由于美國制造業在美國經濟和國防中的核心作用,國會對美國制造業的健康發展保持著強烈的關注。美國制造業是一個專注于促進新興制造技術的發展和商業化的研究所網絡。現有的網絡由16個研究所組成,由商務部(DOC)、國防部(DOD)和能源部(DOE)贊助,并與私營部門合作伙伴共同出資。
該計劃可追溯到奧巴馬總統2013財年的預算提案,即建立一個國家制造業創新網絡(NNMI),通過投資具有廣泛用途的工業相關制造技術來幫助加速創新,并通過彌合實驗室和市場之間的差距來支持制造技術的商業化。該提案尋求為DOC內的國家標準和技術研究所(NIST)提供10億美元的強制性資金,以建立多達15個NNMI研究所。國會在第112屆國會中沒有對該提案采取行動。奧巴馬總統在其2014財年預算請求中再次呼吁建立國家納米研究所,并在2015財年尋求24億美元,以在十年內建立一個由45個研究所組成的網絡。國會沒有提供所要求的資金。在沒有明確授權和專項撥款的情況下,奧巴馬政府依靠國防部和能源部的現有機構授權和撥款,開始建立國家核材料研究所。
2014年12月,國會頒布了《2014年振興美國制造業和創新法案》(RAMI法案),作為《2015年綜合和進一步持續撥款法案》(P.L. 113-235)B分部的第七章。該法案指示商務部長在NIST建立一個制造業創新網絡項目。RAMI法案授權NIST、DOE和其他機構建立研究所,并在NIST設立了國家制造業創新網絡辦公室,以監督該計劃并協調該網絡。
《2020財政年度國防授權法》(P.L. 116-92)第1741條修訂了《RAMI法案》。在其規定中,該法案將2016年國防部對該計劃的重塑編為 "美國制造計劃",擴大了研究所潛在的技術重點領域的范圍,為每個研究所確立了必要和允許的活動,并授權將 "基本相似 "的研究所指定為美國制造研究所,以便參與該網絡。P.L. 116-92還授權商務部長和能源部長以及其他機構負責人(國防部除外)為建立 "制造美國 "研究所提供為期5至7年的財政獎勵,并根據績效審查情況延長獎勵。此外,P.L. 116-92取消了RAMI法案中要求考慮擬議的研究所是否可以在沒有長期聯邦資金的情況下運作的規定,并授權為美國制造研究所和網絡支持撥款到2030年,為能源部贊助的研究所撥款到2024財政年度。
2021年國防授權法(P.L. 116-283)第9906(f)條授權建立一個制造美國研究所,以開展研究,支持半導體機械維護的虛擬化和自動化;開發新的先進測試、裝配和包裝能力;以及開發和部署支持工業部門所需的教育和技能培訓課程,并確保美國能夠建立和保持一個可信賴和可預測的人才管道。2022年CHIPS法案(P.L. 117-167的A分部)修正了這一授權,允許 "不超過3個制造美國研究所",并在2022財政年度撥款5億美元用于建立這些研究所和NIST微電子研究。此外,該法案修正了該計劃的權限:促進地理多樣性,在低人均收入地區選址,在社會弱勢居民比例高的地區選址,以及在小型和農村社區選址;擴大歷史上的黑人學院和大學、部落學院和大學、少數民族服務機構、少數民族商業企業和農村高等教育機構的參與;以及促進根據該計劃開發的技術的國內生產。
雖然P.L. 116-92號法律解決了與美國制造計劃、研究所和網絡相關的各種問題,但國會可能選擇考慮其他一些問題。其中包括研究所的適當數量;對研究所更新的潛在限制;為未來的研究所選擇技術重點;支持研究所和網絡的撥款水平和類型;制造美國網絡的目的;承認研究所為制造美國研究所;其他研究所在網絡中的參與;財務和績效報告要求的適用性;建立短期和長期績效目標;2030年后聯邦政府在制造美國計劃中的作用;以及在沒有聯邦基線資金的情況下研究所的長期財務穩定性。
2022年10月11日,美陸軍公布了2022年陸軍云計劃,取代了2020年的計劃,并使陸軍更接近其數字化現代化的目標,以及將關鍵服務整合到整個企業的云環境。
正如2021年陸軍數字化轉型戰略和2019年陸軍現代化戰略所確認的,云是陸軍現代化的基礎。利用云的能力,陸軍將減少地面作戰人員網絡的數字足跡,并整合服務以實現多域作戰。
2022年陸軍云計劃提出了以下七個戰略目標:擴大云計算;實施零信任架構;實現安全、快速的軟件開發;加速數據驅動的決策;加強云計算操作;發展云計算勞動力;以及提供成本透明度和問責制。
"陸軍通過(企業云管理機構)建立了通過cARMY在秘密和非秘密級別廣泛采用云的基礎,"陸軍首席信息官Raj Iyer博士在談到最近在歐洲行動期間的云支持時說。"新的ACP側重于擴展和操作cARMY,通過與82空降師、第十八空降軍團、第一軍團、多域特遣部隊和其他陸軍的伙伴關系,滿足作戰人員的需求,支持實驗和演習,因為他們正在向2030年的多域部隊演進。"
該計劃提供了一個路線圖和衡量進展的指標,并將幫助陸軍實現其目標,即保持對美國近鄰對手的數字優勢,實施一個全球架構,并實現可持續的戰略目標。
在實現陸軍愿景方面已經取得了重大進展,2020年陸軍云計劃的許多核心原則仍然堅定不移。
2020年9月,英國國防部推出了綜合作戰概念(IOC),這是一個新的國防戰略愿景,它承認世界已經進入了一個 "持續競爭的時代",戰爭的特征已經改變。
綜合作戰概念的首要信息,即多領域整合和持續參與,隨后成為2021年3月發布的綜合審查和國防指揮文件的思路和結論的基礎。
作為這一新方法的一部分,擁抱新興技術被認為是一個優先事項。英國防部打算在未來四年內投資66億英鎊用于國防研究和開發,特別關注人工智能、人工智能自主系統、網絡、空間和定向能武器方面的新興技術。高風險的研究和創新被認為是現代化的關鍵。
然而,綜合審查和國防指揮文件也承認,擁抱新的 "朝陽 "技術不應完全以犧牲更傳統的作戰能力為代價。
在其他建議中:
已經建立了一支新的國家網絡部隊。一項新的網絡安全戰略將于2021年公布,該戰略將保留英國在該領域的競爭優勢,并將英國確立為一個負責任的、民主的網絡大國。
人工智能是整個國防領域軍事能力的一個關鍵推動因素。人工智能已被納入幾個關鍵項目,包括未來戰斗航空系統,并且是通過國防和安全加速器的幾個創新資助項目的重點。2021年將公布一項人工智能防御戰略,并將建立一個新的人工智能中心。
在未來十年,英國防部將投資14億英鎊用于空間相關能力。一個新的太空司令部將在2021年成立,同時還有一個新的國家太空作戰中心和一個新的太空學院。一個綜合的空間戰略也將在2021年公布,這將首次把軍事和民用空間政策結合起來。
美海軍希望開發和采購三種類型的大型無人航行器(UV):大型無人水面航行器(LUSV)、中型無人水面航行器(MUSV)和超大型無人水下航行器(XLUUV)。海軍2023財年擬議預算要求為這些大型UV和LUSV/MUSV啟用技術提供5.493億美元的研究和開發資金,并為XLUUV和其他海軍UUV的核心技術提供6070萬美元的額外資金。
美海軍希望獲得這些大型UV,作為將海軍轉向更分散的艦隊結構工作的一部分,這意味著艦艇組合將海軍的能力分散在更多的平臺上,并避免將艦隊整體能力的很大一部分集中在相對較少的高價值艦艇上(即,避免 "把太多的雞蛋放在一個籃子里 "的艦艇組合)。海軍和美國防部(DOD)自2019年以來一直在努力制定一個新的海軍部隊水平目標,以反映這種新的艦隊組合。2022年4月20日發布的海軍2023財年30年(2023財年-2052財年)造船計劃包括一個表格,總結了對新的兵力水平目標進行的研究結果。這些研究概述了潛在的未來艦隊,擁有27至153艘大型USV和18至51艘大型UUV。
海軍設想LUSV的長度為200英尺到300英尺,滿載排水量為1,000噸到2,000噸,這將使它們達到護衛艦的大小。(即比巡邏艇大,比護衛艦小的艦艇)。海軍希望LUSV是低成本、高端耐力、可重新配置的艦艇,有足夠的能力攜帶各種模塊化有效載荷--特別是反水面戰(ASuW)和打擊有效載荷,主要是指反艦導彈和對陸攻擊導彈。每艘LUSV可以配備一個垂直發射系統(VLS),有16到32個導彈發射管。盡管被稱為UV,LUSV可能被更準確地描述為選擇性或輕度載人的船只,因為它們有時可能有一些船上的船員,特別是在近期內隨著海軍制定LUSV的啟用技術和操作概念。根據海軍2023財政年度的五年(2023-2027財政年度)造船計劃,通過海軍造船賬戶采購LUSV的計劃將在2025財政年度開始。
海軍將MUSV定義為45英尺到190英尺長,排水量大約為500噸,這將使它們具有巡邏艇的大小。海軍希望MUSV和LUSV一樣,是低成本、高端耐力、可重新配置的船只,可以容納各種有效載荷。MUSV的初始有效載荷將是情報、監視和偵察(ISR)有效載荷和電子戰(EW)系統。海軍2023財年的五年(2023-2027財年)造船計劃不包括在2023-2027財年期間采購任何MUSVs。
XLUUVs大約有地鐵車廂那么大。首批5艘XLUUV在2019財政年度獲得資助,并由波音公司建造。海軍希望利用XLUUVs,除其他外,秘密部署Hammerhead魚雷,這是一種計劃中的魚雷,將被拴在海床上,并配備反潛魚雷,大致類似于海軍冷戰時期的CAPTOR(封裝魚雷)。根據海軍2023財年的五年(2023-2027財年)造船計劃,通過其他采購,海軍(OPN)賬戶采購額外的XLUUVs計劃在2024財年開始。
在對海軍2020-2022財年的擬議預算進行標記時,國會國防委員會對海軍的采購戰略是否提供足夠的時間來充分開發這些大型UV的操作概念和關鍵技術表示關注,特別是LUSV,并包括旨在解決這些問題的立法條款。作為對這些標記的回應,海軍已經重組了LUSV項目的采購戰略,以符合這些立法規定,并在進入之前提供更多的時間來發展作戰概念和關鍵技術。
本報告為國會提供了海軍希望在2023財政年度及以后開發和采購的三類大型無人駕駛車輛(UVs)的背景信息和潛在問題。
大型無人水面飛行器(LUSVs)。
中型無人水面飛行器(MUSVs);以及
超大型無人潛航器(XLUUVs)。
海軍希望獲得這些大型UV,作為將海軍轉變為更加分散的艦隊結構的努力的一部分,這意味著艦艇的組合可以將海軍的能力分散到更多的平臺上,并避免將艦隊整體能力的很大一部分集中到相對較少的高價值艦艇上(即,避免 "把太多的雞蛋放在一個籃子里 "的艦艇組合)。海軍2023財年的擬議預算要求為這些大型UV和LUSV/MUSV啟用技術提供5.493億美元的研發資金,并為XLUUV和其他海軍UUV的核心技術提供6070萬美元的額外資金。
國會的問題是是否批準、拒絕或修改海軍對這些大型UV的采購戰略和資金要求。海軍關于開發和采購它們的建議給國會帶來了一些監督問題。國會對這些問題的決定可能會大大影響海軍的能力和資金需求,以及造船和紫外線工業基地。
除了本報告中所涉及的大型UV,海軍還希望開發和采購較小的USV和UUV,以及各種尺寸的無人駕駛飛行器(UAV)。美國其他軍種也在開發、采購和運營他們自己的UV武器類型。
本報告為美國國會提供了有關海軍部隊結構和造船計劃的背景信息和問題。海軍目前和計劃的規模和組成、海軍艦艇的年采購率、海軍造船計劃的預期可負擔性以及美國造船業執行海軍造船計劃的能力,多年來一直是國會國防委員會的監督事項。
國會的問題是是否批準、拒絕或修改海軍的兵力水平目標、擬議的2023財年造船計劃以及長期造船計劃。國會在這個問題上做出的決定會對海軍的能力和資金需求以及美國的造船工業基礎產生重大影響。
美國海軍目前和計劃的規模和組成、海軍艦艇的年采購率、海軍造船計劃的預期可負擔性以及美國造船業執行海軍造船計劃的能力,多年來一直是國會國防委員會的監督事項。
2016年12月,海軍發布了一個部隊結構目標,要求實現并保持一支由355艘特定類型和數量的艦艇組成的艦隊。《2018財年國防授權法案》(2017年12月12日H.R.2810/P.L.115-91)第1025條將355艘艦艇的目標定為美國政策。355艘艦艇的目標早于特朗普和拜登政府的國防戰略,并不反映海軍希望在未來幾年轉向的新艦隊架構(即新的艦艇組合)。這個新的艦隊架構的特點是大型艦艇的比例較小,小型艦艇的比例較大,還有一個新的第三要素,即大型無人駕駛平臺(UV)。海軍和國防部(DOD)自2019年以來一直在努力為355艘艦艇的部隊目標制定一個后續規劃,以反映當前的國防戰略和新的艦隊架構。
2022年4月20日發布的海軍2023財年30年(2023-2052財年)造船計劃,提出了關于海軍后續部隊目標可能性的三項研究結果。這些研究要求未來的海軍擁有321至404艘載人艦艇和45至204艘大型無人駕駛平臺(UV)。海軍于2021年6月17日發布的一份反映了其中一些研究的海軍長期造船文件,概述了未來海軍將包括321至372艘有人駕駛的艦艇和77至140艘大型無人駕駛平臺(UV)。據報道,2022年7月提供給國會的一份國會授權的戰艦評估和需求報告,要求海軍擁有373艘戰艦。
海軍2023財年擬議預算要求279億美元的造船資金,除其他外,用于采購8艘新船,包括2艘弗吉尼亞(SSN-774)級攻擊潛艇,2艘阿利-伯克(DDG-51)級驅逐艦,1艘星座(FFG-62)級護衛艦,1艘LPD-17 Flight II級兩棲艦,1艘約翰-路易斯(TAO-205)級油輪,以及1艘納瓦霍(TATS-6)級牽引、打撈和救援船。海軍提交的2023財年預算顯示,第九艘船--LHA-9兩棲攻擊艦也被要求在2023財年采購。根據前一年的國會授權和撥款行動以及2021財年國防授權法案(NDAA)(H.R.6395/P.L.116-283,2021年1月1日)第126條,CRS關于海軍造船項目的報告,包括本報告,將LHA-9視為國會在2021財年采購的船只(即授權和提供采購,而不是預先采購[AP])的資金。海軍官員將LHA-9在海軍2023財年預算報告中被列為2023財年申請采購的艦艇描述為一種疏忽。海軍2023財年的擬議預算還提議退役24艘艦艇,包括9艘相對年輕的瀕海戰斗艦(LCSs)。
2022年4月20日發布的FY2023年30年(FY2023-FY2052)造船計劃包括三種潛在的30年造船概況和由此產生的30年部隊預測,被稱為備選方案1、2和3。備選方案1和2假定造船資金在2023-2027財政年度的五年期間達到的水平之外沒有實際(即高于通貨膨脹)的增長,而備選方案3假定在2027財政年度之后造船資金有一定程度的實際增長。根據備選方案1,海軍將在2035財政年度達到300艘有人駕駛的船舶,并在2052財政年度增長到316艘有人駕駛的船舶。根據備選方案2,海軍將在2035財政年度達到300艘載人艦,到2052財政年度增長到327艘載人艦。根據備選方案3,海軍將在2033財政年度達到300艘載人艦,到2052財政年度增長到367艘載人艦。
對某些海軍造船項目的詳細報道可以在以下CRS報告中找到:
CRS報告R41129,海軍哥倫比亞號(SSBN-826)級彈道導彈潛艇計劃。
CRS報告RL32418,海軍弗吉尼亞(SSN-774)級攻擊潛艇采購。
CRS In Focus IF11826, 海軍下一代攻擊型潛艇(SSN[X])的計劃
CRS報告RS20643,海軍福特(CVN-78)級航母計劃。
CRS報告RL32109,海軍DDG-51和DDG-1000驅逐艦計劃。
CRS In Focus IF11679,海軍DDG(X)下一代驅逐艦計劃。
CRS報告R44972,海軍星座(FFG-62)級護衛艦計劃。
CRS報告R43543,海軍LPD-17 Flight II和LHA兩棲艦計劃。
CRS報告R46374,海軍輕型兩棲戰艦(LAW)計劃。
CRS報告R43546,海軍約翰-劉易斯(TAO-205)級油船建造計劃。
CRS In Focus IF11674, 海軍下一代后勤船 (NGLS)計劃。
CRS In Focus IF11838,海軍TAGOS-25(以前的TAGOS[X])海洋監視船建造計劃。
CRS報告R45757,海軍大型無人駕駛水面和水下航行器。
海軍2023財年擬議預算要求279億美元的造船資金,除其他外,用于采購8艘新船,包括2艘弗吉尼亞(SSN-774)級攻擊潛艇、2艘阿利-伯克(DDG-51)級驅逐艦、1艘星座(FFG-62)級護衛艦、1艘LPD-17 Flight II級兩棲艦、1艘約翰-路易斯(TAO-205)級油輪和1艘納瓦霍(TATS-6)級牽引、打撈和救援船。
表4總結了國會對海軍2023財年造船資金要求的行動。該表顯示了要求的數額和國會對這些要求數額的修改。在填寫的一欄中,如果有一個空白單元格顯示國會對申請金額的改變,則表示與申請金額沒有變化。
表 4. 國會對 2023 財年資金申請的行動摘要
資料來源。表由CRS根據海軍2023財年原始預算報告、委員會報告和2023財年國防授權法和2023財年國防部撥款法的解釋性聲明編制。
備注。百萬美元。空白單元格表示對要求的數額沒有變化。AP=預先采購資金;HASC=眾議院軍事委員會;SASC=參議院軍事委員會;HAC=眾議院撥款委員會;SAC=參議院撥款委員會;SLEP=延長服務壽命計劃。
小型無人駕駛飛機系統(sUAS)的指數式增長為美國防部帶來了新的風險。技術趨勢正極大地改變著小型無人機系統的合法應用,同時也使它們成為國家行為者、非國家行為者和犯罪分子手中日益強大的武器。如果被疏忽或魯莽的操作者控制,小型無人機系統也可能對美國防部在空中、陸地和海洋領域的行動構成危害。越來越多的 sUAS 將與美國防部飛機共享天空,此外美國對手可能在美國防部設施上空運行,在此環境下美國防部必須保護和保衛人員、設施和資產。
為了應對這一挑戰,美國防部最初強調部署和使用政府和商業建造的物資,以解決無人機系統帶來的直接風險;然而,這導致了許多非整合的、多余的解決方案。雖然最初的方法解決了近期的需求,但它也帶來了挑戰,使美國防部跟上不斷變化問題的能力變得復雜。為了應對這些挑戰,美國防部需要一個全局性的戰略來應對無人機系統的危害和威脅。
2019年11月,美國防部長指定陸軍部長(SECARMY)為國防部反小型無人機系統(C-sUAS,無人機1、2、3組)的執行機構(EA)。作為執行機構,SECARMY建立了C-sUAS聯合辦公室(JCO),該辦公室將領導、同步和指導C-sUAS活動,以促進整個部門的統一努力。
美國防部的C-sUAS戰略提供了一個框架,以解決國土、東道國和應急地點的sUAS從危險到威脅的全過程。國防部的利益相關者將合作實現三個戰略目標:(1)通過創新和合作加強聯合部隊,以保護國土、東道國和應急地點的國防部人員、資產和設施;(2)開發物資和非物資解決方案,以促進國防部任務的安全和可靠執行,并剝奪對手阻礙實現目標的能力;以及(3)建立和擴大美國與盟友和合作伙伴的關系,保護其在國內外的利益。
美國防部將通過重點關注三個方面的工作來實現這些目標:準備好部隊;保衛部隊;和建立團隊。為了準備好部隊,國防部將最大限度地提高現有的C-sUAS能力,并使用基于風險的方法來指導高效和快速地開發一套物質和非物質解決方案,以滿足新的需求。為了保衛部隊,國防部將協調以DOTMLPF-P考慮為基礎的聯合能力的交付,并同步發展作戰概念和理論。最后,作為全球首選的軍事伙伴,國防部將通過利用其現有的關系來建設團隊,建立新的伙伴關系,并擴大信息共享,以應對新的挑戰。
通過實施這一戰略,美國防部將成功地應對在美國本土、東道國和應急地點出現的無人機系統威脅所帶來的挑戰。在這些不同操作環境中的指揮官將擁有他們需要的解決方案,以保護國防部人員、設施、資產和任務免受當前和未來的無人機系統威脅。
聽取有關美國防部在數字現代化和轉型、人工智能、信息技術和網絡安全方面的優先事項的證詞。聽證會將重點介紹國防部首席數字和人工智能官的創建、其組織結構、與國防部其他部門的關系以及與軍方的相關工作。
JOHN B. SHERMAN是美國防部首席信息官(CIO)、美國防部首席數字和人工智能官(CDAO) ,是美國防部長的主要顧問,負責信息管理、信息技術、網絡安全、通信、定位、導航和定時(PNT)、頻譜管理、高級領導溝通和C3事務。此外,來自本委員會的領導,通過多個國防授權法案,授權國防部首席信息官管理國防部的信息技術組合,包括監督每個軍事部門和國防機構的信息技術和網絡安全的預算。
JOHN B. SHERMAN于2022年5月18日做了證詞:美國防部在信息技術(IT),網絡安全,指揮、控制和通信(C3)以及人工智能(AI)方面的持續性工作。
美國防部利用人工智能釋放其數據的力量,在為聯合部隊提供數字解決方案方面取得了重大進展。當我們的對手在快速進行技術創新時,我們清楚地看到,有必要加強協調和同步,以加快決策優勢,為我們的作戰人員提供先進的能力。
CDAO將與DoD CIO和國防部其他部門密切合作,以確保其達到預期的使命,即作為國防部的高級官員,負責加強和整合該部的數據、人工智能和數字解決方案。雖然國防部首席信息官將繼續領導核心基礎設施,包括網絡安全、云、傳輸和網絡,但CDAO將幫助制定要求,并為數據、分析和采用成熟的人工智能提供政策和指導。自今年2月1日以來,CDAO一直以初始運行能力(IOC)運行,并將在6月1日前達到全面運行能力(FOC)。
根據美國法典(U.S.C)第10章第142節,國防部首席信息官每年執行其預算和認證的權力。向各部門提供年度計劃指導,確保有一個明確的、可管理的和可重復的過程,以審查我的法定權力下的擬議部門預算。該指南確定了國防部首席信息官評估的投資重點領域,并與《國防戰略》和《國防規劃指南》一致。有了這個指導,并結合國防部更廣泛的預算指導,各組成部分能夠建立他們的預算,然后根據我們指導中確定的優先事項進行評估。國防部首席信息官從2020財政年度的總統預算開始,成功地完成了四個財政年度的預算評估和確定。認證審查過程確定了現代化可能面臨風險的能力領域。然后,我們與軍事部門和其他部門合作,在未來預算中解決這些風險領域。
美國防部2023財年信息技術/網絡空間活動(IT/CA)預算請求為580億美元,包括128億美元的網絡/分類IT/CA投資和452億美元的非分類IT投資。2023財年的預算請求反映出比國防部2022財年頒布的信息技術/CA預算總體增加了2.5%。
在現代網絡環境中,招聘和留住具有高技能創新性的人員是政府和行業領導者的首要任務。為了解決國防部面臨的眾多勞動力挑戰,我們必須采取統一和協調的方法,采取有意義的行動來減少人才管道的差距,提高我們網絡勞動力的質量和多樣性,并優先考慮我們網絡從業人員的個人和專業需求。國防部首席信息官目前正在制定國防部首席信息官網絡勞動力戰略行動計劃(CWSAP),以應對這些確定的挑戰。CWSAP源于國防部網絡戰略,并提供了具體的行動,以補救影響該部的共同挑戰。
美國防部在為零信任(ZT)的采用和實施奠定堅實基礎方面取得了長足進步。2021年,國防部完成了許多基礎性任務,包括發布國防部零信任參考架構(ZT RA)1.0版,提交國防部對14028號行政命令的初步回應計劃,以及分析國防部首席信息官對零信任的首次數據調用。2022年1月31日,國防部正式成立了國防部ZT組合管理辦公室(ZT PfMO),為加速國防部采用ZT提供戰略指導,指導調整工作,并對資源進行優先排序。ZT PfMO每季度與軍事部門、聯合參謀部、CCMD、國家安全局和國家情報局局長辦公室舉行一次技術交流會議,以提供對ZT任務、其目標和目的及其戰略路線圖的明確理解。通過分享見解、交流想法、加強伙伴關系和完善整個國防部的實際實施,該辦公室圍繞這個改善國防部網絡安全的新機會,為基層注入活力。ZT的采用只有在國防部所有部門的充分支持下才能成功。國防部正在努力成為聯邦政府中大規模實施ZT的領導者,從我們最關鍵的網絡和系統開始。
戰略,以及ZT參考架構
美國防部將在2022年7月左右發布其最初的ZT戰略。該戰略將促進互操作性,并指定要求,但不做過多的規定。這種方法將允許國防部的每個組成部分以最適合其特定需求的方式實施ZT能力,同時仍然保持與已發布的指南--即ZT RA的一致性。ZT RA特別關注以數據為中心的安全設計、有條件訪問和關鍵資產的分割。
美國防部致力于與國防工業基地(DIB)和其他利益相關者合作,保護國家信息安全。去年11月,我們推出了網絡安全成熟度模型認證(CMMC)2.0,以加強國防工業基地的網絡安全,以應對不斷變化的威脅,并保護作戰信息。其他內部努力包括與國防部小企業項目辦公室以及整個部門合作,以確保DIB和學術界的所有潛在合作伙伴理解這些標準。國防部還與國土安全部(DHS)進行外部合作。行業外聯工作包括網絡安全圓桌會議和市政廳,我們的網絡安全總監討論了如何推進國防部和行業在網絡安全風險評估和管理、信息共享、應急準備、事件管理和響應協調方面的共同目標。
負責網絡安全的DCIO負責監督保護美國防部的關鍵基礎設施免受高級持久性威脅的項目計劃,并與其他聯邦機構、聯盟伙伴和行業協調網絡安全標準、政策和程序。
在USD(A&S)的領導下,在國防部CIO團隊和NSA、首席網絡顧問和聯合參謀部合作伙伴的大力支持下,國防部戰略網絡安全計劃(SCP)正進入系統評估的第二年,以確定和評估關鍵的脆弱性。最終,這些努力確保了該部的武器系統將在網絡競爭的環境中成功對抗一個近似的對手。高級監督委員會已經開始審查項目的關鍵漏洞的緩解計劃。除了風險評估外,SCP在整個系統生命周期內為平臺所有者提供不斷變化的威脅環境情報,將有助于確保作戰人員擁有具備網絡彈性的系統。利用這種方法,并根據立法和行動的優先次序,對國防部的關鍵作戰平臺和武器系統進行了優先評估。
美國防部正在執行行政命令14028,"改善國家的網絡安全"。這些任務包括國防部公布其ZT架構計劃,并與國土安全部正式簽訂協議,交換每個機構的事件響應命令。國防部正在改善其國家安全系統(NSS)的網絡安全,遵循國家安全備忘錄8的指導,"改善國家安全、國防部和情報界系統的網絡安全",要求所有擁有國家安全系統的機構確保其系統升級到更嚴格的網絡安全標準。這些努力將改善國防部和整個聯邦政府的NSS網絡安全。
云計算仍然是美國防部全球IT基礎設施和現代化戰略的一個基本組成部分。隨著戰場上的成功越來越依賴于數字能力,云計算提供了所需的IT平臺,以支持作戰人員快速獲取數據、創新能力和有保障的援助。
美國防部繼續致力于云計算,從21財年到22財年,云計算支出增加了19%。這一增長包括對基礎設施、平臺和軟件即服務的云能力的持續投資,包括向DoD365的過渡,這是多年努力的結果,以確保DOD的非機密電子郵件、語音、視頻和聊天通信工具是最佳的。
DoD仍然致力于按照數字現代化戰略,推動建立一個多供應商、多云的生態系統。在去年取消了聯合企業防御基礎設施企業云收購后,推出了聯合作戰云能力,作為主要云合同,以實現聯合全域指揮和控制(JADC2)以及人工智能和數據加速(ADA)的轉型活動。該收購于2021年開始,將提供企業云能力,分為三個保密級別:非保密、保密和絕密,同時提供將云計算帶到戰術邊緣的能力。向四個主要的云服務提供商(CSP)發出了直接招標。微軟、甲骨文、亞馬遜網絡服務(AWS)和谷歌,目前正在審查從CSP收到的提案,以確保它們符合國防部的要求,計劃授標日期為2022年12月。可以在2022年4月進行授標,但當審查提案時,意識到需要更多的時間來確保對四家供應商進行所有必要的盡職調查。JOHN B. SHERMAN已經親自告訴團隊,雖然需要帶著緊迫感行動,但也需要把事情做好,并花時間執行采購中的所有關鍵任務。
DoD365(IL5)云環境解決方案取代了DoD臨時的“商業虛擬遠程”方案,這是2022年基于商業協作能力實現在COVID-19期間遠程工作。DoD365(IL5)提供了一個更安全和持久的平臺,一個全面的綜合辦公套件和協作工具,包括管理/非管理設備等額外能力,正在評估全面實施。
DoD正在努力建立一個DoD365(IL6)環境,在國防部范圍內獲得對需求和應用的理解。擬議的方法是建立一個單一的、聯合的DoD365(IL6)單元。國防部正在進行分析和測試,以確定一個單一的O365單元是否能夠支持多個組成部分和他們的具體要求。隨著分析和測試工作的成功完成,預計將在23財年開始向DoD356(IL6)環境遷移。我們正集中精力與CCMD和國防機構、領域活動(DAFA)一起進行IL6的初期工作。正在與各軍事部門緊密合作,研究他們如何以及何時開始使用這一能力。
DoD向云計算的過渡,更具體地說是向DoD365環境的過渡,是與行業伙伴一起的旅程。我們正在集體努力確定、優先考慮和解決能力差距,以改善用戶的體驗,加強網絡安全保護,并加強國防部內部和與任務伙伴的合作。
隨著DoD對軟件的依賴程度越來越高,安全、快速地提供有彈性的軟件能力是一種競爭優勢,將決定未來的沖突。為此,國防部副部長(DSD)于2022年2月簽署了《軟件現代化戰略》。這項由國防部首席信息官、研究與工程部(USD(R&E))和A&S部(USD(A&S))領導的聯合工作旨在實現三個主要目標:加速國防部企業云環境,建立一個部門范圍內的軟件工廠生態系統,并轉變流程以實現彈性和速度。在未來幾個月內,DoD將發布一個實施計劃,概述為實現這三個戰略目標正在進行的舉措。
C3系統是所有軍事行動的基礎,它提供了規劃、協調和控制部隊的關鍵信息,并在國防部的所有任務中發揮作用。國防部首席信息官正在領導未來戰略和戰術C3能力的開發、實施、投入使用和維持。這個組合中的關鍵能力是事務的優先級。
電磁頻譜(EMS)是作戰的命脈,對所有作戰人員都至關重要,特別是當確保聯合部隊準備好在高度競爭的環境中與同行和近似同行的挑戰者作戰時。作為國防部電磁頻譜事務(EMSE)的領導者,我們正在提供監督和治理,以確保2020年電磁頻譜優勢戰略(EMS3)的長期實施。國防部CIO改革了其治理結構,重新調整了C3領導委員會和EMS高級指導小組,以支持全部事務的利益相關者參與。這些機構提供治理、監督、戰略方向、優先次序、政策執行和資源建議,這對確保EMS3的成功實施是必要的。目前的積極參與反映了一個強烈的共識,即需要一個治理全部事務的方法來實現EMS3的愿景,即在選擇的時間、地點和參數,在EMS內實現真正的作戰自由,同時拒絕敵人。通過這些努力,將完全有能力履行我們作為EMS和EMSE主要工作人員助理(PSA)的義務。
美國防部致力于在滿足任務要求的同時提供中頻段的頻譜。基礎設施投資和就業法案(P.L. 117-58)授權國防部5000萬美元進行3100-3450兆赫頻段的共享研究,以便聯邦通信委員會(FCC)在2024年底進行拍賣。我們的新興中波段雷達頻譜共享(EMBRSS)工作將為如何在2023年8月前共享這一頻譜提供可行的選擇。國防部專注于共享這一頻譜,因為騰出3100-3450兆赫的頻段將大大影響任務和行動。
美國防部相信,該頻段可以共享。我們有達成共享解決方案的長期記錄,在不影響任務的情況下為國家工作,今年早些時候為5G拍賣的3450-3550兆赫頻段就是證明。我們致力于幫助最大限度地發揮美國5G和Next G的優勢,同時也確保聯合部隊能夠在美國大陸及其附近進行訓練和行動,使用中波段運行的地面、空中和海上雷達對成功至關重要。
在實現EMS3的目標和推進國防部JADC2倡議的工作時,推進創新的頻譜共享技術和框架至關重要。這方面的關鍵是連接戰場、5G和其他新興技術。
美國防部首席信息官繼續與USD(R&E)合作開展各種5G測試項目,探索動態頻譜共享、增強訓練、安全和操作支持。根據21財年NDAA第224條,國防部首席信息官正準備承擔由USD(R&E)領導的5G跨職能小組(CFT)的領導工作,并繼續與USD(A&S)協調工作。目前的重點是確定潛在功能應用的價值和優先次序;制定最佳的基礎治理;以及評估集中式與聯合式網絡實施。此外,該部正在確定必要的事務基礎設施和資源,并應用必要的政策和強制措施,以確保5G電信網絡的安全。
彈性和可生存的PNT對于使先進武器系統在當今高度競爭的導航戰環境中發揮著至關重要的作用。PNT事務包括全球定位系統(GPS)所有部分的現代化,以及與補充能力的整合,以確保PNT在整個任務執行過程中的連續性。國防部首席信息官正全面參與領導實施國防部PNT戰略,為聯合部隊提供有彈性的PNT。23財年預算為GPS現代化提供了資金,包括M代碼GPS設備的購置和投入使用,以及現代化的GPS衛星和下一代控制部分的能力。它還將推動國防部在靈活的、可負擔的PNT應用中開發和部署替代的、多源的PNT能力,以確保有彈性和可生存的PNT,可用于支持美國和盟友的全球聯合作戰。這兩個因素對持續的軍事成功至關重要,因為我們的對手已經研究了GPS作為聯合部隊PNT服務的基石所發揮的作用,他們把它作為目標,試圖取得對美國不對稱的優勢。因此,全面的多源PNT能力是必要的,以補充GPS,并為所有的軍事行動提供更強的彈性和生存能力。
美國防部認識到,商業衛星通信(SATCOM)服務,特別是那些提供高吞吐量和非地球靜止軌道能力的服務,正在改變對空間領域的使用。這些技術使以前僅限于地面聯網的應用得以開拓。
這些技術在作戰應用中提供了獨特的機會,并增加了國防部SATCOM事務的彈性和靈活性,當務之急是國防部保持必要程度的保護和互操作性,以滿足未來作戰和JADC2要求。國防部正在與美國國家安全局和商業行業密切合作,對國防部的SATCOM事務進行數字現代化改造,以使之成為可能。
美國防部正在實施事務管理和控制(EM&C)解決方案架構,建立基于云的事務服務和安全的資源分配,跨越軍事和商業SATCOM通信服務提供的網絡。DoD正處于開發數字系統工程終端參考架構的最后階段,以幫助行業建立符合EM&C和其他國防部安全協議的終端規格和標準。
保護DoD的NSS,可能需要依賴于混合、綜合SATCOM通信網絡,目前DoD正在與USSF密切合作,開展一項被稱為基礎設施評估前(IA-PRE)的計劃。IA-PRE將使DoD更容易利用商業擁有和運營的網絡管理系統,通過公布和認證一個預先批準的商業服務清單,這些服務符合一套確定的網絡安全和其他風險管理協議。在所有這些過程中,國防部首席信息官還與USSF和軍事部門密切合作,以確保要求被納入SATCOM的前進方向。
在國防部首席信息官內部新成立的特殊訪問計劃(SAP)IT辦公室,建立、加強了SAP IT政策和管理。該辦公室與國防信息和系統局(DISA)的團隊密切合作,正在實施可重復和可靠的方法來管理、協調和保護SAP信息技術。這些努力包括Chinstrap現代化,服務臺響應,可靠和安全的基礎設施與聯合解決方案,以及促成SAP/部門訪問計劃(SAP/CAP)的共同混合工作。分區事務桌面(CED)是國防部新的基于云的虛擬化桌面,由DISA分區事務服務辦公室開發,用于支持國防部SAP用戶。CED正在取代傳統的 "Chinstrap "桌面硬件系統。CED的安裝和Chinstrap的退役工作正在進行中,將于2022年6月底完成。通過從傳統的、單獨配置的臺式電腦轉向CED基于云的臺式電腦,能夠為國防部SAP用戶群體提供一個更可靠和安全的操作環境。
在過去的幾年里,DoD在應用數據、分析、人工智能和數字解決方案方面取得了重大進展,為從會議室到戰場的決策提供信息。這些行動對于DoD保持決策優勢至關重要。整個DoD在數字和人工智能方面的責任被劃分到幾個組織,包括OUSD(R&E)、Advancing Analytics或Advana平臺、首席數據官(CDO)、國防數字服務(DDS)和聯合AI中心(JAIC)。
在DoD數字化成熟的這個階段,有一個明顯的機會來加強協調和同步,以加快決策優勢,為作戰人員提供先進的能力。2021年12月,國防部設立了一個CDAO,他將作為DoD的高級官員,負責加強整個國防企業的數據和人工智能功能的整合。將CDO、JAIC、DDS和Advana過渡并整合到CDAO是一個多步驟的過程,開始于2022年2月1日CDAO組織實現其IOC,將在2022年6月1日CDAO達到FOC之前完成。
設立CDAO的主要目的是為了提高秘書、副秘書和其他公共服務部門對該問題的重視程度,同時確保任務和戰略的統一性。
CDAO將通過履行幾個關鍵職能來實現這一使命:
CDAO將與USD(A&S)、USD(R&E)、DoD CIO、聯合參謀部、軍事部門和其他數字領導人緊密合作,履行這些職能。CDAO還需要與工業界、機構間和國際任務伙伴緊密合作。
我們的規劃已經進行了DoD內部廣泛反饋,包括副部長、軍事部門、聯合參謀部、CCMD和DAFA。它也反映了來自國會、學術界和工業界的眾多外部利益相關者的意見。
CDAO的形式反映了該部在快速變化的技術環境中加速利用信息所需的領導力。此外,重中之重是利用CDAO各組成機構的獨特優勢,同時從各部分的總和中創造更大的績效。
CDAO的預算充分參考了總統的愿景、政策和戰略,包括《臨時國家安全戰略指導》和《國防戰略》。
歸根結底,創建CDAO的價值在于賦予作戰人員權力。CDAO將通過在今年提供幾個具體的交付成果而產生直接的影響。
首先,CDAO將審查并更緊密地整合DoD的政策、戰略和數據、分析和人工智能的治理。這將包括一個綜合數據、分析和人工智能采用戰略,以及進一步建立一個負責任的人工智能生態系統。
第二,CDAO將提供事務級的基礎設施和服務,以促進數據、分析和人工智能的采用。這將包括擴大更多的事務數據存儲庫和數據目錄,包括指定的權威數據源,事務和聯合使用案例的通用數據模型,以及相關的編碼和算法。
第三,CDAO將解決并擴大事務和聯合使用案例。這將包括行政分析,以衡量國防戰略的實施進展,作為ADA倡議的一部分,為作戰指揮官提供從戰役到戰略層面的共同作戰圖景,以及更好的工具和分析,以協助DoD的高級領導人和作戰指揮官進行動態競選。
這是一項雄心勃勃的工作,但正在順利進行。情況的緊迫性意味著在組建CDAO的同時不能放慢交付速度。
2021年6月,美國防部啟動了ADA倡議。ADA是一項為期三年的工作(22-24財年),以加速向每個CCMD部署數據自動化平臺和開發能力。它旨在改變CCMD進行全球一體化數據管理的方式,包括作戰和商業決策分析,并提供一個數據基礎來實現工作流程和C2自動化能力。
ADA是一場學習運動,以確定數據和JADC2的作戰需求,發現實施現代能力的障礙,并制定聯合解決方案。在發現之后,ADA將尋求建立人員和伙伴關系,以大規模地解決數據、流程和基礎設施的挑戰。ADA將通過現場數據人員來增強CCMD的能力,利用人工智能專家來部署定制的流程解決方案,深入到國防部的事務服務,并與JADC2實驗社區緊密結合來實現這一目標。
ADA尋求快速學習和廣泛集成成果。隨著有效的解決方案在一個CCMD中被開發出來,它們將被提供給整個事務以進一步開發和實施。ADA并不只專注于能力交付,而是旨在解決數據管理方面的物質和非物質挑戰。包括一系列能力領域的發現工作,包括人力開發、采購實踐、軟件現代化、IT基礎設施和過時的流程。ADA團隊將酌情向CDAO、JADC2合作伙伴和其他管理機構提供建議。
CDAO在USD(R&E)、OUSD Intelligence and Security、DoD CIO和JADC2 CFT的支持下領導ADA。
美國防部已經從ADA的貢獻中獲得了真正的好處,特別是在應對烏克蘭危機方面,聯合參謀部、歐盟委員會和美國貿易委員會的ADA成員正在提供數據、人工智能和數字化的洞察力,并在美國部隊部署到歐盟委員會和難民流入東歐等領域進行強化。
CDAO正在進行定位,以支持四個關鍵需求。人工智能專業知識、聯合同步、敏捷簽約以及與工業界和學術界更緊密的關系。
CDAO正在為國防部提供一套五種創新的、分布式的采購工具,允許快速的AI交付和購買關鍵的AI服務和使能工具。
1.T&E 一攬子采購協議 (BPA) 提案請求,為快速訂購無利益沖突的 T&E 和獨立驗證、確認服務提供了多項獎勵 BPA,這些服務符合負責任的 AI 開發實踐。這項服務于2021年2月發布,目前在整個國防部都可以使用。
2.人工智能開發的數據準備(DRAID)總括訂購協議允許快速訂購數據服務,以解決國防部常見的數據問題,并允許各組成部分成為 "人工智能準備"。DRAID于2021年3月底發布,目前可在整個國防部使用。
3.Tradewind利用其他交易機構或OTA,從傳統和非傳統的國防部合作伙伴那里快速和重復地識別、獲取和操作關鍵的人工智能技術。Tradewind及其支持的業務流程指導國防部完成人工智能定制的敏捷交付過程,從創意到過渡。Tradewind適用于整個國防部,并已成功地將合同授予多個部門和單位。
4.TryAI商業解決方案開放項目是一個基于業績的競爭性投標選擇模式,由聯邦訂約官員使用,通過人工智能示范獲得創新商業項目。
5.AI人才BPA通過多次授予的BPA提供高素質的AI咨詢和援助支持,因此國防部客戶可以采購這些具有必要技能和經驗的咨詢和援助服務,以實現其獨特的AI目標。AI人才合同支持工具于2020年9月通過空軍發布,目前在整個國防部都可以使用。
由美國導彈防御局(MDA)和海軍實施的宙斯盾彈道導彈防御(BMD)計劃,使海軍宙斯盾巡洋艦和驅逐艦有能力進行BMD行動。具備BMD能力的宙斯盾艦在歐洲水域作戰,保衛歐洲免受來自伊朗等國家的潛在彈道導彈攻擊,并在西太平洋和波斯灣提供區域防御,防止來自朝鮮和伊朗等國家的潛在彈道導彈攻擊。隨著時間的推移,具有BMD能力的宙斯盾艦的數量一直在增加。MDA提交的2023財政年度預算報告指出,"到2023財政年度末,將有50艘具有BMDS[BMD系統]能力的[宙斯盾]艦需要維護支持"。
宙斯盾BMD項目的資金主要來自MDA的預算。海軍的預算為BMD相關工作提供了額外的資金。MDA的2023財年擬議預算要求為宙斯盾BMD工作提供總計16.591億美元(即約17億美元)的采購和研發資金,包括為波蘭和羅馬尼亞的兩個宙斯盾岸上基地提供資金。MDA的預算還包括宙斯盾BMD項目的運營和維護(O&M)以及軍事建設(MilCon)資金。
國會關于宙斯盾BMD計劃的問題包括以下內容:
是否批準、拒絕或修改MDA為該項目提出的年度采購和研究與開發資金申請。
MDA的成本估算和成本報告是否充分。
宙斯盾BMD計劃在保衛美國本土免受洲際彈道導彈攻擊方面應發揮什么作用。
具備BMD能力的宙斯盾艦的所需數量與可用數量。
BMD行動可能給海軍的宙斯盾艦隊帶來的負擔,以及是否有其他方法來執行現在由美國海軍宙斯盾艦執行的BMD任務,如建立更多的宙斯盾岸上基地。
盟國負擔的分擔--盟國對區域BMD能力和行動的貢獻與美國海軍對海外區域BMD能力和行動的貢獻相比。
宙斯盾BMD項目在關島新的導彈防御系統架構中的作用。
是否將夏威夷的 "宙斯盾 "試驗設施轉換為陸基 "宙斯盾 "BMD作戰地點。
艦載激光器在未來幾年內對海軍終端階段BMD行動的貢獻,以及這最終可能對所需的艦載BMD攔截導彈數量產生的影響。
宙斯盾BMD計劃中的技術風險和測試與評估問題。
我們的同行競爭者,利用科學、技術和信息環境的新興趨勢,已經投資于挑戰美國和重塑全球秩序的戰略和能力。他們采用創新的方法來挑戰美國和盟國在所有領域、電磁波譜和信息環境中的利益。他們經常尋求通過在武裝沖突門檻以下采取模糊的行動來實現其目標。在武裝沖突中,武器技術、傳感器、通信和信息處理方面的進步使這些對手能夠形成對峙能力,以在時間、空間和功能上將聯合部隊分開。為了應對這些挑戰,履行美國陸軍在保護國家和確保其重要利益方面的陸軍職責,陸軍正在調整其組織、訓練、教育、人員和裝備的方式,以應對這些圍繞多域作戰(MDO)概念的未來威脅。
陸軍的情報工作本質上是多領域的,因為它從多個領域收集情報,而且可以接觸到合作伙伴,彌補陸軍信息收集能力的不足。在競爭中,陸軍情報能力作為掌握作戰環境和了解威脅能力和脆弱性的一個關鍵因素。在整個競爭過程中,陸軍情報部門為每個梯隊的指揮官和參謀人員提供所需的態勢感知,以便在所有領域、電磁頻譜和信息環境中可視化和指揮戰斗,并在決策空間匯集內外部能力。
這個概念描述了關鍵的挑戰、解決方案和所需的支持能力,以使陸軍情報部門能夠在整個競爭過程中支持MDO,以完成戰役目標并保護美國國家利益。它是陸軍情報部隊、組織和能力現代化活動的基礎。這個概念還確定了對其他支持和輔助功能的影響。它將為其他概念的發展、實驗、能力發展活動和其他未來的部隊現代化努力提供信息,以實現MDO AimPoint部隊。
陸軍未來司令部的情報概念為陸軍情報部隊的現代化活動提供了一個規劃,以支持陸軍2035年的MDO AimPoint部隊在整個競爭過程中與同行競爭對手進行多域作戰。它提供了支持2035年以后MDO AimPoint部隊的見解。這個概念是對2017年美國陸軍情報功能概念中概述想法的修改:情報作為一個單位在所有領域的運作,有廣泛的合作伙伴投入。這個概念擴展了這些想法,以解決陸軍在進行大規模作戰行動中的頭號差距:支持遠距離精確射擊的深度傳感。領導陸軍情報現代化的舉措是組織上的變化,以提供旅級戰斗隊以上梯隊的能力,以及支持深層探測問題的四個物資解決方案。
支持MDO AimPoint Force 2035的組織變化使戰區陸軍、軍團和師級指揮官能夠以遠程精確火力和其他效果塑造深度機動和火力區域。在戰區層面,軍事情報旅的能力得到提高,新的多域特遣部隊擁有軍事情報能力。遠征軍的軍事情報旅被重新利用和組織,以支持軍團和師的指揮官,而不是最大限度地向下支持旅級戰斗隊。
支持MDO AimPoint Force 2035的物資變化,即將所有的傳感器、所有的火力、所有的指揮和控制節點與適當的局面融合在一起,對威脅進行近乎實時的瞄準定位。多域傳感系統提供了一個未來的空中情報、監視和偵察系統系列,從非常低的高度到低地球軌道,它支持戰術和作戰層面的目標定位,促進遠距離地對地射擊。地面層系統整合了選定的信號情報、電子戰和網絡空間能力,使指揮官能夠在網絡空間和電磁頻譜中競爭并獲勝。戰術情報定位接入節點利用空間、高空、空中和地面傳感器,直接向火力系統提供目標,并為支持指揮和控制的目標定位和形勢理解提供多學科情報支持。最后,通過分布式共同地面系統,陸軍提高了情報周期的速度、精度和準確性。
伴隨著這些舉措的是士兵培訓和人才管理方法,旨在最大限度地提高對目標定位和決策的情報支持。從2028年MDO AimPoint部隊開始,陸軍情報部門將繼續改進軍事情報隊伍,以支持2035年及以后的MDO AimPoint部隊。
這一概念確定了陸軍情報部門將如何轉型,以支持陸軍和聯合部隊在整個競爭過程中與同行競爭者抗衡。
圖1 邏輯圖
美國防部(DOD)正在對其指揮軍事力量的方法進行現代化改造。國防部高級領導人已經表示,現有的指揮和控制架構不足以滿足2018年國防戰略(NDS)要求。全域聯合指揮與控制(JADC2)是國防部的概念,將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接到一個網絡中。
DOD指出,用Uber共享服務來比喻其對JADC2的期望最終狀態。Uber結合了兩個不同的應用程序--一個是乘客,另一個是司機。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。在JADC2的情況下,這種邏輯將找到攻擊特定目標的最佳武器平臺,或應對新出現威脅的最佳單位。為了使JADC2有效工作,DOD正在追求三種新的或新興的技術:自動化和人工智能、云環境和新的通信方法。
DOD的一些機構和組織參與了與JADC2相關的工作。下面的清單突出了與JADC2開發有關的部分組織和項目:
國防部首席信息官:第五代(5G)信息通信技術。
國防部長辦公室(研究與工程):全網絡化指揮、控制和通信(FNC3)。
國防高級研究計劃局:馬賽克戰爭。
空軍:高級戰斗管理系統(ABMS)。
陸軍:項目融合(Project Convergence)。
海軍:項目超配(Project Overmatch)
隨著國防部開發指揮和控制軍事力量的新方法,國會可能會考慮幾個潛在的問題:
國會如何在驗證需求或成本估算之前考慮JADC2的相關活動?
在沒有正式的計劃或預算申請的情況下,國防部為JADC2的預算是多少?
JADC2的支出重點是什么,是否有國防部可能沒有投資的舉措?
國防部如何確保每個軍種和盟國的通信系統之間的互操作性?
國防部應如何優先考慮其未來網絡中相互競爭的通信需求?
人工智能將在未來的指揮和控制決策系統中發揮什么作用?
為了滿足JADC2的要求,有哪些潛在的部隊結構變化是必要的?
國防部應如何管理與JADC2相關的工作?
全域聯合指揮與控制(JADC2)是美國國防部(DOD)的概念,即把所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接成一個網絡。傳統上,每個軍種都開發了自己的戰術網絡,與其他軍種的網絡不兼容(例如,陸軍網絡無法與海軍或空軍網絡連接)。通過JADC2,國防部設想建立一個 "物聯網"網絡,將眾多傳感器與武器系統連接起來,利用人工智能算法幫助改善決策。
DOD官員認為,未來的沖突可能需要領導人在幾小時、幾分鐘或可能幾秒鐘內做出決定,而目前分析作戰環境和發布命令的過程需要數天時間。國防戰略(NDS)委員會報告的非保密概要指出,目前的C2系統與潛在的同行競爭對手相比已經"惡化"。國會可能對JADC2概念感興趣,因為它正被用來制定許多高調的采購計劃,以及確定美國軍隊對潛在對手的有效性和競爭力。
圖 1. JADC2 的概念愿景
JADC2設想為聯合部隊提供一個類似云的環境,以共享情報、監視和偵察數據,在許多通信網絡中傳輸,從而實現更快的決策(見圖1)。JADC2打算通過收集來自眾多傳感器的數據,利用人工智能算法處理數據以識別目標,然后推薦最佳武器--包括動能和非動能武器(如網絡或電子武器)--來打擊目標,從而幫助指揮官做出更好的決策。
DOD指出,用Uber共享服務作為類比來描述其對JADC2的期望最終狀態。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。然后,該應用程序為司機提供指示,讓他們按照指示將乘客送到目的地。Uber依靠蜂窩和Wi-Fi網絡來傳輸數據,以匹配乘客并提供駕駛指示。
一些分析家對JADC2采取了更加懷疑的態度。他們對JADC2的技術成熟度和可負擔性提出了疑問,以及是否有可能在一個致命的、充滿電子戰的環境中部署一個能夠安全可靠地連接傳感器和射手并支持指揮和控制的網絡。分析人士還詢問誰將擁有跨領域的決策權,因為傳統上,指揮權是在每個領域內而不是從整體戰役的角度下放的。
什么是指揮與控制?C2的維度和人工智能的影響 | |
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人們可以通過五個問題來看待指揮和控制:誰、什么、何時、何地和如何。傳統上,國會通過兩個不同但相關的問題來關注指揮與控制:權力("誰")與技術("如何")。 | |
國會傳統上關注的第一個問題反映了指揮官執行行動的權力。這一討論的重點是指揮系統,反映了負責組織、訓練和裝備美國部隊的軍種與有權在國外使用部隊的作戰司令部之間的差異。這個問題可以用一個問題來概括:"誰指揮部隊?" | |
第二個問題是使指揮官能夠做出這些決定并將其傳遞給戰場的技術方面。指揮、控制、通信(C3)、C3加計算機(C4)以及情報、監視和偵察(ISR)等術語進入了討論。指揮和控制的這一技術問題著眼于指揮官用于決策的數據(和收集方法)(即ISR是促成決策的數據),將數據轉化為信息的處理能力,以及使指揮官將其決策傳達給地理上分布的部隊系統。這種指揮和控制的技術方法可以概括為:"你如何指揮部隊?" | |
指揮和控制的其他動態回答了其他問題:哪些系統和單位被指揮(什么),時間方面(何時),以及地理方面(何處)。國會在歷史上對這些問題中的每一個都是在具體的,而不是一般的問題上表示了興趣。例如,國會沒有考慮一般用途的部隊,而是關注與核部隊和特種作戰相關的權力問題。與核和網絡戰的快速反應相關的指揮和控制問題,以及在有限的程度上與電磁頻譜戰相關的問題,這些都是及時性問題,引起國會關注的其他領域。 | |
關于 "何時",國會已表示對與核和網絡戰的快速反應有關的指揮和控制感興趣,并在有限的程度上對電磁頻譜戰感興趣。然而,對 "何時"的最大敏感度似乎更側重于戰術(例如,何時讓飛機進入目標,何時開始對建筑物進行攻擊);這些決定往往被授權給指揮官。最后,地理因素對指揮美軍提出了獨特的挑戰;只要行政部門和國會繼續支持全球國家安全戰略,地理決策在很大程度上代表了戰術問題,往往被授權給各個指揮官。 | |
圖2. 指揮與控制的維度和人工智能的影響 | |
圖2描述了這些問題是如何通過引入人工智能(AI)來優化各方面的結果。隨著編隊復雜性的增加--特別是為全域聯合作戰設計的編隊,控制這些部隊有可能超越人類的認知能力,并使用算法來幫助管理這些部隊。美國軍方表示,它打算讓人類參與整個決策過程,但隨著美國軍隊將更多的人工智能技術引入其決策機構,各方面的區別開始變得模糊不清。例如,"誰"和 "如何"開始變得相似,特別是當計算機或算法向指揮官提出建議時,他們可能不了解信息或產生建議的過程。 | |
人工智能還可以影響指揮和控制的其他方面,包括 "什么"、"什么時候 "和 "在哪里"。將 "什么 "和 "哪里 "這兩個要素結合起來,可以挑戰對手尋找和與美國部隊交戰的能力;這樣做也可以挑戰指揮官及其參謀部在沒有系統幫助管理復雜情況下保持對部隊的控制能力。從 "何時 "的角度來看,需要快速決策的行動,特別是電磁頻譜戰或網絡戰,可能超過人類的決策能力。這就提出了一個重要的問題,即指揮官能在多大程度上信任人工智能,以及人類作戰員需要理解人工智能系統為什么建議采取特定行動。 |
DOD目前使用戰斗空間的不同部分來執行C2--主要是沿著確定的軍事領域:空中、陸地、海上、太空和網絡空間。這種結構的存在是因為傳統的威脅來自單一系統,如飛機和坦克編隊。作為回應,軍方開發了高度復雜(但昂貴)的傳感器來監視戰斗空間,向集中式指揮中心(如空中作戰中心或陸軍指揮所)提供信息。E-3高級預警和指揮系統(AWACS)和E-8聯合監視目標攻擊雷達系統(JSTARS)等系統經過優化,為這些中央前哨的指揮官提供態勢感知,然后他們可以在那里指揮軍事力量。
2018年國防戰略(NDS)、審查它的 NDS 委員會和其他來源闡述的未來作戰環境描述了潛在對手如何發展復雜的反介入/區域拒止 (A2/AD) 能力(見圖 3)。這些能力包括電子戰、網絡武器、遠程導彈和先進的防空系統。 美國競爭對手將 A2/AD 能力作為對抗美國傳統軍事優勢(例如投射力量的能力)的一種手段,并提高他們贏得快速、決定性交戰的能力。
圖 3. A2/AD 環境的可視化
美國防部高級領導人已經表示,在未來的作戰環境中,獲取信息將是至關重要的。此外,這些領導人還表示,為了挑戰潛在的同等對手,需要采取多領域的方法(美國部隊將使用地面、空中、海上、太空和網絡力量來挑戰對手的目標計算)。因此,全領域聯合作戰的概念為指揮官提供了獲取信息的機會,可以利用突襲進行同步和連續的行動,并在所有領域快速和持續地整合能力,從而獲得物質和心理優勢以及對作戰環境的影響和控制。
空中陸戰概念設想將空軍和陸軍的努力結合在一起,在20世紀80年代對抗蘇聯,自該概念提出以來,技術上的進步使美國防部能夠繼續發展全領域聯合作戰的概念。這些技術進步包括增加了攻擊目標的方法(包括電子和網絡手段),相對低成本的傳感器的擴散,以及將這些傳感器的數據轉化為信息的處理能力的提高。維持對所有領域行動的控制所面臨的挑戰是,美國的軍事C2機構并不是為做出這些類型的決定而組織的,26而且正在使用的技術的復雜性和速度可能超過人類的認知能力。
指揮與控制是如何演變的? | |
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美軍傳統的指揮和控制概念源于德軍的 "任務型命令"(auftragstaktik)。認識到軍事行動中的混亂和 "戰爭迷霧 "是不可避免的,下級指揮官被委托半自主地行動以實現其指揮官的意圖(即任務的總體目標),而不是有預先規定的行動。情報來源和偵察的信息需要很長的時間,甚至可能需要幾天才能到達指揮官手中。為了保持對部隊的控制,指揮官們依靠無線電通訊和紙質信件。有限的信息量使得指揮官可以在兩個方面指揮部隊--使用單一的領域來應對對手的行動。 | |
在冷戰的高峰期,蘇軍給軍事力量提出了一個新的問題:如何對抗一支數量上占優勢的坦克部隊。為了應對這一威脅,陸軍和空軍提出了一種新穎的方法,通過開發新技術來確定增援地點,將空中和陸地力量結合起來。這一概念被稱為 "空地戰"。這種三維方法試圖利用情報、監視和偵察方面的優勢,"深入觀察",將火力集中打擊增援部隊(即 "深入打擊")。為了支持這種利用深度打擊來防止增援部隊的設想,美軍需要改進指揮所,以提高指揮部隊的決策速度,同時仍然保持遵循指揮官意圖的傳統。這種需要導致了新系統的開發,如JSTARS和ATACMS。這些系統使指揮官能夠更快地了解戰斗空間,并提高對敵軍直接開火的反應時間。 | |
在過去的20年里,中國和俄羅斯觀察了美國的戰爭方法,確定了挑戰美國優勢的不對稱方法。中國的軍事現代化尤其注重防止美國建立大量的戰斗力(限制后勤),增加高價值飛機(油輪、間諜飛機、指揮和控制飛機)的風險,并增加其海軍足跡(限制美國的海軍優勢)。為了應對這些新威脅,國防部最初提出了使用多域作戰的想法(后來過渡到全域作戰一詞)。國防部認為,使用一個或甚至兩個維度來攻擊對手是不夠的,因此挑戰對手的目標計算需要更復雜的編隊(額外維度)。國防部認為,不斷增加的復雜性,加上應對新興技術威脅的時間可能減少,需要新的方法來管理部隊。 | |
圖4. 指揮和控制的復雜性的變化 |
在國防部發展JADC2概念的過程中,有三類技術在這種指揮和控制軍事力量的方法中起著不可或缺的作用:自動化、云環境和通信。
許多DOD高級領導人已經明確表示,JADC2是一個概念(或許是一個愿景),而不是任何具體的計劃。在2021年1月的一篇文章中,聯合人工智能中心主任Michael Groen中將說:"JADC2不是一個IT(信息技術)系統,它是一個作戰系統。從歷史上看,你會有一個大型的國防項目,你會花數年時間來完善需求,你會收集大包大包的錢,然后你會去找國防承包商,花更多的時間來建造、測試,然后在多年后最終投入使用"。在這篇文章中,Groen中將描述了人工智能(AI)的作用,以及延伸到數據和數據結構的作用,使這些算法能夠為指揮官提供信息。根據Dennis Crall中將(聯合參謀部指揮、控制、通信和計算機/網絡首席信息官[JS J6]主任)的說法,人工智能和機器學習對于實現JADC2至關重要。Dennis Crall說道:"JADC2是關于將所有這些自動化....。它是關于利用傳感器豐富的環境--查看數據標準等事情;確保我們可以將這些信息轉移到一個我們可以正確處理的區域; 帶來了云;帶來了人工智能、預測分析;然后用一個能夠處理這些的網絡來支撐所有領域和合作伙伴。"
DOD表示,擁有多分類的云環境對于實現JADC2是必要的。DOD設想,用戶能夠根據他們的需要和信息要求,在不同的分類下訪問信息。在2021年6月的新聞發布會上,克拉爾中將說,"戰術邊緣 "的云能力是用于數據存儲和處理,實現人工智能算法。作為一個例子,空軍討論了其高級戰斗管理系統(ABMS)項目對云環境的需求--空軍部對JADC2的貢獻,這將在下文討論。根據空軍的預算說明,ABSM將需要一套云系統、應用程序(即軟件)和網絡(包括商業和政府擁有的),這將 "了解環境并應用由人工智能和機器學習輔助的先進算法"。
根據DOD的說法,開發JADC2將需要新的通信方法。DOD目前的通信網絡已經為中東地區的行動進行了優化。因此,DOD使用衛星作為與海外部隊通信的主要方法。這些系統面臨著延遲(時間延遲)問題,并且在設計上不能在有電子戰的情況下有效運行。這些舊的架構依賴于地球同步軌道上的衛星,這些衛星在地球上空大約22200英里(35800公里)處運行。新的應用,如人工智能,將有可能需要額外的數據速率,而目前的通信網絡可能無法支持--特別是當DOD增加傳感器的數量,以提供額外的數據來改進算法。自主系統的引入,如海軍的大型無人水面和海底航行器,以及陸軍對機器人飛行器越來越感興趣而產生的系統,可能需要安全的通信和短時延來維持對這些系統的控制。
聯合參謀部是負責制定全域聯合指揮與控制概念戰略的國防部組織。此外,還有一些正在進行的研究和努力與JADC2概念有關。每個軍事部門(陸軍、海軍、空軍)以及國防部機構,如國防高級研究計劃局(DARPA)和負責研究和工程的國防部副部長辦公室(OSD[R&E]),都在開發技術和概念。以下各節簡要介紹一些組織的工作。
國防部負責制定JADC2戰略的領導機構是聯合參謀部J6指揮、控制、通信和計算機/網絡局。JADC2戰略最初的設想是改善聯合部隊的互操作性(例如,確保無線電系統能夠相互通信),后來擴大了這一重點,制定了一種信息共享方法,通過為決策提供數據來實現聯合行動。除了制定戰略,J6還組織了一個JADC2跨職能小組,各軍種和國防部機構通過該小組協調他們的實驗和計劃。這與國防部數據戰略和國防部副部長創造數據優勢的努力相一致。該戰略確定了五條工作路線以實現JADC2框架:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
在2021年6月4日的新聞發布會上,克拉爾中將表示國防部長奧斯汀已經批準了JADC2戰略。
根據R&E辦公室的說法,"FNC3確定、啟動和協調指揮、控制和通信關鍵使能技術的研究、開發和降低風險活動。這些活動將包括整個國防企業不同但相互關聯的努力,由FNC3在OUSD(R&E)的工作人員監督和同步進行。" FNC3的主要負責人邁克爾-扎特曼博士描述了FNC3的整體愿景,包括三個層次--物理層、網絡層和應用層--它們為開發指揮、控制和通信系統提供了一種量身定做的方法,與商業部門的最佳實踐相一致。物理層代表無線電和發射器本身,而網絡層則通過開發國防部優化的新興商業軟件定義網絡技術(如網絡切片)來管理應用對物理層的訪問。所有這三層都旨在提高互操作性和彈性(即防止網絡被干擾或中斷的能力),并為每個應用提供適當的服務質量。
根據扎特曼博士的說法,FNC3是JADC2的中長期技術愿景,而每個部門(在以下章節中概述)都有專注于發展近期采購戰略的引人注目的努力。例如,空軍部的先進戰斗管理計劃旨在通過關注成熟技術在未來三年內部署。OUSD R&E利用其投資組合中不太成熟的技術,包括由DARPA、國防創新部門、戰略能力辦公室、各部門和其他部門開發的技術,為實施JADC2提供長期的技術手段。
國防部提出,5G無線技術的商業進展提供了傳輸更多數據(通常稱為數據吞吐量)和更低延遲的能力。國防部認為,它需要這些能力來處理來自眾多傳感器(如衛星、飛機、船只、地面雷達)的更多數據,并在 "邊緣"(與無線電接收器在同一地點)處理這些信息。5G技術的另一個方面可以實現新的指揮和控制概念,即動態頻譜共享。隨著電磁頻譜變得更加擁擠,聯邦政府已經開始允許多個用戶在同一頻段上運行(稱為頻譜共享)。國防部首席信息官認為,頻譜共享技術允許通信系統在有干擾的情況下傳輸和接收數據。2020年9月,國防部CIO向工業界發出了一個信息請求,即如何對待動態頻譜共享。2021年1月21日,已經公布了67份對信息請求的回應。
馬賽克戰爭代表了一系列由DARPA贊助的項目,旨在利用人工智能將傳統上不被設計為互操作的系統和網絡相結合。從概念上講(見圖5),這些項目將能夠利用從衛星上收集的原始情報,并將這些數據轉化為傳遞給 "射手 "的目標信息--在這種情況下,網絡武器、電子干擾器、導彈、飛機或任何其他可能影響預期目標的武器。正如哈德遜研究所的分析家布萊恩-克拉克和丹-帕特所解釋的那樣,"馬賽克戰爭 "試圖將多種重疊的困境強加給敵軍,擾亂他們的行動,從而阻止他們及時到達目標。
圖5:DARPA的馬賽克戰愿景
DARPA的馬賽克計劃之一,稱為異質電子系統的技術集成工具鏈(STITCHES),已被用于空軍和陸軍的實驗。據DARPA稱,STITCHES是一種軟件,旨在通過自主創建允許低延遲和高吞吐量的軟件,快速整合任何領域的通信系統,而無需升級硬件或修改現有的系統軟件。根據空軍的一份新聞稿,該部門已在幾個高級戰斗管理系統的 "上線 "中測試了該技術,并已開始將該計劃從DARPA過渡到空軍部。
高級戰斗管理系統最初的設想是取代E-8聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)。空軍在2019年將ABMS項目從開發飛機或雷達之類的東西過渡到 "數字網絡環境,連接所有領域和每個梯隊的作戰能力,以實現全球決策優勢。" 換句話說,空軍從建立一個支持指揮和決策的平臺(如E-8 JSTARS)轉向建立一個安全的、"類似云"的環境,利用人工智能和預測分析為指揮官提供近實時數據。根據空軍的說法,ABMS項目將沿著六條產品線開發能力:傳感器集成、數據、安全處理、連接、應用和效果集成。
空軍已經舉行了三次 "on-ramps"(空軍用來描述演示的術語),以展示其ABMS的方法。2019年12月舉行的第一次on-ramps,展示了該部門從F-22戰斗機使用的安全通信向陸軍和海軍系統傳輸數據的能力。第二次上線使陸軍榴彈炮能夠擊落一枚代用巡航導彈。此外,空軍向美國北方司令部提供了這種 "類似云 "的零信任平板電腦--一種不在設備上存儲敏感數據的安全功能,以協助其在2020年春季應對COVID大流行。
2020年11月,空軍部確定了首席架構師辦公室,負責評估架構上線和整合企業數字架構。同時,空軍確定空軍部快速能力辦公室為ABMS整合項目執行辦公室。快速能力辦公室的工作重點是快速向現場交付項目,它的參與可以被看作是將ABMS從實驗轉向系統開發。
根據陸軍的說法,"項目融合是陸軍圍繞一系列連續的、結構化的演示和實驗而組織的新的學習活動",旨在應對JADC2所帶來的挑戰。
1.確保陸軍擁有合適的人員和人才;
2.將當前的陸軍現代化工作與陸軍未來司令部的跨職能團隊聯系起來,并與陸軍現代化的六個優先事項保持一致;
3.擁有合適的指揮和控制,以應對節奏越來越快的威脅;
4.利用人工智能分析和分類信息,并在陸軍網絡中傳輸;
5.在 "最嚴峻的地形 "中測試能力。
項目融合2020在三個軍事設施中使用了大約750名士兵、平民和承包商,最終在亞利桑那州的尤馬試驗場進行了兩次現場頂點演習。在這次演習中,陸軍展示了幾種技術,包括人工智能、自主性和機器人技術,以測試新的方法來指揮和控制地理上分散的部隊。陸軍計劃將空軍和海軍的系統作為2021年項目融合的一部分,并打算在2022年項目融合中納入外國軍隊。這其中有3370萬美元用于運營和維護,以及7310萬美元用于研究、開發、測試和評估,由陸軍撥款。
項目超配是海軍為建立一個 "海軍作戰架構",將艦艇與陸軍和空軍資產聯系起來而做出的努力。2020年10月1日,海軍作戰部部長吉爾德伊上將責成一名二星上將領導海軍的"項目超配"工作。在他的備忘錄中,吉爾德伊上將指示 "項目超配"采取類似于海軍發展核動力和AEGIS系統的工程和開發方法。其主要目標是 "使海軍能夠在海上形成集群,從近處和遠處、每個軸線和每個領域提供同步的致命和非致命效果。具體來說,你[斯莫爾海軍司令]要開發網絡、基礎設施、數據架構工具和分析。" 在一個平行的努力中,吉爾德伊上將責成基爾比副上將(負責作戰要求和能力的海軍作戰部副部長)制定一項計劃,將無人系統,包括艦艇和飛機,納入海軍作戰架構。根據新聞聲明,海軍打算在2023年達到初始作戰能力(即有能力部署初始系統)。海軍在2022財政年度為 "項目超配 "申請了三個分類項目元素的資金。
在2021年6月舉行的2021年AFCEA西部會議上,吉爾德伊上將討論了項目超配目前的工作。在這次活動中,吉爾德伊表示,自2020年10月項目啟動以來,項目超配已經完成了三個螺旋式發展周期。吉爾德伊進一步解釋說:"我們實際上正在試驗一種方式,使我們基本上可以將任何網絡上的任何數據傳遞給作戰人員。這是一個軟件定義的通信系統,使我們能夠以一種前所未有的方式拆開我們所有的網絡"。根據新聞報道,吉爾德表示,他預計在2022年底或2023年初將 "項目超配"的測試規模擴大到一個航母打擊群。
以下各節討論了國會的潛在問題,包括需求和成本估算、互操作性挑戰、平衡通信能力、人工智能在決策中的角色,以及實施JADC2所需的潛在部隊結構變化。
美國防部已經為JADC2的相關工作申請了幾個財政年度的資金,特別是在概念的早期發展階段。國防部正在積極制定JADC2戰略,預計將在2021年春季發布。國會中的一些人對國防部沒有像傳統采購項目那樣提供成本估算或驗證需求表示關切。因此,各軍種委員會和撥款委員會已經減少了對這些工作,特別是ABMS和5G研究和開發的要求資金。2021財年國防授權法案(NDAA)要求國防部在2021年4月前為JADC2提出要求。
國防部還沒有正式公布關于JADC2的支出預算數據,該項目在各軍種和國防機構的一些項目中都有資金。根據聯合參謀部J6(JS J6)的說法,JADC2不是一個記錄項目,JS J6也不打算過渡到一個記錄項目。因此,除非國會要求國防部提供JADC2資金的詳細概述,否則國防部可能不太可能這樣做。
一些分析家推測了與JADC2有關的所有項目的年度成本。一位分析家估計,國防部在2022財政年度為與JADC2直接相關的項目編列了大約12億美元的預算。Govini估計,自2017財政年度以來,國防部在JADC2上花費了大約225億美元;這平均每年大約為45億美元。Govini的估計包括其他聯邦機構的資金--如國家航空和航天局(NASA)--以及國防部可能認為與JADC2無關的技術,因此可能高估了JADC2獲得的資金總額。
根據JS J6,有五條與JADC2相關的工作線:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
以數據為中心的方法側重于國防部系統傳輸所需的數據類型和結構,創建一個共同的數據框架,為數據的發送和接收提供一個商定的標準。換句話說,數據的格式化、組織化和結構化的方式影響著數據從傳感器到決策者再到武器的高效和無縫傳輸。另一方面,網絡中心化和互操作性側重于通信標準,如無線電頻率、波形、通信加密等,以確保一個無線電能與另一個無線電通話。通過采用這種方法,JS J6專注于開發軟件應用,以改善指揮和控制。然而,該戰略可能缺少幾個方面,包括:
通信系統的硬件和軟件的功能,
網絡需要傳輸的數據量,
對手的行動對網絡的影響,
以及指揮和控制部隊的模塊化。
隨著國防部繼續改革其JADC2概念和要求,其他觀察家也注意到,在JADC2戰略中存在一些沒有被認定的領域,國防部應將其支出主要集中在研究和開發方面。一位觀察家認為,國防部應將其研發支出集中在改善網絡互操作性上。這種方法支持優先升級軍事通信系統,以便在整個聯合部隊中傳輸數據。它建議國防部在軟件和硬件方面投入更多資金,以提高所有類型的數據鏈路和網絡(例如,Link 16、多功能高級數據鏈路、態勢感知數據鏈路以及綜合海上網絡和事業服務)的互操作性。網絡互操作性方法的重點是,創建網絡是困難的;但是,利用軟件定義的網絡和通用電子設備(如類似的芯片架構)可以使每個軍種無縫共享信息。換句話說,這種方法更注重通信網絡的構建方式,而不是在這些網絡內發送數據的組織方式。軟件定義的無線電和網絡使無線電可以很容易地被編程,并因此更容易地相互通信。微電子(即物理硬件)最終定義了無線電的物理和軟件能力。
其他分析家認為,JADC2的支出應更多地集中在改變決策方式上。這一論點強調了通過利用人工智能(AI)實現決策過程自動化的必要性,正如國防高級研究計劃局(DARPA)的馬賽克戰爭概念所設想的。在這種方法中,優先利用人工智能系統的支出(如空軍的STiTCHES計劃),可以建立主要集中在需要傳輸的數據和數據結構的特設網絡。這一論點假設人工智能也可以分析情報、監視和偵察(ISR)數據,以確定人類可能錯過的趨勢,從而向軍事指揮官提出潛在的更好的建議。
其他觀察家認為,優先考慮如何使用和管理電磁波譜的決策對于支持JADC2至關重要。這些觀察家認為,像國防信息系統局的電磁戰管理計劃--旨在利用情報方法評估電磁波譜環境,然后自動決定如何使用頻譜來減輕對手的電子戰影響--對于實現全域指揮和控制是必要的。這些觀察家還認為,對手的電子戰效應將需要近乎即時地被緩解,因此需要一個強大的電磁環境部分(以及自動化),以便在對網絡的潛在攻擊中管理國防部網絡。
由于國防部設想使用JADC2來同時指揮多個領域的部隊,因此連接不同類型部隊的需求也在增加。國防部擁有并運營著許多通信系統,每個系統都使用不同的無線電頻率、標準和數據鏈,這些系統往往不能相互 "交談",因此需要一個網關將一種無線電協議 "翻譯 "成另一種協議。盟友和合作伙伴的加入增加了互操作性的挑戰。前國防部副部長邁克爾-格里芬在2020年3月向眾議院軍事委員會情報、新興威脅和能力小組委員會作證時,指出這個問題是繼續為FNC3進行OSD R&E努力的理由。
使國防部能夠共享來自不同部門和單位的信息的挑戰可以通過三種互操作性的方法來解決:
圖 6:E-11 戰場機載通信節點 (BACN)
新的通信設備。這種方法采用 "自上而下 "的方式(即由OSD或聯合參謀部確定解決方案,然后要求各軍種采用該方案)。使用與聯合戰術無線電系統(JTRS)開發類似的模式,這種方案將購買一個新的通信架構,重點是互操作性。例如,FNC3的努力似乎就是采用這種方法。盡管這種方法可以確保聯合部隊開發的通信系統可以無縫共享信息,而且可能是安全的,但它可能需要大量的投資,并可能遇到時間表的延誤。這種方法的另一個可能的缺點是,隨著系統的投入使用,它們可能對對手的技術不那么有效。
開發軟件來創建網絡。第三種方法是使用軟件,使用戶能夠創建自定義網絡。DARPA的 "馬賽克戰爭 "和ABMS計劃的某些方面就是這種方法的例子。與其他互操作性解決方案相比,這種方法更加模塊化,使為特定行動定制的單位和系統能夠相互通信。這種方法的一個主要風險是技術上的不成熟,特別是用于創建這些網絡的軟件。另一個風險涉及到與不同系統共享的信息量和分類,這些系統經過認證,具有不同的保密級別(例如,可釋放的秘密、不可釋放的秘密、最高機密)。
國防部和國會可以選擇這些方法中的一種或多種。一種特定的方法可能提供短期的好處,而國防部則追求一種長期的方法來解決互操作性的挑戰。
國防部為滿足JADC2的要求而開發通信網絡的方法包括三種相互競爭的能力:
數據吞吐量(即數據傳輸的速度)
延遲(即接收信息/數據的時間延遲)
彈性(在自然或故意中斷的情況下保持通信信號的能力)
軍事作戰新技術的興起,如人工智能、戰術數據鏈(如Link 16和多功能先進數據鏈[MADL])和對手的電子戰能力,為5G和FNC3等未來通信系統平衡這些能力帶來了明顯的挑戰。人工智能和信息戰可能需要大量的數據來實現預測分析,并讓指揮官對戰斗空間有一個準確的了解。與所有可用用戶共享數據的數據鏈并不一定需要高數據速率;然而,數據鏈確實需要低延遲,以確保傳感器能夠證明 "目標級數據",特別是對于像巡航導彈和飛機這樣快速移動的系統。最后,電子干擾器的擴散需要彈性(或抗干擾性能),以便在被主動干擾時保持通信。圖7說明了在開發新的波形時必須平衡這三個相互競爭的要求(無論該波形是為民用還是軍用而設計)。無線電信號能夠提供每一種能力;然而,優先考慮一種要求意味著其他兩種要求可能會受到影響,這可能會給決策者帶來兩難選擇,即在采購中優先考慮哪些能力。
圖7:平衡通信要求
隨著國防部對其通信系統的現代化改造,它可能會考慮技術特點和限制,以選擇在保護其網絡安全的同時推進任務目標的要求。例如,像5G這樣的技術可以提供高數據容量和低延遲,但目前還不清楚這些信號可能受到對手干擾的影響。另一方面,FNC3的設計似乎是為了提供具有高數據率的彈性;但是,由于它依賴于衛星,延遲將增加。
人工智能是實現JADC2的一個潛在的關鍵組成部分。隨著人工智能被引入軍事決策中,出現了幾個潛在的問題。首先,人工智能在決策中的作用應該達到什么程度?在使用致命武器時,人類的判斷力需要達到什么適當的水平?
第二,國防部如何確保用于人工智能算法協助決策的數據的安全性?盡管國防部把重點放在了數據結構上,但它沒有討論它計劃如何具體確保JADC2的數據有效性和安全性。錯誤的數據可能導致指揮官選擇損害任務目標的選項(如算法推薦可能浪費高價值彈藥的目標)。與此相關的是,國防部打算如何保護云環境中的這些數據,以防止對手操縱它們?這些安全計劃是否足以防止對手的操縱?
由于JADC2可能需要不同類型的部隊和武器系統,每個軍種都可能尋求改變其訓練、組織和裝備部隊的方式。例如,海軍陸戰隊在其部隊重新設計中宣布,它將取消它認為不符合國防戰略指導的部隊,并將資金重新投入到其他更適合未來作戰環境的項目中。
現役和預備役部隊的能力平衡是部隊結構調整的另一個方面。例如,陸軍在歷史上決定將后勤能力從現役部門轉移到預備役部門。因此,如果美國要開戰,陸軍大概需要啟動預備役部隊來實現行動。當國防部和各軍種準備迎接JADC2帶來的挑戰時,這些組織將如何選擇平衡現役和預備役部隊的能力和部隊結構?
聯合參謀部J6是國防部JADC2工作的主要協調者,每個軍種和一些國防部機構都在進行各種活動。國會中的一些人過去曾表示有興趣建立國防部范圍內的項目辦公室(如F-35聯合項目辦公室)來集中管理大規模的工作。國防部的研究和開發工作將隨著時間的推移而增加,因此,管理這些工作可能會變得更具挑戰性。國會在未來可能會尋求確定或建立一個負責項目管理、網絡架構開發和財務管理的組織。
聯合戰術無線電系統(JTRS)是一個通信項目,旨在通過在所有軍種中部署無線電設備來提高通信的互操作性。該計劃于20世紀90年代中期開始,最終于2011年被前國防部負責采購、技術和后勤的副部長弗蘭克-肯德爾取消。在他的理由中,肯德爾副部長指出,"由于當時技術不成熟,移動特設網絡和可擴展性的技術挑戰沒有得到很好的理解......從JTRS GMR[地面移動無線電]開發計劃中產生的產品不太可能在經濟上滿足各軍種的要求。" 在15年的開發工作中,國防部花費了大約150億美元,在終止時還需要130億美元。
JTRS計劃旨在用可在大部分無線電頻譜上運行的基于軟件的無線電取代軍隊使用的25至30個系列的無線電系統--其中許多系統不能相互通信。根據設想,JTRS將使各軍種與選定的盟國一起,通過各級指揮部的無線語音、視頻和數據通信,包括直接獲取來自機載和戰場傳感器的近實時信息,以 "無縫 "方式運作。被描述為 "軟件定義的無線電",JTRS的功能更像一臺計算機,而不是傳統的無線電;例如,它可以通過添加軟件而不是重新設計硬件來升級和修改,以便與其他通信系統一起運行--這是一個更昂貴和費時的過程。國防部聲稱,"在許多情況下,一個具有多種波形的JTRS無線電臺可以取代許多單獨的無線電臺,簡化了維護工作",而且由于JTRS是 "軟件可編程的,它們也將提供更長的功能壽命",這兩個特點都提供了潛在的長期成本節約。JTRS計劃最初被分成五個 "集群",每個集群都有一個特定的服務 "領導"(見表A-1),并由一個聯合項目辦公室管理整個架構。
注:外形尺寸無線電臺基本上是士兵攜帶的小型化無線電臺,以及重量和功率受限的無線電臺。
正如下文所討論的,JTRS在開發過程中遇到了一些困難。這些問題可能與未來的JADC2開發有關。
根據政府問責局(GAO) 2005年的一份報告: 為了實現寬帶網絡波形的全部功能,包括傳輸范圍,Cluster One無線電需要大量的內存和處理能力,這增加了無線電的尺寸、重量和功耗。增加的尺寸和重量是努力確保無線電中的電子部件不會因額外的內存和處理所需的電力而過熱的結果。到目前為止,該計劃還未能開發出符合尺寸、重量和功率要求的無線電,而且目前預計的傳輸范圍只有三公里--遠遠低于寬帶網絡波形所要求的10公里范圍....。Cluster One無線電的尺寸、重量和峰值功率消耗超過直升機平臺要求的80%之多。
由于無法滿足這些基本的設計和性能標準,人們擔心Cluster One可能無法按計劃容納更多的波形(計劃中Cluster One有4到8個存儲波形),而且它可能過于笨重,無法裝入重量和尺寸都受到嚴格限制的未來戰斗系統(FCS)載人地面車輛(MGVs)以及陸軍的直升機機群。一些觀察家擔心,為了滿足這些物理要求,陸軍將大大 "削弱 "第一組的性能規格。然而,根據陸軍的說法,它在減少Cluster One的重量和尺寸以及增加其傳輸范圍方面取得了進展;然而,將所有需要的波形納入Cluster One證明是困難的。據報道,Cluster Five無線電臺也遇到了類似的尺寸、重量和功率方面的困難;這些困難更加明顯,因為有些Cluster Five版本的重量不超過1磅。
JTRS的安全問題成為發展中的一個重要困難。據一位專家說,該計劃最大的問題之一是安全,"即加密,因為JTRS的加密是基于軟件的,因此容易受到黑客攻擊"。 計算機安全專家普遍認為,用于任何目的的軟件都是脆弱的,因為目前沒有一種計算機安全形式能提供絕對的安全或信息保證。據美國政府問責局稱,JTRS要求應用程序在多個安全級別上運行;為了滿足這一要求,開發人員不僅要考慮傳統的無線電安全措施,還要考慮計算機和網絡安全措施。此外,國家安全局(NSA)對JTRS與美國盟友的無線電系統接口的安全擔憂也帶來了發展上的挑戰。
一些分析家表示擔心,使JTRS與傳統無線電 "向后兼容 "的目標在技術上可能是不可行的。據報道,早期的計劃試圖通過交叉頻段來同步不兼容的傳統無線電信號,這被證明過于復雜。目前陸軍的努力集中在使用寬帶網絡波形來連接傳統的無線電頻率。一份報告指出,雖然寬帶網絡波形可以接收來自傳統無線電的信號,但傳統無線電不能接收來自JTRS的信號。為了糾正這種情況,陸軍考慮使用19種不同的波形來促進JTRS向遺留系統的傳輸。在JTRS無線電中加入如此多的不同波形會大大增加內存和處理能力的要求,這反過來又會增加JTRS的尺寸、重量和功率要求。
作者:John R. Hoehn,軍事能力和計劃分析師