用的車輛組成一個車隊前往訓練區的集合點，或對個別武器執行無通知的記錄鑒定。要求這些警報活動來驗證一個單位所存儲的數據的準確性，是確保我們的人工智能系統配備高質量數據的絕佳方式。陸軍領導人必須為各單位創造空間，讓他們如實報告這些信息，而不必擔心遭到報復。陸軍在人工智能多領域戰場上有效作戰的能力，取決于改變陸軍文化的這一要素。

圖：美國陸軍正在尋求智能車輛以減輕士兵在多領域作戰中的負擔。(圖片來源：美國陸軍/Shutterstock)

除了為準確的數據收集設定條件并進行評估外，各單位今天還可以采取一些步驟，為整合人工智能系統做準備。以下建議適用于所有梯隊的單位。它們以當今可用的能力為基礎，代表了為人工智能系統準備數據環境的最初步驟。這些建議將幫助各單位為數據科學做好準備。

機動部隊必須通過立即停止刪除共享文件系統中的數據來體會他們每天與之互動的數據的價值。這些 "共享驅動器 "或SharePoint系統使單位內部和跨單位的合作努力成為可能，但其中也蘊含著單位行為、訓練演習和報告的寶藏。當各單位沒有足夠的空間來維持前幾年的記錄時，這些系統上的文件往往被刪除。為了創造有效的情報，陸軍數據科學家和人工智能工程師將需要為他們開發的每一項人工智能技術獲得數以萬計的標記數據點。這代表了人工智能界相對較小的數據集，陸軍不能因為不經意地刪除舊文件而失去更多的數據。各單位應將可自由支配的支出資金用于購買外部硬盤，并對其共享文件系統進行間歇性備份；要做到這一點，各單位必須獲得具體的額外資金和要求。此外，所有官員都應該有能力從至少高于他們兩個梯隊的所有單位讀取非敏感文件。這將鼓勵合作并引入即時效率，同時將我們的數據文化轉變為共享文化。在未來接受數據科學家或人工智能工程師的支持時，這些設備應該作為背景提供給單位，以幫助創造有效的情報。

組織應該調整他們從下屬單位收集信息的方式，增加Excel等表格格式的使用。這些格式已經成為許多狀態、后勤和維修報告以及檢查文件的標準。以表格格式收集這些數據將通過在短期內強制執行數據的完整性而為各單位提供直接的好處。這樣做也將使未來基于計算機的方法能夠更容易地處理和訓練人工智能。在戰術環境中，表格格式的結構將有助于標準化文件，如情報收集、火力支援協調和行動同步矩陣。它還將為陸軍參謀部創造更有用和可復制的產品，同時為未來基于計算機的系統提供豐富的、可理解的陸軍行動數據。在實際和有效的情況下，任何單位使用的文件或工具--如上所述，但目前停留在基于文檔（微軟Word）或幻燈片（微軟PowerPoint）的格式--應立即替換成表格文件（微軟Excel）。在Excel中收集數據時，各單位應在文件中指定一致的列標題名稱和一致的數據類型（數字、時間序列或文本）。這種過渡將直接導致更強大和準確的人工智能系統，是快速做出決定的關鍵步驟。當陸軍的標準表格和文件結構更好，更容易使用，并為用戶和數據消費者提供更有用的信息時，這種過渡就得以實現。

為了指導人工智能的發展和需求的產生，各單位應該收集和記錄在駐軍和野外訓練演習中的時間。這可能是一項具有挑戰性的繁重任務，作者建議各單位可以通過兩種不同的方式來完成這項工作。第一種是收集有關在系統之間手工復制數據或依靠人類在數據源之間協調的領域或過程的軼事信息。這在戰術指揮所可能特別有用，以確定我們依靠士兵在不同的系統之間協調的領域。第二個選擇是指揮官指示首席信息官/G-6通過軍隊計算機上的擊鍵記錄器和應用程序監控設備來安裝和收集數據。數據科學家和人工智能工程師可以利用這些信息來識別低效率和耗時的計算活動，以開發出針對的系統。原始使用數據和數據效率低下的軼事可以與陸軍未來司令部的組織共享，如軟件工廠或AI2C，然后可以與各單位合作，快速開發和實施解決方案。

未來的所有陸軍系統和最近的許多系統都會產生大量的數據，這些數據必須被立即訪問。首先，對于陸軍考慮獲得的任何會產生數據的記錄程序，作者建議進行數據可及性和存儲審查。這項審查的目的是評估陸軍人員訪問該系統收集和存儲的數據的能力。除了少數幾個陸軍系統外，所有的陸軍系統都缺乏通用的應用編程接口和支持程序性系統訪問的能力，這是不可接受的。此外，這些系統所存儲的歷史數據是美國陸軍的財產，因此必須通過行業標準的方法向其士兵和軍官提供，而不需要任何民間中介機構。這些系統目前的數據環境對于開發人工智能系統來說是非常困難的。

其次，陸軍應啟動對當前未能達到這一標準的系統的審查，并重新考慮對這些項目的具體要求。通過修改采購流程和審查目前授予的合同，陸軍將在政府和私營部門組織中建立起自己的數據質量和可訪問性標準的領先地位。

在專業軍事教育課程中，美國陸軍訓練和理論司令部應立即引入數據管理和使用策略方面的適當指導。作為基礎軍官領導課程的一部分，數據教育應包括一般數據收集策略、單位和部門特定信息的組織以及現代數據可視化工具等主題。這些工具將使后勤人員能夠更好地組織單位維護數據，情報人員能夠更好地綜合不同的情報來源，而機動人員能夠更好地報告和收集數據。這種教育的核心原則必須是相關的；教導學生這如何直接適用于他們的下一個工作。在上尉職業課程中，可以在此基礎上加入如何管理多種數據來源和建立數據收集文化的教學。指揮和總參謀部學院應該開設一門數據收集選修課，以教育戰地級軍官整合權威數據源、管理共同行動圖以及支持數據收集和管理所需的基礎設施。陸軍戰爭學院應該教育高級戰地級軍官識別數據收集戰略中的戰略差距，并讓他們準備好利用計算機增強的態勢感知進行領導。此外，旅、師和軍團的指揮官和參謀長應該有機會完成AI2C的高級領導教育項目，以了解和理解如何用人工智能系統領導組織。陸軍需要調整數據收集和管理技術方面的軍官教育，以便為MDO中不斷變化的戰斗要求做好準備。

戰斗訓練中心為開發和實施戰術應用的AI-enabled系統提供了一個很好的場所。通過存儲單位輪換的標記數據，并向對方部隊提供為戰術指揮所創建的人工智能系統的早期版本，作戰訓練中心可以成為陸軍人工智能發展的核心，同時也為復雜的系統提供快速反饋，這些系統在陸軍面臨近似對手的戰斗時才會有全面測試和實施的挑戰。類似的機會也存在于由任務指揮訓練計劃進行的指揮所演習的訓練中。

雖然大型組織之間的協同作用和共同的努力路線是有價值的，但陸軍將從不同單位獨立考慮和采納這些建議中受益。隨著時間的推移，這些獨立的想法將形成一個更強大的人工智能系統的基礎，隨著人們的流動和職位的改變，自然的分享和混合想法。陸軍可以仿照開源軟件社區分享想法并迅速學習彼此的獨特方法，在MDO中創造一個人工智能環境。通過在本地開發獨特的解決方案，然后隨著時間的推移進行合作，各單位將確定共同的挑戰，同時也減少了忽視具體特征或特定任務的獨特因素的可能性。

在進行上述努力的同時，陸軍應該開發、試驗并采用最先進的技術來實現戰術總部的運作。為了實現這一目標，陸軍可以在任務指揮訓練計劃進行的指揮所演習和作戰訓練中心的訓練輪換中開始將人工智能納入訓練。這將首先記錄來自控制系統中使用的計算機的數據，參與者的聲音，以及來自作戰系統的位置數據。然后，這些數據將提供給數據科學家，讓他們從受控環境中獲取作戰數據。使用人工智能和自然語言處理，結合事件和敵對勢力行動的細節和時間，然后可以分析這些數據，以確定當前流程無法滿足戰斗需求的趨勢。然后可以進一步研究這些趨勢中具有最佳或更好性能的異常情況，以確定成功的戰術、技術和程序。這將促進對現有系統的改進，并開發更多的工具來實現作戰。一個例子是分析一個旅戰斗隊對敵方部隊的防空雷達系統啟動的反應。通過捕捉與事件相關的所有數據并了解對方部隊行動的精確細節，行動后的分析可以更有力地了解技術方法和友軍探測的細節，工作人員和友軍單位內部的溝通（包括內容和傳輸方法），采取的行動，以及目標的有效性，包括評估。在眾多單位中反復進行，這將使我們能夠準確了解陸軍單位的能力、差距和有效性。由于指揮所演習和訓練輪換中固有的事件的數量和種類，有一個巨大的和未被充分利用的可用數據山，以提高軍隊的作戰能力。

將人工智能整合到戰術總部的近期目標是為從旅到軍團的各梯隊制作一個增強的共同作戰畫面（COP）。這將減少行動和瞄準過程中的友好周期時間，同時提高指揮官的決策質量。強化的作戰圖將提供更準確和詳細的友軍信息，提供對作戰和任務變量的更多情況了解，并增強指揮官看穿戰爭迷霧的能力。這將通過整合戰術行動中心內目前不同的系統來實現，包括指揮所計算環境、高級野戰炮兵戰術數據系統、空中和導彈防御工作站、電子戰規劃和管理工具、分布式共同地面系統-軍隊和全球戰斗支持系統-軍隊。目前，這些系統并沒有在一個單一的人機界面上提供足夠的綜合COP。此外，必須優先考慮開發、實驗和實戰化的軟件和硬件，這些軟件和硬件可以攝取任務和作戰變量的數據，以分析數據并優先處理時間敏感的數據，供參謀部和指揮官分析和采取行動。

這個系統以及其他類似的系統將同步和整合陸軍數據，以便在復雜、動態的環境中做出更快的決策。這是在現代戰爭中作戰的必要進步；然而，它也將引入更多的風險。就系統的復雜性而言，人工智能組件明顯比軟件組件更復雜，并帶來額外的挑戰。沒有任何人工智能可以解釋它為什么會做出這樣的預測，而且不幸的是，表現最好的智能形式也是最不容易理解的。最先進的人工智能系統只能提供有效性和準確性的措施，以證明其使用的合理性。此外，現實世界不可能完全由人工智能工程師在進行智能訓練時使用的數據來模擬，也沒有干凈的、有標簽的數據集用于戰斗。這種數據偏差必須用道德的軟件工程和對軍隊和人工智能的深入了解來解釋。與私營部門公司類似的雄心勃勃的產品相比，目前為軍隊帶來這種技術的努力小得驚人。2022年，陸軍畢業并開始雇用20名人工智能專業人士。相比之下，谷歌在2016年雇用了大約一個滿員的軍團，41456人，只是軟件工程師。在這個數字中，有兩個師的價值，27,169人，只是專門用于研究和開發。自2016年以來，谷歌的全職員工總數已增加了一倍多。如果陸軍要通過開發和部署其在MDO中作戰所需的人工智能系統來實現其勞動力的現代化，那么它必須從今天開始準備數據環境。

（備：本文機器翻譯）

2022 年 10 月 11 日，美國陸軍發布了一份綜合數據計劃（ADP），這是一種全軍范圍內改進數據管理以確保陸軍成為以數據為中心的組織的方法。

該計劃是一項為期三年的工作，將改善整個陸軍的數據管理、數據治理和數據分析。作戰任務是陸軍數據計劃的當前重點。ADP 在該任務領域的成果是通過進行必要的更改來確保作戰人員的數據得到正確管理和使用，從而為作戰人員提供優勢。陸軍已經開始對數據管理能力、工具和模型進行原型設計，以實現這一目標。

陸軍首席信息官 Raj Iyer 博士說：“數據以及如何在所有梯隊中整合這些數據以實現真正快速、敏捷的決策，才是真正為陸軍提供其在未來戰爭中所需的競爭優勢的關鍵。”

數據和數據分析將為 2030 年的陸軍提供動力。士兵將需要在正確的時間和正確的地點獲得正確的數據，以便在每個梯隊做出更快、更好的決策——以超越任何對手的思維和步伐。

與早期的軍事行動相比，現在的戰爭范圍更大且范圍不斷擴大。作為聯合全域作戰的一部分，多域作戰是陸軍必須準備并贏得下一場戰斗的地方。這是一個數據豐富的環境。

每個領域都有自己的信息和數據流，一些信息來自開源情報，一些來自天基傳感器，還有一些來自網絡空間。今天的士兵和指揮官需要跨領域的綜合來主宰戰場。

ADP 概述了工作的組織并提供了總體戰略目標。它側重于中期努力，未來將被另一個更新所取代。

通過陸軍數據計劃實現這一決策優勢是陸軍的關鍵目標。

對指揮官的認知要求正在增加。由于創新和變化的速度，指揮官做出良好風險決策的能力受到挑戰。未來的戰爭不太可能像以前的沖突或訓練演習那樣以常規戰斗為主。美國的對手避免使用既定的理論，這提出了難以預料或減輕的危險。鑒于指揮官不能僅僅避免風險，而是要接受風險以獲得并保持戰爭的主動權，指揮官及其參謀部應考慮陸軍的風險理論和陸軍風險管理中心的理論風險梯度法是否足以應對多域作戰概念中描述的未來戰爭。

從對認知的研究來看，"風險認知 "的概念為風險管理人員（通常是參謀人員或主題專家）和風險決策者（通常是指揮官）如何評價風險分析方法提供了啟示。風險感知，即對風險水平的主觀判斷，這種想法與提出事實和數據就一定有說服力的想法形成鮮明對比。風險感知的研究已經證明了背景、敘述和簡單性在風險交流中的重要性。在風險決策者中，不熟悉、不了解、以及深深的偏見或恐懼會導致對風險水平的認知與專家的認知相差甚遠。

另外三種風險分析方法與陸軍理論風險梯度進行了比較。這些工具源自民用方法，被用于項目管理、工程和其他與風險和預見有關的領域。它們是故障樹、場景假設和風險三要素。雖然它們都有一些量化的元素，但它們為風險管理人員提供了同樣多的空間，甚至更多的空間，以應用批判性思維和分享背景，如預測的不確定性或與規劃行動的聯系。

正如陸軍出版物和文章所描述的那樣，未來的戰爭預計需要指揮官掌握五個領域--包括不熟悉的網絡和空間領域--在作戰領域往往比以前更廣闊，在行動中趨向于提高機動速度和創新。在這樣的環境中，無論是競爭、沖突、反叛亂，還是大規模的地面作戰，所有軍事專業人員都應該使用盡可能好的風險分析來保護生命和實現目標。為此，本文對理論、領導人發展和參謀部行動提出了潛在改變方法。

摘要

本研究論文使用問題解決框架，研究了美國武器系統如何在采購生命周期的操作和支持階段陷入持續的陳舊和停滯循環，并提供了解決這種情況的方案。一些美國武器系統保持著它們最初在幾十年前投入使用時的能力。關鍵的發現，如厭惡風險的文化、系統要求低于計劃目標備忘錄的切割線、對財務指導的誤解、嚴格的維持法規、繁瑣的采購流程以及高于必要的決策，都被認為是導致根本問題的原因。這篇研究論文提出了幾個解決方案，解決了部分包容性的問題。對解決方案的整體可行性、對作戰人員的好處以及與實施相關的任何潛在風險進行了權衡。最后的建議包括鞏固和利用財務條例對作戰人員的好處，允許增加運營和維護資金的靈活性，允許在F3I重新設計中增加靈活性和性能，盡可能利用領先的商業技術，以及改變維持的心態，從保持準備狀態到保持相關性。結論強調，美國空軍在技術上落后于近似對手，高級領導人必須像對手一樣思考，以確保美國的法規不會抑制空軍比敵人更快地穿越OODA循環的能力。

引言

自朝鮮戰爭以來，美國在每次交戰中都保持著空中優勢；然而，一些跡象表明，空中優勢在未來的沖突中可能不再有保障。據報道，他們最新的S-500防空導彈系統成功擊中了近300英里外的目標。中國在過去十年中對其軍事進行了大量投資，現在已經達到了一個關鍵的自信點。

這個問題可能源于美國如何運作和資助其軍事項目。美國空軍將 "維持 "定義為維持一個武器系統的現有基線能力。任何改進武器系統超過其現有性能閾值的手段都被認為是開發工程的努力，需要從研究開發測試和評估（RDT&E）撥款中獲得資金。許多系統一旦投入使用就不會獲得RDT&E資金，通常在其生命周期的剩余時間內由運營和維護（O&M）撥款資助。由于對現行財務條例的嚴格解釋，財務經理通常會拒絕使用運營和維護資金來提高系統能力和應對不斷變化的威脅的創造性努力。這使得綜合產品小組（IPTs）沒有什么選擇，只能對他們的武器系統進行意義不大的改變，以保持它們在操作上的相關性。

美國不僅在做錯誤的財務決定，而且在做這些決定時也很緩慢。在過去的幾十年里，采購時間周期已經增加。據美國空軍高級領導人目前的估計，從授予合同到投入使用一個系統的時間超過10年。美國的對手在采購周期上的運作速度至少是其兩倍。在過去的二十年里，一些主要的國防采購項目（MDAP）已經被取消。事實上，國防部（DOD）已經在那些永遠不會投入使用的項目上花費了超過460億美元。

為了解決這個問題，新的倡議，如第804條快速采購和破解國防部5000號文件正受到相當大的關注。雖然它們不能解決撥款問題，但它們試圖縮短采購時間周期。在幾十年來成本成為采購決策的主要因素之后，速度現在被強調為主要考慮因素。使用問題/解決方案框架，本文將研究美國武器系統是如何陷入陳舊和停滯的循環中的，以及可以實施哪些解決方案來有效維持美國武器系統。

本文將首先闡明這個問題，描述綜合維持活動組（CSAG）和空軍維持中心（AFSC）內的幾個低效的供應鏈政策。然后，它將討論系統過時和對商業技術的依賴，接著是國防部緩慢的采購過程。問題部分最后將詳細分析當前的撥款限制以及美國空軍的幾個文化問題。

解決方案部分將首先定義具體的評價標準。該文件將提出幾個潛在的解決方案，以及建議的行動。然后將根據規定的標準對每個解決方案進行詳細評估，包括實施中的任何潛在風險。還將討論其他被考慮但未被推薦的解決方案。最后，本文將對問題進行快速總結，提出最終建議，以及為什么這項研究與美國空軍有關。