在大國競爭的背景下,采用可信來源的技術的戰略重要性怎么強調都不為過。隨著俄羅斯等對手整合 "智能化戰爭 "等戰略,對傳感器和數據收集的依賴變得前所未有的重要。沒有什么比烏克蘭沖突更能說明無人機系統的影響了,在那里,大規模生產的小型四軸飛行器已成為俄羅斯坦克的解藥。
美國政府認識到這一影響,啟動了 "復制者計劃"(The Replicator Initiative),"在未來 18 到 24 個月內,在多個領域開發出數千架規模的小型、智能、可攻擊的無人機系統(sUAS)"。取勝不僅需要在戰場上做好準備,還需要在行動和供應鏈中做好準備。將尖端技術融入軍事戰術和戰略,對于確保在日益復雜的全球環境中保持靈活機動的防御態勢至關重要。
戰術 ISR(情報、監視和偵察)是現代軍事行動的重要組成部分,它提供的關鍵信息影響著戰略決策和戰術行動。使用衛星、載人飛機和大型無人機系統(UAS)等傳統 ISR 工具往往會在部署靈活性、響應時間和作戰靈活性方面受到限制。由于這些資產是無機的--地面小分隊必須在需要時通過無線電獲得它們,這就導致了現場操作人員的 ISR 速度緩慢,而且經常無法使用。
無人機可以是有機的,這意味著它們與單元一起在戰場上,一旦需要就能立即使用。以分隊為基礎的小型無人機系統(sUAS)的發展為戰術 ISR 領域帶來了動態變化,有效地解決了這些局限性。
衛星的局限性:
衛星在高空運行,受到軌道的嚴重限制,這限制了其提供實時情報的能力。
由于距離目標區域很遠,衛星提供的圖像往往缺乏戰術決策所需的粒度。
衛星數據的獲取和處理也存在延遲,這可能導致信息在到達地面部隊時已經過時。
無人機系統部署:
大型無人機系統雖然具有更長的續航時間并可攜帶先進的傳感器,但部署起來往往非常麻煩。其中許多系統甚至需要跑道,或要求作戰人員站立并面臨風險。
部署通常需要專門的發射和回收設備,以及多名人員,而這在前沿作戰或敵對環境中并不總是可行的。
這些系統在發射和回收過程中很容易受到攻擊,因為它們需要可能被敵軍瞄準的開放空間。
在瞬息萬變的戰術情況下,部署大型無人機系統所需的時間可能會成為問題,有可能導致地面部隊錯失良機或增加風險。
準確、及時的情報對任務的成功至關重要。目前,大型無人機系統和衛星等選擇因其高空作業和反應時間慢而受到限制。以小隊為單位的小型無人機系統提供了一種解決方案:在單元層面增強態勢感知能力。先進的人工智能技術可實現有效的人機協作,從而在減少操作員認知負荷的同時獲得這種智能。
烏克蘭戰爭的爆發標志著過去十年戰略和沖突環境加劇的一個重要轉折點。第二次世界大戰結束時確立的國際法如今正遭到破壞,這是過去八十年來從未有過的。國與國之間的沖突不再是戰爭與和平的交替,而是長期處于緊張狀態,競爭可能演變為爭奪甚至對抗。為了應對這一新的戰略時代,法國陸軍應做出調整,展示出足夠的實力和信譽,以阻止對手極端主義的抬頭。在2024-2030 年多年國防支出法的支持下,法國軍隊正在進行轉型,以滿足現代戰爭的需求,這既是對作戰能力的挑戰,也是對能力的挑戰。
在作戰領域,法國陸軍轉型的關鍵詞是多功能性、倫理力量、反應能力和力量。對近期沖突的分析表明,戰斗的勝利仍然主要依靠人力。道德力量和必勝決心一如既往地至關重要。但除了這些無形的因素之外,創新也是作戰優勢的一個日益重要的因素,而數字革命則加速了這一進程。創新必須使我們能夠比對手更快地理解、適應、協調和采取行動。這就意味著要將最現代的作戰形式與最質樸的作戰方式相結合。
為了實現這一雙重目標,陸軍必須首先保持其三十年來最大的資產--多功能性和道德力量。軍隊必須在領導風格中融入更多的輔助性,并培養作為 "戰士精神 "基礎的價值觀,從而鞏固這些基本要素。但它還必須在此基礎上發展其反應能力和戰斗力。隨著 "天蝎 "計劃的實施,法國陸軍已經邁入了信息增強型協同作戰時代。該計劃帶來了一場重大的數字化變革,旨在將部署的士兵和車輛連接起來,以便收集數據并實時傳達給所有參戰單元。這樣就能協調武器和演習的效果,從而主導戰場。此外,到 2027 年,法國陸軍在力量和反應能力方面的雄心將包括能夠在 30 天內部署一個師(19000 人和 7000 輛車),而目前需要 6 個月。
法國國防采購與技術局(DGA)的任務是為武裝部隊提供主權裝備,為未來的國防系統做好準備,促進歐洲合作,維護核威懾基礎。
十多年來,DGA 一直在領導 "天蝎 "計劃,該計劃旨在更新法國陸軍的作戰能力并使之現代化。下一代 "獅鷲"、"美洲虎 "和 "藪貓 "裝甲車都配備了獨特的信息系統,能夠即時共享所有戰場數據。數據準確性和傳輸速度的提高正推動陸軍進入協同、信息強化作戰時代。
天蝎計劃的詳細架構開發階段于 2010 年啟動,計劃于 2021 年 11 月在實戰中進行初步部署。如今,2024-2030 年 LPM 多年國防支出法規定向法國陸軍交付 1345 架 "獅鷲"、200 架 "美洲虎 "和 978 架 "藪貓"。
"天蝎"是法國陸軍未來幾十年能力轉型的基礎。但除了這一關鍵計劃,DGA 還必須適應烏克蘭戰爭引發的新戰略環境。在過去的兩年里,它一直在推動我們的國防工業向戰爭經濟模式轉型。除了需要投資創新以開發最有效的武器系統外,我們現在還需要生產更多的產品,并以更快的速度和更低的成本進行生產。我們必須確保國防工業和武裝部隊之間的最大響應能力和效率,從而滿足高強度沖突對大規模生產的需求。我們已經成立了一個 "反應迅速的采購工作組"(Force d'acquisition réactive,FAR),以加快采購程序,滿足最緊迫的需求。對于法國陸軍來說,向戰爭經濟模式的轉型使得凱撒火炮系統的生產速度大大加快,并加強了其無人機系統部分的生產。
因此,法國武裝部隊部將借第 28 屆歐洲航空航天展覽會之機,全面展示 DGA 為法國陸軍開發的現代化和更新的空地能力,憑借這些能力,法國陸軍將應對當前和未來的戰爭挑戰。
為適應未來任務,"打勝仗之前",法國陸軍啟動了深入轉型。它以四大支柱為基礎,即 "存在并持續"(Be and Last)、"行動"(Act)、"保護"(Protect)和 "創新"(Innovate)。
皮埃爾 席爾強調:"人的力量是作戰的主要工具;除非士兵表現出尚武的價值觀,除非各級領導人有必勝的決心,除非國家支持其軍隊,否則最有效的裝備和管理最好的戰略都無法產生預期的效果"。為了應對最艱苦的戰斗形式,陸軍培養士兵的尚武精神,他們因共同的價值觀而團結在一起:忠誠、奉獻、決心和膽識。這種團結為兵戎相見創造了條件,而兵戎相見在實際作戰中是必不可少的。
這些價值觀不僅沒有過時,反而與新一代人息息相關。皮埃爾-席爾(Pierre Schill)將軍說,現在的年輕人 "知道從軍的意義",他對他們 "完全有信心"。法國陸軍每年招募 15000 名 "渴望參軍 "的年輕人,他們的動機是加入一支 "就業 "的軍隊。陸軍意識到,沒有國家重要力量的支持,就不可能取得作戰優勢,因此正在加大力度培養年輕人的國防精神,提高他們對陸軍價值觀的認識。其中一個例子就是作為 2024 年巴黎奧運會和殘奧會一部分而組織的 "青年大地 "挑戰活動。
如今,法國武裝部隊在境外參與的正常框架是集體行動。法國有一個明確的目標,那就是在北約中發揮框架國家的作用。為了鞏固法國作為可靠可信盟友的地位,法國陸軍雄心勃勃,計劃到 2027 年在 30 天內部署一個 "高強度 "師(19000 人和 7000 輛車),而目前需要 6 個月。"皮埃爾-席爾(Pierre Schill)將軍解釋說:"這樣做的目的是展示我們的實力,以此威懾潛在對手,并與盟國保持戰略團結。皮埃爾-希爾將軍解釋說,這就是 2024 年在里爾成立陸軍和作戰司令部的原因。其目的是增強陸軍的力量和反應能力,以便在適當的時間和長期內讓有組織、有裝備、可執行任務的單元參與進來。
陸地作戰部隊(FOT,operation land force)共有現役軍人 105,000 人,其中士兵 77,000 人。它是陸軍的核心力量。為了賦予這支武裝力量執行任務所需的行動杠桿,并賦予其權力和加強其自主性,我們采用了一種新的組織方式。其目的是讓 FOT 各師負責不同利益領域的行動合同。這些地區包括法國及其海外領地、歐洲和中東、非洲和印度-太平洋地區。每個分部通過其大隊開展行動,大隊在各自的戰略地區覆蓋整個領土,合同期為三年。在此期間,他們能夠真正適應環境,成為環境專家。這種被稱為 "區域化 "的新方法也適用于國家應急梯隊系統。現在,每個團都有一個能夠在 0 至 6 小時內進行干預的部門。
沖突規模的變化和當前技術的加速發展促使法國陸軍于 2023 年 8 月成立了未來作戰司令部。其核心任務之一就是創新:無人機群、機載系統、地面機器人和模擬--整合新技術對于保持作戰優勢至關重要。人工智能(AI)在這些新技術中名列前茅。2024 年 1 月,皮埃爾-席爾(Pierre Schill)將軍認為,法國武裝部隊必須 "擁抱人工智能",因為 "將這項技術融入武器系統 "和 "參謀流程 "是 "保持主動權的關鍵"。特別是,人工智能已被納入 "天蝎 "協同作戰系統及其未來能力擴展系統 "泰坦 2040"。
由 DGA 領導的 "蝎子 "計劃正在推動法國陸軍進入信息增強型協同作戰時代。由于前線士兵與其領導之間的信息流速度更快、針對性更強,這種增強型連接可在戰斗中節省寶貴的幾秒鐘。它有助于更好地了解戰場,促進戰術行動。
為了適應技術進步帶來的新的作戰形式,法國軍隊將裝備數字化和戰場即時信息共享作為優先事項。今天,如果沒有 "信息增強型協同作戰",就不可能取得作戰優勢,明天更是如此。對于法國陸軍來說,"天蝎 "計劃已經將這種新的作戰方式變為現實。"天蝎 "計劃的縮寫是 "Synergie du contact renforcée par la polyvalence et l'infovalorisation"(通過多功能性和信息增強來加強接觸的協同作用)。
天蝎 "計劃將聯合作戰群的能力整合起來,使其成為一個由單一應用程序 "天蝎作戰信息系統"(SICS)支持的互聯作戰系統。在實踐中,該應用程序將所有車輛和人員連接起來,確保所有士兵都能獲得相同的信息。因此,約有 10 個舊系統被取代。因此,戰場數據流得到了改善,從而縮短了地面反應時間。這一新系統還意味著可以更好地保護機組人員,更好地了解戰場情況。可以更有效地發現威脅,降低友軍誤傷的風險。
天蝎計劃還包括三輛最新一代裝甲車的開發:"獅鷲"、"美洲虎 "和 "藪貓 "裝甲車均配備了 SICS。首批聯網的 "獅鷲 "裝甲車于 2019 年交付法國陸軍,2021 年底首次部署作戰。這種裝甲車的優勢現已得到廣泛認可。由于采用了遙控炮塔,炮手可以在車內進行射擊,從而減少了暴露。SICS 還能讓士兵在下車前就確定敵人的位置。車內裝有空調和靜音裝置,使車上的 10 名士兵感到更加舒適。最后,不再需要長時間的無線電通話來解釋情況、請求和接收命令。與以前的五分鐘相比,現在只需點擊一下鼠標,幾秒鐘就能在與敵人接觸的士兵和后方指揮部之間傳遞信息。
為了迎接未來的戰爭,法國國防參謀部(EMA)、法國國防部和法國陸軍參謀部已經開始著手擴展 "天蝎 "計劃的功能。"泰坦"計劃將于 2040 年左右接替 "天蝎 "計劃。其目的是更新所有現有的連接,并將其擴展到聯合部隊和盟軍。
本報告的結論是,無人機改變了烏克蘭戰爭的戰場,但改變的方式是進化而非革命。雖然戰術創新層出不窮,無人機也提供了一些新能力,但它們的影響并沒有達到真正的顛覆性變革,也就是所謂的軍事革命。在大多數情況下,俄羅斯和烏克蘭的無人機仍由人類駕駛,沒有廣泛聯網,而且規模較小,這意味著它們的影響往往是局部的。在某種程度上,無人機之所以沒有給烏克蘭或俄羅斯帶來戰場上的決定性優勢,是因為雙方都在進行快節奏的創新和仿效的雙面循環。由于許多無人機技術是商業或雙重用途的,因此很容易獲得,這意味著創新很快就會擴散到敵方。俄軍在采用商用和 DIY 神風特攻隊無人機方面一直是快速追隨者。同樣,烏克蘭部隊也試圖在數量和質量上與俄羅斯的軍用無人機相媲美,但由于涉及軍事專用技術,烏克蘭人一直無法完全縮小這一差距。
本報告是探索無人機如何影響大國競爭和中美未來潛在戰爭的大型項目的一部分。報告重點介紹了烏克蘭無人機行動的經驗教訓。它為當今種類繁多的無人機--軍用、商用和神風特攻隊無人機--提供了一種新穎的分類方法,以便更準確地討論它們的影響;它概述了烏克蘭沖突迄今為止的情況;它還深入分析了每種無人機在這場戰爭中的主要發展情況。
除了對軍事事務中是否發生了一場革命進行總體評估外,本分析還對烏克蘭戰爭和更廣泛的無人機戰爭提出了一些見解。
在烏克蘭戰爭中:
關于無人機戰爭更普遍的教訓包括
在烏克蘭戰爭中,無人機已成為越來越重要的武器,但它們并沒有徹底改變戰爭。盡管如此,烏克蘭部隊廣泛使用無人機,以獲得對俄羅斯優勢部隊的不對稱優勢。鑒于俄羅斯國防部(MOD)不愿正式接受私營部門的技術,俄羅斯軍隊迅速跟進并效仿烏克蘭對商用無人機的使用,其程度令人驚訝。俄軍將其軍用級無人機和神風特攻隊無人機作為偵察火力綜合體的一部分,使其能夠越來越多地發揮更大的火力優勢。在整場戰爭中,雙方相互學習,采用已成功使用的戰術和技術,開發反制手段以提高防御能力,從而形成了快速的適應循環。隨著戰爭的持續,這種模式很可能會繼續下去。顯然,無人機本身并不能決定誰能在這場沖突中獲勝,但它們肯定會在正在進行的烏克蘭戰爭和未來的其他戰場上發揮突出作用。
相互依存的人機團隊將是未來西方國家威懾大國戰爭的關鍵組成部分,如果威懾失敗,還能贏得戰爭。英美兩國面臨的競爭對手在質量上可能不相上下,但由于其工業能力和靠近可能的沖突地區,以及專門針對和擊敗西方能力而設計的作戰概念,它們在質量上擁有選擇性優勢。
盡管面臨這些前所未有的挑戰,英美兩國仍擁有相當大的作戰和軍事技術不對稱優勢。兩國都相信自己的軍隊能在最底層進行適應和創新。兩國都有聯合作戰的經驗,包括在遠征環境中的經驗。利用這些特點來塑造英美兩國軍隊開發、部署和使用能力的方式,將使競爭對手難以復制西方國家的表現,即使是使用相同的基礎技術。
作為以這些不對稱性為基礎的更廣泛抵消戰略的一部分,英美兩國軍隊應利用人機協作(HMC)和人機協同(HMT)來:展示降低英美兩國軍事、經濟和政治戰爭成本的潛力,同時增加對手的戰爭成本;實現決策優勢,讓對手進退兩難;在被拒絕的環境中產生意識。考慮到對有限資源的競爭性需求,美英兩國軍隊應在短期內集中力量開發、獲取和部署實現這些目標所必需的一組特定的 HMC 和 HMT 能力和使能手段。這些能力將根據反介入區域拒止泡泡內的使能活動進行選擇。這一具體任務可細分為若干子活動,包括改進感知、分析、規劃和決策,發展成本更低、更具攻擊性的部隊,遠征部隊的無人維持,加強欺騙,以及利用 HMC 進行預測性維護。
不過,也有一些注意事項。首先,與精密革命不同,西方在人工智能、自主、計算和其他與軍事相關的科技領域不會享有明顯而持久的技術優勢。其次,如果要實現新興技術的軍事潛力,就必須克服一些阻礙采用和推廣創新的障礙。
在這份政策指南中,作者認為人機協同技術的進步對于有效抵消對手的優勢至關重要。為了執行抵消戰略,各國軍隊將需要開發技術并投入大量資源,以發展新的作戰概念和方法,將人類判斷力與技術能力的結合視為成功的核心。這將是發揮持久組織優勢的關鍵。
本文旨在為政策制定者提供入門指南和政策指導,概述 HMC 和 HMT 如何利用西方國家的具體方法進行技術變革,以服務于這些國家的不對稱優勢。
人工智能(AI)已經滲透到生活的許多領域,國防領域也不例外。從優化物流鏈到處理大量情報數據,人工智能在軍事領域都有應用。越來越多的人認為,人工智能將對未來戰爭產生重大影響,世界各地的部隊都在大力投資人工智能所帶來的能力。盡管取得了這些進步,但戰斗在很大程度上仍然是人類的活動。
通過使用人工智能支持的自主武器系統(AWS)將人工智能引入戰爭領域,可能會徹底改變國防技術,這也是當今最具爭議的人工智能用途之一。關于自主武器如何遵守出于人道主義目的而制定的武裝沖突規則和條例,一直存在著特別的爭論。
政府的目標是 "雄心勃勃、安全、負責任"。當然,我們原則上同意這一目標,但愿望與現實并不相符。因此,在本報告中提出建議,以確保政府以合乎道德和法律的方式在 AWS 中開發和使用人工智能,提供關鍵的戰略和戰場效益,同時實現公眾理解和認可。必須將 "雄心勃勃、安全負責 "轉化為實際執行。
政府必須尋求、建立并保持公眾對開發和使用人工智能的信心和民主認可,尤其是在 AWS 方面。從媒體對我們調查的報道中可以清楚地看出,人們對在預警系統中使用人工智能有著廣泛的興趣和關注。實現民主認可有幾個要素:
理解: 對自主武器的討論,以及在很大程度上對人工智能的討論,都受到追求議程和缺乏理解的困擾。我們的目標之一是為建設性辯論提供事實依據,政府的坦誠和透明將有助于這一進程。
議會的作用: 議會是開發和使用預警系統的決策中心。議會的監督能力取決于信息的可獲得性,取決于其預測問題而不是事后反應的能力,也取決于其追究部長責任的能力。政府必須在議會時間表中留出足夠的空間,并提供足夠的信息,以便議會(包括其專門委員會)有效地審查其人工智能政策。我們當然理解政策制定的內容可能高度敏感,但我們有既定的方法來處理此類信息。絕不能以保密為由逃避責任。
保持公眾信心: 對英國防部 "目前沒有開展監測或民意調查以了解公眾對使用自主武器系統的態度 "這一事實感到失望。政府必須確保在開發自動武器系統時適當征求公眾意見。它還必須確保道德規范處于其政策的中心位置,包括擴大英國防部人工智能道德咨詢委員會的作用。
實現以下目標對這一進程至關重要:
政府應以身作則,在國際上參與對 AWS 的監管。人工智能安全峰會是一個值得歡迎的舉措,但它并不包括國防。政府必須將人工智能納入 AWS,因為政府宣稱希望 "以包容的方式共同努力,確保以人為本、值得信賴和負責任的人工智能是安全的",并 "通過現有的國際論壇和其他相關倡議支持所有人的利益"。
幾年來,國際社會一直在辯論如何監管人工智能系統。這場辯論的結果可能是一項具有法律約束力的條約,也可能是澄清國際人道主義法應用的非約束性措施--每種方法都有其擁護者。盡管在形式上存在分歧,但關鍵目標是加快努力,達成一項有效的國際文書。
其中的一個關鍵因素將是禁止在核指揮、控制和通信中使用人工智能。一方面,人工智能的進步有可能提高核指揮、控制和通信的效率。例如,機器學習可以提高預警系統的探測能力,使人類分析人員更容易交叉分析情報、監視和偵察數據,并改善核指揮、控制和通信的防護,使其免受網絡攻擊。
然而,在核指揮、控制和通信中使用人工智能也有可能刺激軍備競賽,或增加各國在危機中有意或無意地升級使用核武器的可能性。使用人工智能時,決策時間被壓縮,可能會導致緊張局勢加劇、溝通不暢和誤解。此外,人工智能工具可能會被黑客攻擊,其訓練數據可能會中毒,其輸出結果可能會被解釋為事實,而實際上它們只是統計上的相關性,所有這些都可能導致災難性的結果。
政府應采用可操作的 AWS 定義。令人驚訝的是,政府目前還沒有這樣的定義。英國防部表示,它對采用這樣一個定義持謹慎態度,因為 "此類術語已具有超出其字面解釋的含義",并擔心 "在一個如此復雜和快速發展的領域,過于狹隘的定義可能很快過時,并可能無意中阻礙國際討論的進展"。然而,我們認為可以創建一個面向未來的定義。這樣做將有助于英國制定有意義的自主武器政策,并充分參與國際論壇的討論。
政府應確保在 AWS 生命周期的各個階段都有人類控制。人們對 AWS 的關注主要集中在由人工智能技術實現自主的系統上,由人工智能系統對從傳感器獲得的信息進行分析。但是,為了確保人類的道德代理權和法律合規性,對系統的部署進行人為控制是至關重要的。這必須以我們國家對國際人道法要求的絕對承諾為支撐。
政府應確保其采購程序是為人工智能世界而適當設計的。英國防部的采購工作缺乏問責制,過于官僚化。特別是,英國防部缺乏軟件和數據方面的能力,而這兩者都是人工智能發展的核心。這可能需要革命性的變革。如果需要,那就改變吧;但時間緊迫。
如今,美海軍陸戰隊已做好更充分的準備,可以作為一支隨時待命的海軍遠征兵力,在競爭激烈的海域內開展行動,為聯合戰役提供支持。雖然持續實驗和學習無疑會發現更多的改進措施來提高兵力,但其相信,通過協作,海軍陸戰隊的組織、訓練和裝備將足以應對 21 世紀的全球挑戰。
在去年的《兵力設計2030 (2022年度更新)》中,我們追溯了 "兵力設計 2030"(FD2030)的起源,從第 31 任司令官的 "獵人戰士"(1997 年)和 "城市戰士"(1999 年)實驗,到第 33 任司令官的 "分布式作戰概念"(2005 年),再到第 37 任司令官關于我們需要現代化的證詞(2019 年)。除了前幾任司令的意見外,FD2030 還參考了大量戰爭游戲和 2018 年《國防戰略》中的指示,這些指示在 2022 年《國防戰略》中得到了加強和擴展。這些里程碑式的事件塑造了我們的方法,以跟上作戰環境不斷變化的特點。
本報告介紹了 FD2030 迄今取得的進展,并對未來 12-24 個月的后續行動做出了指示。自 2019 年啟動行動以來,我們在未來兵力的設計和交付兩方面都取得了重大進展,如今我們的現代化努力正在取得實實在在的成果。成千上萬名海軍陸戰隊員在作戰發展企業和海軍陸戰隊艦隊(FMF)的共同努力下,使海軍陸戰隊仍然是首屈一指的遠征、聯合兵種和全球危機應對兵力。如今,海軍陸戰隊有能力與盟友和合作伙伴一起,在對手武器系統可及的范圍內隨時待命;不讓對手進入陸地、空中或海上領域;擴大艦隊和作戰指揮官的海域意識;在全球范圍內奪取和保衛關鍵的海上地形。現在,我們可以比以前更迅速地感知、感知并采取行動,進一步擴大我們在機動作戰方面的優勢。
在最近的出版物中,歐洲防務機構指出,需要使供應鏈更有彈性,俄羅斯對烏克蘭的侵略進一步突出了這一優先事項。本文認為,通過采用數字孿生作為技術解決方案,使(軍事)供應鏈減少冗余是可行的。數字孿生提供了許多優勢,首先是實時監測和分析,可以戰略性地與創新的危機模擬和額外的支持技術相結合,以確保供應鏈在不利和潛在的未知條件下生存,防止供應短缺,減少維護成本和時間,并能夠與其他合作伙伴和利益相關者合作。
2018年6月,EDA的能力發展計劃(CDP)進行了重大修訂,從而定義了11個歐洲能力發展優先事項,包括加強后勤和醫療支持能力。同樣,總體戰略研究議程(OSRA)以技術基石(TBB)的形式定義了共同的科技優先事項,其中包括國防關鍵技術供應鏈(TBB45)。正如正在進行的烏克蘭戰爭所表明的那樣,軍事供應鏈--及其對挑戰性地形、維護成本、材料供應等問題的適應性--已成為國防的關鍵因素。使軍事供應鏈更具彈性,理所當然地成為EDA的優先事項[1]。在這一優先事項的基礎上,本文旨在探索一種可能的方式,使軍事供應鏈減少冗余。在供應鏈的背景下,冗余是指擁有備用系統、流程或資源,以確保在發生意外中斷的情況下,例如由于對手的進攻、自然災害、地緣政治不穩定或設備故障,業務可以繼續。
數字孿生是一種關鍵的使能技術,它使民事和軍事利益相關者能夠精確地模擬災難,并制定更好的和以情報為導向的決策,以減輕這種危機事件。識別關鍵材料和資產(包括主要的和輔助的)提供方面的依賴性、瓶頸和弱點,也有助于以較低的成本更好地制定抗災計劃和戰略。此外,通過使用數字孿生,民事和軍事利益相關者可以及時和正確地監測生產過程,確定短缺或缺乏供應鏈的多樣性。特別是在軍事物流這樣的領域,高速度、高保真和低容錯性至關重要,數字孿生在改善和促進軍事供應鏈方面具有真正的潛力。
然而,數字孿生的操作化本身并不是什么新鮮事,因為這種創新技術的許多例子已經在(軍事)航空領域被采用[2]。2018年,土耳其飛機工業公司與西門子產品生命周期管理軟件達成協議,在該公司的制造企業中實施完整的數字孿生;2020年,美國軍方使用數字孿生技術來提高F-35戰斗機和西科斯基UH-60黑鷹直升機的規劃和效率,2021年,勞斯萊斯公司轉向數字孿生來提高噴氣發動機效率[3]。雖然這項技術已經出現在(軍事)航空領域,但在國防部門的其他領域開發和實施,并擴大到整個軍事供應鏈--從單一(武器)系統到更廣泛和更復雜的系統,還有巨大的未開發的潛力。與其他創新技術和流程的整合,如"(軍事)物聯網"、區塊鏈和智能蜂群,再加上不斷增長的計算能力,可以使數字孿生成為操作的現實。這種數字孿生將被證明在跨境供應鏈的情況下最為有效,以評估/監測國際項目合作的可行性(如EMBT或歐洲巡邏隊)或在危機情況下(如涉及軍事行動的人道主義反應,或向烏克蘭等盟友和合作伙伴供應關鍵設備/物資)。
軍事供應鏈是一個復雜和多方面的生態系統,涉及各種相互關聯的過程,如設備、物資和軍事人員的采購、儲存、運輸和分配。正如最近的軍事行動所表明的那樣,有彈性和可靠的供應鏈對社會復原力和確保行動的有效性至關重要,而軍事供應鏈管理的現狀往往表現為效率低下、冗余和缺乏端到端的可視性[4]。軍事供應鏈的關鍵特征之一是其冗余性[5]。通過建立冗余系統,軍隊可以最大限度地減少中斷對其業務的影響,并確保貨物和服務繼續流動。然而,如果管理不善,冗余也會導致效率低下和不必要的復雜性。例如,保持過量的庫存會占用重要的資源并增加成本,而擁有太多冗余的供應商會導致不必要的重復工作。因此,重要的是要仔細平衡冗余的需求與維護冗余系統的成本和風險。
數字孿生可以提供對整個軍事供應鏈的實時監控和分析,從供應商到制造商,一直到最終用戶。因此,它們可以用來實時跟蹤庫存水平,清楚地了解哪些設備是可用的,哪些需要補充,以及監測生產狀態,預測何時需要維護。反過來,這將減少停機時間,增加設備的使用壽命。通過這樣做,數字孿生可以幫助識別供應鏈中的潛在問題和瓶頸,允許及時干預以防止中斷。例如,在軍事供應鏈方面需要考慮的主要問題之一是需求波動,即需求和/或預算的差異。軍事供應鏈面臨著巨大的訂單波動,從幾個零件的訂單到大批量的訂單,都是在選擇和未預測的需求驅動下迅速進行。考慮到這一點,軍事供應鏈將受益于數字孿生的幫助,以促進端到端的資產可見性,從而確保供應品到達正確的目的地和時間[6]。換句話說,數字孿生可以支持決策者,為他們提供關于關鍵軍事物資(食品、燃料、武器、設備和備件)的位置和條件的精確和最新信息,并迅速作出反應以滿足行動需要。在歐盟之外,人們可以發現許多數字孿生被用于改善庫存管理、修理和維護軍事裝備的例子,其總體目標是優化軍事行動。例如,美國陸軍已經開發了其供應鏈的數字孿生,稱為全球戰斗支持系統-軍隊(GCSSArmy)。GCSS-Army是一個基于網絡的物流信息系統,提供庫存水平、運輸狀態和交貨時間的實時可見性。它已經在各種軍事行動中進行了實地測試,如在伊拉克和阿富汗的行動,它有助于減少美國武裝部隊龐大的作戰供應鏈中的冗余。數字孿生的另一個例子是美國海軍的虛擬艦艇項目,它提供了關于海軍艦艇系統和操作的實時數據。這使海軍能夠優化維護和修理計劃,主動識別潛在的問題,并減少停機時間。
由于數字孿生依靠及時提供可靠的數據來呈現準確的供應鏈模擬,并允許進行有意義的情景模擬,因此應建立具體的(組織和法律)框架,以確保整個供應鏈的所有關鍵利益攸關方共同承擔數據質量的責任,特別是當數據必須跨境共享時。然而,由于供應鏈的復雜性、數據來源的多樣性以及與(機密)數據共享和整合相關的挑戰等幾個原因,軍事供應鏈管理中的數據質量可能是多變的。事實上,軍事供應鏈涉及多個行為體--包括制造商、供應商、物流供應商和最終用戶,每個行為體都有自己的數據系統和流程--并且經常在戰斗區或災區等具有挑戰性的環境中運作,這可能影響數據的質量和可用性。法律框架還可以為解決與數據質量問題有關的爭端提供依據,并為未能達到數據質量標準或違反與數據管理有關的協議制定懲罰措施。最后,它們還可以鼓勵整個供應鏈采用數據質量的最佳實踐和標準。這可以幫助確保所有各方都能獲得準確和可靠的數據,這對軍事供應鏈管理中的有效決策和高效運作至關重要。
在危機管理中,關鍵活動--如供應鏈的復原力--往往要定期進行危機演習和測試。這可以幫助軍事規劃者為潛在的破壞做準備,根據模擬結果做出明智的決定,制定應急計劃并評估其有效性。然而,這些演習存在很多缺點,降低了它們在龐大的軍事供應鏈上的效率:除其他外,它們不夠頻繁,不能調整,要求太高,而且非常昂貴。在一個全面運作的數字孿生體中,物理世界的變化直接轉化為虛擬副本。通過傳感器、"軍事物聯網 "和一般IT系統提供的數據質量越高,數字孿生體就越準確,其提供當前狀態快照的能力和支持模擬的能力就越強。
通過危機管理與數字孿生的融合,軍事決策者可以從博弈論決策中獲益,以改善局勢評估,促進多行為體和跨領域的決策,并加強各種公共和私人利益相關者之間的協調。除了這些宏觀層面的優勢,危機模擬也可以用來測試數字環境--以及部分供應鏈--本身的復原力。模擬網絡攻擊和由其引起的供應鏈中斷,可以準備具體的戰略和協議,以盡量減少影響。擁有一個數字復制品并測試不同的場景,可以快速發現異常情況,并檢測現實是否與之前測試的一些場景相匹配。在這個意義上,數字孿生體有可能通過學習攻擊者的行為來防止網絡攻擊,并提高整個供應鏈對網絡入侵和惡意軟件的安全性[7]。
為了給數字環境提供必要的數據流,諸如 "邊緣計算 "等分散的數據處理方法是恰當的。邊緣計算在軍事環境中并不是一個新概念,并且已經成功地應用于空中領域,與人工智能相結合,在信息優勢的基礎上獲得軍事優勢[8]。F-35就是這種情況,它具有獨特的能力,通過將每架飛機處理的信息合并成單一的態勢感知和威脅評估流,在飛機群中建立網絡。將邊緣計算擴展到整個供應鏈環境,可以實現前所未有的數據驅動的戰略決策和長期政策制定。在這樣的環境中,即使供應鏈中的一個節點被破壞,其他節點也能繼續運作并提供關鍵數據。
結合邊緣和分散計算,現有的數據空間倡議可以成為在數字孿生環境中匯集必要數據使用的關鍵推動因素。預計在幾年內,歐盟委員會將成功地領導在幾個領域推出共同的歐洲數據空間,包括制造業和供應鏈或單一歐洲天空,這對支持軍事互操作性和協調有明顯的潛力[9]。總的來說,邊緣計算和數據空間的結合可以創造一個更加分散和有彈性的供應鏈生態系統,數據可以在邊緣進行處理和分析,同時仍然被整合到一個集中的平臺上進行整體供應鏈管理。數據收集和處理的分散化可以使數字孿生更加靈活和可行。通過使計算能力更接近數據生成點,邊緣計算可以減少延遲并提高數據處理的速度。此外,這種方法可以幫助識別與數據泄露和網絡攻擊有關的新風險并減輕現有風險,這些都是軍事供應鏈管理中的主要問題。
此外,通過提高數據可用性和計算能力,與先進的可視化技術的逐步整合可以進一步支持軍事供應鏈流程的優化,并幫助限制冗余。工廠和軍事倉庫中的混合現實(MR)或擴展現實(XR)應用有可能提供一個現實的模擬環境,使用戶能夠與虛擬物體和數據進行實時互動。例如,MR/XR應用可用于模擬軍事倉庫中設備和物資的擺放,使用戶能夠測試不同的場景并優化布局,以獲得最大的效率。此外,這些應用可以用來模擬工廠的裝配線和后勤行動,使用戶能夠識別瓶頸,改善工作流程,優化資源利用[10]。
當涉及到各成員國在軍事采購和維護領域的合作時,諸如 "共享備件 "等倡議--旨在管理各國裝備和武器系統的備件--已被證明是成功的。最近,歐盟委員會通過了一項關于建立2022-2024年通過共同采購法加強歐洲國防工業的條例提案[11],該條例已被用于為烏克蘭聯合采購支持。再往前走一步,數字孿生可以用來分享數據,并在不同的軍事單位和組織之間進行協作[2]。這可以改善溝通和協調,從而實現更有效的供應鏈管理。通過操作數字孿生,軍事組織可以促進一個共享的數字平臺,為整個軍事供應鏈提供實時可見性。除了為所有利益相關者提供一個共同的作戰圖景,這有助于減少重復工作,數字孿生--以這種方式使用--可以通過為共享敏感信息提供一個安全空間來促進數據共享。在先進的加密和訪問控制的幫助下,數字孿生可以確保只有經過授權的人員才能訪問敏感信息,同時實現協作和信息共享。
數字孿生已經被用來改善參與制造過程的不同團隊之間的協作和協調。通過創建一個制造過程的數字孿生,設計師、工程師和生產經理可以更有效地合作,以優化生產和減少成本。通過將數字孿生融入軍事供應鏈,將有可能創建軍事物流和供應鏈系統的虛擬副本,包括運輸網絡、倉庫和配送中心。因此,來自不同單位或部門的軍事物流人員可以一起工作,優化物流和供應鏈運作。展望未來,數字孿生可以促進協作,但反過來,也可以通過歐洲層面的協作和協調來改善。為確保及時提供數據,應建立特設系統,以便在安全和可信的環境中共享數據。為此,可以在歐洲層面開發軍事供應鏈數據湖和國防數據空間,并成為數字孿生的骨干,將工業、政府和軍事結構結合起來。
歐盟可以通過幾種方式支持數字孿生的發展。歐盟(也通過EDA)可以提供資金和資源,支持數字孿生技術的研究和開發。這可以幫助加快沖突情況下的數字孿生解決方案的開發和部署。數字孿生的技術設置必須包括明確的數據互操作性方法,這是數據共享的本質,以確保它們在不同行業和部門之間具有互操作性和兼容性。這意味著重復使用現有的標準和格式,以確保與其他倡議(如部門數據空間)保持一致。此外,歐盟可以投資于教育和培訓計劃,以發展設計、開發和運營數字孿生解決方案所需的技能和知識。例如,這可以幫助創造一支熟練的勞動力,確保數字孿生的高網絡安全要求,因為數字孿生依賴于連接和數據交換,因此容易受到網絡威脅。
數字孿生的相關性還在于其跨領域的性質和適用性。在跨軍事層面上,有幾個系統需要相同類型的組件來生產或運作。當涉及到用于生產艦艇、飛機和坦克的火炮瞄準/制導系統的相同類型的微芯片,或可能被部署在不同場景的相同類型的彈藥時,情況就是如此。后者的一個例子是Aster導彈,它可以由不同的發射平臺操作,如FREMM護衛艦或SAMP/T防空陸地系統。對軍事物資的生產過程、庫存和位置有一個最新的看法,就有可能根據需要在可互操作的系統中重新部署這些物資,解決迫切的需求,同時允許制造商補充庫存。這可能被證明在常規軍事和聯盟行動中特別有用,在這些行動中,不同國家之間大規模的軍事資源匯集使庫存和制造商面臨壓力。這一緊急情況相對較晚地暴露了生產和供應鏈能力方面的廣泛問題,而這些問題本可以通過準確和數據驅動的模擬預先發現。
除了純粹的軍事層面,旨在支持軍事供應鏈的數字孿生還必須收集來自制造業、后勤服務和關鍵服務提供商(如能源)的數據。例如,許多戰略領域的歐洲制造商都依賴于關鍵原材料和中間產品的供應來進行生產。例如,這包括鋰、半導體和微芯片,它們不僅對軍事系統至關重要,而且對日常生活中使用的車輛或電子醫療設備的正常生產也至關重要,在危機時期也是如此。這也符合歐盟的最新政策,如《關鍵原材料法案》,該法案明確指出需要確保歐洲工業的原材料安全和可持續供應,這是綠色轉型的核心,總的來說是為了歐洲在世界級的長期競爭力和自主權[12]。
需要保持最低水平的戰略生產能力,以確保關鍵貨物的供應鏈得到不斷的監測和多樣化。數字孿生體將使其能夠對關鍵制造商和關鍵服務的供應短缺和削減進行模擬,并預先采取行動,為不間斷的供應鏈準備應急計劃。
能源(在能源網和燃料方面)是另一個關鍵供應鏈的例子,應加以監測,以確保在發生自然或人為的不利事件時,軍事設施和系統的運作不會被改變。然而,還有更多的關鍵基礎設施必須保持運行,不僅包括醫院或政府大樓,還包括生產線和初級產品的交付,從彈藥廠到食品加工場。與能源供應有關的數字孿生已經存在,并被用來為決策提供信息和支持能源短缺的反應。將能源供應的數據匯集到一個更廣泛的安全層面,將使它們能夠擴大范圍,支持軍事和民事準備和復原力。因此,很明顯,開發數字孿生所需的基礎設施也可以在和平時期保持使用,并被部署用于解決和預防與軍事層面具體相關的問題。
歐盟軍事委員會主席羅伯特-布里格將軍在考慮從俄羅斯對烏克蘭的侵略中吸取的作戰教訓時強調,"與作戰方面相比,后勤工作往往被認為是次要的,但它們再次證明了對戰爭的關鍵影響:坦克沒有燃料、長達數公里的車隊停在街道兩旁以及士兵在尋找食物的鏡頭將在歷史書中充滿強大的畫面"[1] 。在這方面,彈性和高效的供應鏈在軍事環境中的重要性怎么強調都不過分。本文建議使用數字孿生體,通過減少供應鏈的冗余度,使其更具彈性和效率,而冗余度是所有供應鏈固有的特征,包括軍事供應鏈。特別是,它建議通過利用數字孿生的實時監測和分析,結合創新的危機模擬,以及利用合作戰略和數字孿生與其他關鍵支持技術和數據基礎設施的聯合部署,有可能做到這一點。
本文所討論的解決方案包括在更大的范圍內創建一個數字孿生體,與迄今為止所實施的方案相比,其規模更大。它包括匯集大量的數據,這些數據可以支持在沖突時期和和平時期對供應鏈過程的監測,以提高準備和復原力。這是通過一個監測關鍵貨物的生產、運輸和庫存的數字生態系統來實現的,該系統匯集了來自眾多來源的數據。目前,這樣的數據量并不存在,或者只是部分存在,因此建議與歐盟目前在多個領域推出的歐洲共同數據空間建立協同作用。這也將允許建立一個 "模塊化 "的數字孿生,可以插入到一個特定的數據空間來檢索數據。這也有利于多種原因:i)在必要的質量/粒度水平上獲得數據,ii)受益于已經到位的治理和安全要求,iii)受益于分散的計算。
考慮到目前的狀況以及高質量數據可用性和計算能力的預期增長,我們有理由認為在未來20年內這種數字孿生解決方案會逐步發展。在計算能力方面,目前的能力已經可以使數字孿生體不僅可以對當前環境進行準確的描述性分析,進行預測性建模,還可以進行情景規劃和模擬。然而,真正的目標是在控制塔中通過人工智能進行實時數據整合,并可能與基于MX或XR的先進數據可視化同步,從而實現卓越運營。
同時,關于數據的可用性,這代表了主要的問題,應該在技術和政策方面投入最大的努力來促進它。到本十年末,在民用方面,可以預期第一個共同的歐盟數據空間將開始運作,并提供對描述性分析和預測性建模有用的數據。在軍事方面,如果每個國家(單獨或合資)開始開發自己的數字孿生,把倉庫和軍營、維修和訓練場地、港口/機場/導彈基地等的數據集中起來,就可以實現同樣的能力。隨后,將通過插入國防工業的數據來擴展供應鏈數據流。其結果將是一個 "國防數據空間",隨后與其他歐洲共同數據空間(如制造業)相連接,用其他貨物(如醫療用品)、能源和原材料供應方面的進一步數據來補充虛擬供應鏈。
《2022年國家安全戰略》和《國防戰略》明確指出,美國正處于一個決定性的十年,世界大國之間的地緣政治競爭條件將被確定。美國防部將以三種相互關聯的方式推進其優先事項--通過綜合威懾、戰役和建立持久優勢。加快技術進步和創新是通過這些戰略途徑實現美國防部優先事項的關鍵因素。美國和盟國在技術和創新方面的領先地位長期以來一直是其軍事優勢的一部分。其將采取措施保持領導地位,并對抗競爭對手。為了應對這一挑戰,《國家發展戰略》提出"廣泛而深入地改變生產和管理軍事能力的方式......為軍事優勢構建一個持久的基礎。"
根據國家發展戰略,美國國防科技企業必須 "利用美國的不對稱優勢:創業精神和多樣性和多元化的想法和技術生成系統,推動無與倫比的創造力、創新和適應性。" 通過這些不對稱的優勢,將創造、分析、測試、獲取和保護所需的知識和工具,以滿足國家發展戰略的三個戰略途徑。
在這個科學和技術戰略中,確立了競爭優勢的方式。將專注于聯合任務,以速度和規模創造和發揮能力,并確保研究和開發的基礎。
1.關注聯合任務:投資于信息系統,并建立嚴格的、著眼威脅的分析程序,更好地使國防部在其科學和技術投資中做出明智的選擇。
2.以速度和規模創建和部署能力:培育更具活力的國防創新生態系統,加速新技術向應用領域的過渡,在國防部內外建立有效溝通。
3.確保研發的基礎:招募、保留和培養人才,振興基礎設施,提升數字基礎設施,促進利益相關各方更強有力的合作。
維護美國國家安全的三大類14個關鍵技術領域,分別是:
為了應對一個日益動態的作戰環境的挑戰,必須適應技術發展的快速步伐。無人系統(UxS)在改善美國海岸警衛隊的卓越任務方面發揮著關鍵作用,并擁有巨大的前景。無人系統可以幫助找到遇險的海員。它們可以提高在海上探測非法毒品和移民販運的能力,這樣就可以最有效地分配有限的船只、船舶和飛機。UxS可以成為監測世界各地非法、未報告和無管制(IUU)捕撈活動的有力工具。在不斷變化的北極地區,UxS可以幫助破冰船的導航,跟蹤冰山和增加的船只交通,并監測其他商業活動的增長。未來將在一個可互操作的系統的互聯范圍內采用UxS,并使人工智能得到有效的整合,以便在這樣的情況下和更多的情況下向海岸警衛隊的操作員提供可操作的數據。能夠實現最佳人機協作的UXS為海岸警衛隊提供了改變游戲規則的機會。
海岸警衛隊還將有目的地在復雜的海洋環境中抵御和管理無人系統。將采用適合海岸警衛隊在所有領域的海上安全作用的反無人系統能力,以幫助確保海洋運輸系統(MTS)的安全。此外,自動化、自主化和無人駕駛系統的采用有望改變海運業。
雖然海岸警衛隊成功的關鍵一直是人,但無人駕駛系統提供了提高勞動力的性能和效率的前景,并作為一個真正的力量倍增器。海岸警衛隊將尋求調整要求、采購、收購和資金,以確保UXS能夠以需要的速度交付,并與勞動力和現有資產相結合。擁抱和整合UxS將在復雜和不斷變化的環境中促進海上安全和保障。
海岸警衛隊的一系列廣泛的任務要求海岸警衛隊的人員和漁船、艦艇、飛機和海岸站都要做到最好。然而,海洋領域繼續迅速變化并提出新的挑戰。"當今世界的變化步伐正在加快。地緣政治戰略競爭、經濟動蕩、氣候變化影響、勞動力期望值的變化、不斷發展的技術和新興的海洋用途正在匯聚在一起,推動服務發生變化。" 非法、無管制和未報告的捕撈活動已取代海盜行為成為最大的全球海事威脅之一。毒品和移民的非法販運正在向更遠的地方轉移,并持續對公眾構成威脅。北極地區的海事活動正在增加。自然災害繼續威脅著海洋上和海洋附近的人們。對海岸警衛隊服務的需求是強烈的,并繼續增長。
在一個不斷變化的海洋領域中保持意識和執行管理,仍然是幾乎所有海岸警衛隊任務的核心。在國內,"海洋環境的新興用途--包括近海能源生產、無人駕駛船只和航空系統的使用以及商業空間活動--正在迅速擴大,對現有的監管和操作框架提出了挑戰。" 更廣泛地說,"國家競爭者、暴力極端分子以及日益強大和有能力的跨國犯罪組織(TCOs)都在繼續試圖利用海上的薄弱治理、岸上的腐敗和海洋領域意識的差距來獲得經濟和政治優勢。" 這些變化給海岸警衛隊的任務執行帶來了威脅和機遇,同時也增加了對海岸警衛隊海上領域意識的需求,以支持美國和全球利益。
技術在不斷進步,提供了新的工具和能力,可以幫助執行海岸警衛隊的任務。"技術的快速發展,對海岸警衛隊服務不斷增長的需求,越來越多的動態操作環境,以及全球戰略競爭,使目前執行任務的方式更加緊張。必須加強競爭優勢,以配合影響海洋領域的變化速度。這是對行動的呼吁"。
UxS創造了機會,以新的方式將人員、資產、系統和數據結合起來,以創造一支更加靈活的部隊。UxS可以填補覆蓋面的空白,提高對形勢的認識。UxS還可以提供新的能力,以增強載人任務。UxS可以將人類從一些任務中經常是骯臟的、偶爾是枯燥的、有潛在危險的工作中解放出來。UxS不能單獨執行任務,但它們可以幫助保持人員準備狀態,直到正好需要海岸警衛隊人員的時刻。
海岸警衛隊已經雇用了一些UXS,但主要是以分離和以平臺為中心的方式進行的。海岸警衛隊已經經歷了一些項目的成功,如國家安全快艇上的中程無人駕駛航空系統(UAS),以及在海岸警衛隊各水上和岸上單位使用的短程UAS。當與其他技術無縫整合時,作為技術生態系統的一部分,無人機系統可以成為一個力量倍增器,將傳感器與作戰決策者通過資產、網絡、數據系統、高級分析和信息共享平臺聯系起來,并具有更高的速度和效率。必須保持靈活和適應性,以追求這一變革性變化。
雖然無人駕駛系統為海岸警衛隊的就業提供了機會,但它們已經被海洋環境中的所有類型的行為者所使用,而且應該預期它們的存在將大幅增長。公民使用無人駕駛系統正在無意中影響著政府和商業船只以及沿海設施的日常運作。商業航天公司正在使用無人駕駛的駁船進行作業,航運公司正在將自主系統甚至完全自主的車輛納入其船隊。麻醉品販子已經建造了小型的自制無人潛水艇,以秘密地在海上邊界非法運輸毒品。應該預料到,無人駕駛系統將在海洋環境中變得無處不在,必須為其影響做好準備。
了解海岸警衛隊任務的變化、機會和風險,使能夠構建一個愿景,為戰略制定方向。
自主系統將塑造戰爭的未來。因此,土耳其的國防人工智能(AI)發展主要側重于提高自主系統、傳感器和決策支持系統的能力。提高自主系統的情報收集和作戰能力,以及實現蜂群作戰,是發展國防人工智能的優先事項。雖然土耳其加強了自主系統的能力,但在可預見的未來,人類仍將是決策的關鍵。
人類參與決策過程提出了一個重要問題:如何有效確保人機互動?目前,自主系統的快速發展和部署使人機互動的問題更加惡化。正如土耳其國防工業代表所爭論的那樣,讓機器相互交談比較容易,但將人類加入其中卻非常困難,因為現有的結構并不適合有效的人機互動。此外,人們認為,人工智能對決策系統的增強將有助于人類做出更快的決定,并緩解人機互動。
土耳其發展人工智能的意圖和計劃可以從官方戰略文件以及研發焦點小組報告中找到。突出的文件包括以下內容:
第11個發展計劃,其中規定了土耳其的經濟發展目標和關鍵技術投資。
《2021-2025年國家人工智能戰略》,它為土耳其的人工智能發展制定了框架。
焦點技術網絡(Odak Teknoloji A??,OTA?)報告,為特定的國防技術制定了技術路線圖。這些文件提供了關于土耳其如何對待人工智能、國防人工智能和相關技術的見解。
土耳其特別關注人工智能相關技術,如機器學習、計算機視覺和自然語言處理,其應用重點是自主車輛和機器人技術。自2011年以來,自主系統,主要是無人駕駛飛行器(UAV),仍然是土耳其人工智能發展的重點。此后,這已擴大到包括所有類型的無機組人員的車輛。同時,用人工智能來增強這些車輛的能力也越來越受到重視。人工智能和相關技術的交織發展構成了土耳其人工智能生態系統的核心。
土耳其的人工智能生態系統剛剛起步,但正在成長。截至2022年10月,有254家人工智能初創企業被列入土耳其人工智能倡議(TRAI)數據庫。土耳其旨在通過各種生態系統倡議在其國防和民用產業、學術機構和政府之間創造協同效應。由于許多組織都參與其中,這些倡議導致了重復和冗余。冗余也來自于人工智能技術本身的性質。由于人工智能是一種通用技術,可以應用于不同的環境,各種公司都有用于民用和國防部門的產品;因此相同的公司參與了不同的生態系統倡議。此外,民用公司與國防公司合作,在國防人工智能研究中合作,并提供產品,這是司空見慣的。
土耳其鼓勵國際人工智能在民用領域的合作,但不鼓勵在國防領域的合作。然而,由于技能是可轉移的,國防人工智能間接地從這種合作中受益。
土耳其非常關注自主系統發展中的互操作性問題,特別是那些具有群集能力的系統。除了蜂群,北約盟國的互操作性也是一個重要問題。因此,土耳其認為北約標準在發展自主系統和基礎技術方面至關重要。
土耳其目前對人工智能采取了分布式的組織方式。每個政府機構都設立了自己的人工智能組織,職責重疊。目前,盡管國防工業局(Savunma Sanayi Ba?kanl???,SSB)還沒有建立專門的人工智能組織,但SSB的研發部管理一些人工智能項目,而SSB的無人駕駛和智能系統部管理平臺級項目。目前,根據現有信息,還不清楚這些組織結構如何實現國防創新或組織改革。
土耳其尋求增加其在人工智能方面的研發支出,旨在增加就業和發展生態系統。SSB將在未來授予更多基于人工智能的項目,并愿意購買更多的自主系統,鼓勵研發支出的上升趨勢。然而,盡管土耳其希望增加支出,但金融危機可能會阻礙目前的努力。
培訓和管理一支熟練的勞動力對于建立土耳其正在尋找的本土人工智能開發能力至關重要。這包括兩個部分。首先是培養能夠開發和生產國防人工智能的人力資源。因此,土耳其正在投資于新的大學課程、研究人員培訓、開源平臺和就業,同時支持技術競賽。第二是培訓將使用國防人工智能的軍事人員。國防人工智能也正在慢慢成為土耳其武裝部隊(Türk Silahl? Kuvvetleri,TSK)培訓活動的一部分。目前,關于土耳其打算如何培訓軍事人員使用國防人工智能的公開信息非常少。
圖 陸軍現代化工作延伸到陸地、空中、海洋、太空和網絡空間,以確保未來的部隊能夠在任何戰場上發揮優勢。
根據"美國陸軍現代化戰略:國會監督考慮",美國不再對其近鄰對手保持質量和數量上的優勢,而且陸軍的許多領導人和士兵都沒有接受過對抗近鄰威脅的訓練。因此,美國陸軍必須將自己轉變為一支多域的部隊,能夠在競爭、危機和沖突中實現超常發揮并擊敗其近鄰對手。這一挑戰是艱巨的,但卻是必要的。在 "多域作戰:推動變革以贏得未來"一文中,帕金斯將軍寫道,需要改變陸軍的作戰概念。帕金斯(2017)解釋說:
因此,最近和未來的條令尋求將陸軍從一支注重反叛亂的部隊過渡到一支注重多域作戰(MDO)的部隊,體現出多域作戰的原則。陸軍必須以無與倫比的團結努力來接受這些信條,以建立一支靈活的部隊,能夠建立融合和決策主導權,具有鞏固成果的耐力,并有能力在沖突和大規模作戰行動(LSCO)之前保持競爭。為了在多域環境中獲得成功,陸軍需要新的指揮和控制系統,更現實和苛刻的訓練,靈活和適應性強的編隊和能力,以及了解任務指揮和紀律性主動性是在競爭、危機和沖突中取得成功的基本要素的領導人。
圖 2022年11月23日,在波蘭Bemowo Piskie舉行的Bull Run實彈演習中,被分配到第1騎兵師第3裝甲旅戰斗隊第8騎兵團混沌連的士兵在一輛布雷德利戰車的火力支援下向目標前進。
美國打了二十年的雙線反叛亂戰爭,沒有鞏固任何實質性的成果,也沒有取得任何道義上或實際上的勝利。然而,在同一時期,近鄰對手卻在重大沖突以下的競爭時期推進、訓練并鞏固了成果。俄羅斯入侵格魯吉亞,并在入侵前花了幾個月在烏克蘭邊境集結。如果美國繼續允許競爭對手保持其主動權,未來的沖突就不可避免。
道格拉斯-麥克阿瑟將軍在西點軍校的告別演說中稱贊柏拉圖說:"只有死去的人才看到戰爭的結束"(MacArthur, 1962, 第26段)。競爭和危機導致美國與一個近似的對手發生沖突,這只是時間問題。在不久的將來,以小規模沖突或為爭奪資源而進行的小規模交戰,或在俄羅斯入侵前為保衛烏克蘭等國家而進行的沖突,越來越有可能。這些沖突也可能導致為捍衛國家利益的大規模戰斗。陸軍還沒有準備好。陸軍部長在其年度講話中概述了陸軍的六個目標,前兩個目標專門針對近鄰威脅。第一個目標是 "在不確定性中使陸軍走上可持續發展的戰略道路"(Wormuth, 2022, 第3段)。第二個她說:"陸軍必須找到一種方法,在面臨日益增加的財政壓力的同時,將我們所需的尖端編隊投入戰場,以開展MDO"(沃姆斯,2022年,第3段)。因此,陸軍在應對近鄰威脅時的可持續性和成功在于其執行多域行動的能力。現在是準備和訓練的時候了。
在陸軍領導人了解他們需要如何準備和訓練之前,他們必須了解他們需要如何對抗已經使用自己版本的MDO的近距離威脅。每個梯隊的陸軍領導人都必須了解MDO及其基本原則,并對他們自己和他們的組織進行任務指揮培訓,并在最低層行使紀律性的主動權。MDO的基本原則是敏捷、聚合、耐力和深度(陸軍部,2022,第3-2頁)。敏捷、耐力和深度對陸軍在多域作戰中的成功至關重要,但本文試圖討論融合、成功運用任務指揮和決策主導之間的關系,作為多域作戰成功的基礎支柱。
如果美國陸軍要在多域作戰中取得成功,我們必須成功地運用所有的原則。這首先需要對編隊進行重組,并對多域能力進行重組。具有多域能力的編隊必須在需要的戰區內進行部署。融合要求部隊在所有的領域都有姿態和能力取得成功。陸軍部(2022)指出:
簡單地說,融合是指為實現一個更高的目標而統一使用來自多個梯隊和領域的能力。融合使用多領域的能力,但依賴于在空間的正確時間使用這些能力和效果,同步實現一個更高的目的或目標。融合是多域行動的一個關鍵原則,但其成功需要有效的任務指揮和決策主導。顧名思義,指揮和控制(任務指揮)以及有紀律的主動性能夠實現融合,因此對執行決策主導權至關重要。指揮官必須堅持訓練和演練使用任務指揮的原則,以成功運用他們的多域能力。
圖 2013 年 9 月 1 日,分配給美國陸軍航空日本營的一架 UH-60 黑鷹直升機準備降落在太平洋海上的日本海軍驅逐艦村雨 (DD 101) 。這次歷史性的著陸標志著這是美軍直升機第一次降落在日本艦艇上。
根據陸軍部(2019年)的說法,任務指揮是 "陸軍的指揮和控制方法,賦予下屬決策權和適合情況的分散執行權"(第1-3頁)。指揮官將指揮和控制作為行使其權力和提供組織指導的方法,以完成任務目標。當陸軍編隊有未經訓練和未經證實的下屬時,指揮官必須提供更多的控制和指導,以確保任務的完成,但這并不是首選的方法。當下屬領導在指揮官的意圖或戰區戰役的意圖范圍內執行有紀律的倡議時,就會出現分散執行。沒有有能力和有意愿的領導人,就不可能有有紀律的主動性。為了實現和促進有紀律的主動性,指揮官必須將信息傳播到最基層,以促進組織的共同理解。
共同的理解取決于兩個關鍵的基礎要素,即當前形勢和指揮官的意圖。當前的情況就是現在的作戰環境。作戰環境是復雜的、快速變化的、不斷發展的,因此信息流必須是持續的。指揮官的意圖提供了明確的目的,并詳細說明了指揮官期望的最終狀態。它是任務指揮的一個重要原則。指揮官必須了解公布其意圖的重要性,而不是依靠參謀部為他們做這件事。根據柯林斯(2020)的說法:
一個有效的指揮官意圖提供了什么,為什么,以及如何導致有效的任務指揮和完成。當指揮官提供一個可靠的指揮官意圖時,他們就會建立一個共同的理解,士兵們就能取得無限的成就。喬治-巴頓將軍有句名言:"永遠不要告訴人們如何做事情。告訴他們該怎么做,他們會用他們的聰明才智給你帶來驚喜"(庫克,2015年,第2段)。為此,指揮官的意圖有助于下屬形成共同的理解,使他們能夠在沒有命令的情況下迅速行動,并抓住、保持和利用主動權。紀律嚴明的主動性還要求指揮官接受風險,允許下屬在最初的指導下進行,以實現戰役的意圖和期望的最終狀態。
指揮官做出決定并承擔可接受的風險,以奪取主動權并完成任務,但在這種情況下,接受風險的目的是賦予下屬權力。根據陸軍部(2019年)的說法。
灌輸風險接受與創造一個不僅鼓勵下屬承擔風險,而且容忍錯誤的環境是相輔相成的。指揮官認識到,下屬最初可能不會完成所有任務,而且可能會出現錯誤。指揮員訓練下屬在不確定的情況下按照指揮官的意圖行事。指揮員給予下屬犯錯和學習的自由。(p. 2-7)
在艱苦的現實主站部隊訓練中,風險的接受尤為關鍵,在戰斗訓練中心(CTC)的輪換中達到高潮。下級通過指揮官、下級領導和CTC的觀察員教練/訓練員(OCTs)的良好指導學習最佳做法。這些活動促進了整個指揮系統的相互信任。士兵們學會行使良好的判斷力和有紀律的主動性。各級指揮官、領導和士兵都必須明白,有紀律的主動性超出了散兵坑和前線的范圍,這一點至關重要。
成功地執行匯合和實現決策主導權取決于指揮所和戰術行動中心(TOC)的工作人員和人員,以及他們快速處理信息和做出決策的能力,為敵人提供多種困境,保持作戰節奏和陸軍編隊內的重點。
圖 第 3 步兵師第 28 步兵團第 1 營的士兵在日本 Aibano 訓練區的城市地形軍事行動訓練中等待另一個小隊清理一個房間,同時與日本地面自衛隊成員進行雙邊演習-國防軍第 15 快速部署團在 2021 年 6 月 7 日 21 日至 2 日的東方之盾演習中。東方之盾是美國陸軍和 JGSDF 最大的雙邊野戰訓練演習,正在日本各地進行,以增強互操作性并測試和完善多域和跨域作戰。
如果沒有訓練有素的士兵、經過測試和驗證的流程、網絡和指揮所,就不可能實現融合。人才管理對于軍隊組織內指揮和控制系統的成功至關重要。指揮官必須了解人才管理對于融合、實現決策主導權和成功執行MDO所必需的重要性。陸軍部(2021年)指出:
訓練對成功至關重要。指揮官必須明白,人才管理要求他們不要把他們的參謀部變成不合格和不稱職的士兵的垃圾場。士兵和領導都必須保持熟練,并不斷接受新的和新興技術的培訓,這些技術旨在傳輸實時和預測未來作戰環境的變化,以及敵人的組成和行動,這些都是過渡到千年發展目標。參謀人員必須成為訓練有素的信息渠道,使指揮官和下屬領導能夠快速做出明智的決定(陸軍部,2021a)。
決策主導強調指揮官、領導和所有梯隊的士兵在幾秒鐘內而不是幾小時或幾天內處理信息,然后在摩擦點上做出決定,或向指揮官提出知情建議,以便快速決策。快速解讀和傳遞具有時間敏感性的情報有助于指揮官及其編隊行使紀律性的主動權,并在指揮官的意圖范圍內果斷行動。決策主導權的核心是為了鞏固成果,防止敵人獲得主動權和實現自己的目標而進行的知情和迅速的侵略行為。訓練有素、有能力、有紀律的士兵和領導人需要高效、有效、經過驗證的程序、網絡和指揮所來推動決策主導權的成功。
決策主導權是一個與陸軍對MDO和LSCO的關注有關的熱門詞匯,但這個詞并不新鮮。近二十年前,梅里克-克勞斯將 "決策主導權 "作為一個作戰概念,建立在之前的 "基于效果的行動和快速決定性行動 "的概念之上(克勞斯,2003年,第1-2段)。克勞斯的定義側重于通過支配敵人的決策過程來剝奪他們的決策能力,而不僅僅是摧毀軍事資產和平臺。它的中心思想是:"當敵人因為沒有可行的選擇而無法有效作戰時,它就會停止戰斗,也許在雙方發生重大傷亡之前"(克勞斯,2003,第5段)。克勞斯和今天的陸軍領導人一樣,相信通過利用技術和取得長期的成功,可以實現決策主導權(克勞斯,2003)。
在 "陸軍多域轉型:準備在競爭和沖突中取勝 "中,陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍討論了技術的重要性和軍隊轉型的需要。在陸軍部(2021年)中,麥康維爾指出:"這種大膽的轉型將為聯合部隊提供尖端技術的范圍、速度和融合,這些技術將提供贏得下一場戰斗所需的未來決策主導權和過度匹配"(第i頁)。為了完成決策主導權,陸軍指揮官和領導人必須首先了解它是什么。陸軍部(2020b)指出。"決策主導權是一種理想狀態,在這種狀態下,指揮官的感知、理解、決定、行動和評估比對手更快、更有效"(第8頁)。這個現代定義是對克勞斯最初定義的擴展,他沒有解決融合、指揮和控制(任務指揮)以及決策支配力在深度和廣度上的關系。
如果不培養多域的領導者,陸軍的多域概念就無法在第一次交戰中存活。指揮官、他們的參謀人員、下級領導和整個陸軍的士兵必須接受并理解有效的指揮和控制、多域組織和決策主導權之間的聯系。如果美國要在競爭、危機和與近鄰對手的沖突中取得成功,將進行這種變革。新的指揮和控制系統,靈活和適應性強的編隊,以及新的能力是成功的必要條件,但領導人要推動行動。領導人必須明白,任務指揮和有紀律的倡議是成功實施和執行千年發展目標的基本要素和關鍵。軍隊需要那些接受變革需求的領導人,學習成為主題專家,并使用以任務指揮為基礎的艱苦和現實的訓練,使他們的部隊為現代戰場做好準備。