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《2022 年國防戰略》（NDS）要求美國國防部（DoD 或 “國防部”）繼續推進其對現代化和創新的承諾，并 “建立一個有彈性的聯合部隊和國防生態系統”。創建一個具有共同標準和要求的可互操作數字生態系統，旨在利用準確、實時數據的力量，并在工業界和國防部之間共享，這對于實現這些要求和改進國防部的運作方式至關重要。這樣的轉型將提供更高效的決策和風險分析；更方便的模擬環境和先進的計算，以簡化開發活動；以及采購產品生命周期的真正轉型，以更快速、更有效地提高作戰能力。

2023年7月31日，國防部副部長（DepSecDef）責成國防業務委員會（DBB或 “委員會”）通過其業務轉型咨詢小組委員會（“小組委員會”），評估生命周期數字化的需求，并就與行業合作伙伴創建數字生態系統提出建議。生命周期數字化是指在整個產品生命周期（需求、工程、采購和維護）中整合數字技術、數據和系統。這一過程涉及將協作數據平臺、人工智能（AI）、預測分析、數字雙胞胎、先進制造、全面生命周期管理和自動化等創新技術融入并結合起來。

附錄 A 所載的《創建數字化生態系統的職權范圍》（“研究 ”或 “報告”）指導小組委員會進行全面的研究、訪談和分析，以便向該部提出本研究中概述的建議。

由 12 名成員組成的小組委員會在 DBB 工作人員的支持下開展了為期 6 個月的研究。小組分析并綜合了從廣泛的文獻綜述和對 45 個組織的 58 名人員的訪談中收集到的數據。討論內容包括來自高級政府官員、私營部門的 Clevel 高管以及處于數字化變革舉措第一線的勞動力領導者的觀點、經驗、挑戰和最佳實踐。

ToR 指示小組委員會處理六個相關的調查或評估領域：

1.評估部門數字化工作的現狀（貫穿整個研究）；

2.確定實施工作面臨的挑戰（“調查結果和意見”，第 IV 部分）；

3.審查行業最佳做法（貫穿整個研究和背景，第 III 部分）；

4.提出建議（第 V 部分；附錄 H 提供了更多細節、解釋和關鍵要素）；

5.提出成功的衡量標準（第 VI 部分）；以及

6.提供與建立國防數字生態系統相關的其他事項（貫穿第 III、IV 和 V 部分的背景、結論和建議）。

小組委員會的結論是，美國防部和國防工業基地（DIB）正在進行的數字化工作發展迅速且極其復雜。小組委員會很快認識到不可能對這些活動進行全方位的審查，因此將調查重點放在那些會直接影響和加速我軍研發、采購、維持和作戰的領域。

議題：

大國正在投資先進的飛機、彈道導彈、巡航導彈和高超音速武器。自2014財年以來，美太平洋空軍（PACAF）一直在發展和完善一個概念，現在稱為 “敏捷作戰部署”（ACE），以應對其獨特的作戰挑戰，遏制可能的侵略，并確保其有能力開展有爭議的戰役。從根本上說，ACE 要求以非傳統方式部署和使用飛機（特別是戰斗機）（尤其是分散和集群態勢），以減輕來自精確巡航導彈和彈道導彈的威脅。跨基地分散部署可抵御導彈攻擊，許多分析已量化了在 ACE 范圍內外分散部署的潛在益處。但如果不增加維護資源，分散可能會降低基線（即攻擊前）出動能力。量化分散影響的分析通常假定標準出動架次生成率（即不退化）。本報告展示了一種方法，用于估算在基地受到攻擊之前，各基地分散可能造成的出動架次率下降。本報告中的分析旨在為估算導彈攻擊對分散態勢的凈影響的人員提供分析輸入。本分析報告補充了同一項目的另一份報告，該報告量化了 ACE 概念（包括分散）以及其他行動和投資的效益，能夠權衡攻擊后的結果。

方法

本文基于蘭德公司現有的兩個“空軍項目”（PAF）模型來評估支持分散戰斗機作戰所需的出動架次潛力和資源。第一個工具是基于電子表格的出動架次調度模型，能夠評估出動架次的各種限制因素，包括一天中的時間、地面服務以及作戰或飛行員執勤日限制。第二個模型是一個模擬模型，它試圖在設定的維護作業能力下支持這些出動架次生成計劃，并顯示資源不足以支持設定計劃的情況。

研究結果

使用的模型捕捉到了飛行架次越長（飛行距離越長的直接結果）所產生的兩種不同影響，它們會降低飛行架次的潛力：

• 飛機運行時間越長，所需的維護工作就越多。
• 飛機飛行時間越長，一天中可用于完成特定飛機維護工作的時間就越少。

分析揭示了一個事實，即跨基地分散會通過兩種機制降低出動潛力：

• 每個地點的分遣隊規模較小，為實現給定的出動計劃而可用的備用飛機較少。
• 由于現場維修能力較低，因此需要將飛機轉移到維修能力，反之亦然。

分析發現，較小的分遣隊規模和較長的維修時間都會從數量上降低出動架次的可能性，而這兩個因素加在一起的影響甚至更大。（維護時間是假設的，但也是可信的，進一步的工作可以闡明分散維護的概念及其可實現的出動架次潛力）。

建議

PACAF 和美國空軍擬更廣泛地使用類似此處演示的方法來幫助規劃 ACE 行動的能力和容量，并為權衡利弊提供信息。戰爭動員計劃第 5 卷（WMP-5）為大多數機型提供了使用傳統作戰概念的傳統部隊組合的預期出動架次率。本文展示的建模不能替代這一更全面的產品，但提供了美國空軍在使用 ACE 時可能出現的能力下降的信息。

美國國防部（DoD）、美國空軍和分析機構應使用與本文類似的規劃因素，直接為使用分散基地的態勢的出動潛力分析提供信息。迄今為止，大多數分析（包括 “拒止環境中的戰斗行動”[CODE]和美國空軍使用的 “戰區空軍基地脆弱性評估模型”[TAB-VAM]）都假定 WMP-5 的出動率不會出現維護退化。

最后，應開展進一步研究，改進本文展示的方法，以模擬替代兵力態勢下的出動情況。本文展示了如何將蘭德公司之前開發的兩個模型用于這一應用。這些工具本身和整合后都可以得到改進。此外，還應進一步闡明分散基地的維護概念和資源配置。應將這些概念編纂成文并進行實驗，以更好地估計其對出動架次的影響。這些結果可以為此類模型提供更精確的輸入。本文使用了假設的維修時間規劃因素，但考慮到備件、維修團隊和運輸的可用性的潛在影響，可以也應該提供這些因素的更現實的表示方法。

據美國防部稱，潛在對手正在擴大和增強其攻擊美國的導彈能力，而美國現有攔截器的計劃使用壽命即將結束。為應對這一挑戰，美國防部表示需要在 2028 年之前開始部署 NGI。為協助這項工作，MDA 計劃使用虛擬工具和軟件來提高計劃的效率。

美國會在法規中規定，MDA 每年報告 NGI 的開發目標、成本和利益相關者審查情況，并由 GAO 評估 NGI 的采購進度。本報告討論了 MDA (1) 在開發 NGI 方面取得進展的程度，(2) 應對 NGI 重大技術風險的程度，以及 (3) 實施虛擬環境以促進 NGI 開發的程度。

GAO 審查了美國防部文件和獨立的風險、成本和測試評估，并采訪了國防部官員。GAO 進行了實地考察，以觀察 NGI 發射設施和關鍵支持雷達的建設情況。

美國政府問責局向國防部提出了五項建議，包括定期與利益相關方就 MDA 的威脅要求進行協調，確保性能模擬充分反映 NGI 預計運行的環境，以及定期評估實施虛擬環境的努力。國防部同意一項建議，但不同意其他四項建議。正如本報告所討論的，美國政府問責局認為所有建議都是有效的。

美國政府問責局的發現

美導彈防御局（MDA）正在開發一種新系統--下一代攔截器（NGI）--以抵御復雜的導彈攻擊（見圖）。國防部 (DOD) 責成 MDA 加快該系統的開發，并從 2028 年開始部署攔截器。

NGI 計劃將于 2024 年開始產品開發，但該計劃正計劃將設計和生產活動重疊，以加速飛行測試。任何重大的設計問題都可能擾亂這一戰略。此外，與類似武器系統的開發時間表相比，NGI的時間表已經很樂觀了，而且MDA歷史上也有未實現測試目標的情況，正如美國政府問責局在2023年5月報告的那樣（GAO-23-106011）。NGI 的成本也增加了數億美元，但該計劃仍在計劃資金范圍內。由于供應鏈問題和材料成本上升，MDA 官員預計成本還會進一步增加。

2022 年，美國防部的獨立審查確定了多個高風險項目，以及 MDA 為降低技術風險可采取的行動。MDA 不同意風險評估的關鍵方面，迄今為止，已采取有限措施來降低這些風險。例如

• MDA 尚未完全執行國防部官員關于更新 NGI 威脅相關性能要求、監控和報告威脅變化以及與利益相關方合作的指示。
• MDA 打算根據 NGI 性能模擬做出關鍵的采購決策，而這些模擬并不完全代表作戰人員打算如何使用該系統--這是驗證 NGI 設計是否足夠成熟并將滿足性能要求的必要步驟。

如果不及時處理這些風險，MDA 將增加日后發現性能不足的可能性，從而延誤項目。

MDA 在建立虛擬環境以實現 NGI 開發協作方面取得了一些初步進展。然而，MDA 遇到了挑戰，沒有按計劃定期評估實施進度。這樣做可以幫助 MDA 確定潛在的效率，以便在最后期限前實現實地部署。

為了應對不斷變化的威脅，美國防部必須快速開發和交付基于軟件的武器和 IT 系統。2023 年 4 月，美國政府問責局發布了一份報告，審查了國防部在多大程度上落實了國防科學委員會和防御創新委員會提出的軟件現代化建議，并為未來的軟件現代化改革做好了準備。在很大程度上，這些建議--以及國防部計劃中和正在進行的努力--側重于通過調整國防部的傳統流程，如簡化采購流程、采用數字化轉型、試行新的籌資方法和提供及時培訓，為作戰人員提供基于軟件的創新能力。本報告將借鑒美國政府問責局近期的工作，重點介紹國防部迄今為止為實現軟件開發和采購方式現代化所做的努力，并將對國防部計劃中的軟件現代化努力以及美國政府問責局為提高國防部實施這些努力的能力而提出的建議發表看法。

敏捷軟件開發

現代軟件交付方法廣泛依賴于敏捷開發。敏捷開發是一種靈活、迭代的軟件開發方式，與傳統的國防部軟件開發流程（即瀑布式方法）相比，它能更早地向用戶交付工作能力。在大多數情況下，采用敏捷方法涉及新的行為和不同的思維方式，是組織運作方式的重大轉變。例如，敏捷實踐要求將規劃、設計、開發和測試整合到一個迭代生命周期中，以盡早和頻繁地交付軟件，從每隔幾天到每隔 60 到 90 天不等。頻繁迭代的目的是有效衡量交付全套功能的進度，降低技術和計劃風險，并對利益相關者和用戶的反饋做出響應。

相比之下，在美國防部傳統使用的瀑布式方法下，需求是在開發之前確定的，軟件通常在開發周期結束時作為一個單一的完整程序交付。軟件開發過程中沒有用戶的持續參與或反饋，程序可能無法在不增加成本和延誤進度的情況下修改需求。這種軟件開發方法與國防部硬件系統的開發如出一轍。圖 1 比較了敏捷和瀑布式軟件開發方法。

圖 1. 敏捷和瀑布式軟件開發框架的比較

有許多框架可供敏捷項目使用，如開發、安全和運營（DevSecOps），這是一種迭代軟件開發方法，它將開發、安全和運營作為向軟件用戶提供有用能力的關鍵要素結合在一起。這些框架提供了指導項目的基本結構。敏捷作為一個概念，并不是規范性的，而是各種迭代軟件方法的總稱。每個框架都是獨一無二的，可能有自己的流程和工件（描述計劃或已完成內容的文檔、數據或其他信息）術語。根據美國政府問責局（GAO）的《敏捷評估指南》，在聯邦環境中實施敏捷時，政府人員和承包商人員應共同確定特定項目使用的敏捷術語和流程。這些框架并不相互排斥，可以結合使用。

美國防部的軟件工廠生態系統

美國防部的軟件工廠生態系統是一系列工具和流程的集合，為整個 DevSecOps 生命周期的各項活動提供支持。軟件工廠使用基于云的計算來組裝一套軟件工具，使開發人員、用戶和管理人員能夠按日常節奏協同工作。如圖 2 所示，這些工具和流程通過三個關鍵階段支持持續迭代開發：規劃、開發和運營，并在每個階段強調安全性。

• 規劃。這一階段涉及幫助項目管理時間、成本、質量、風險和其他問題的活動，如系統設計、項目計劃創建、風險分析和業務需求收集。

• 開發。這一階段包含多個工作流，配備工具和工作流程，在盡量減少人工干預的情況下實現活動自動化，以生產軟件應用程序。

• 運行。在這一階段，軟件被部署到最終用戶。除其他外，在此期間還要進行操作和安全監控。

2018 年 2 月，DSB 指出，軟件工廠是迭代開發實踐的重要組成部分，因為它們允許程序不斷發現錯誤并獲得用戶反饋。

圖 2. 美國防部軟件工廠生態系統

美國國防部的適應性采購框架和軟件采購途徑

2020 年 1 月，國防部重新發布并更新了其采購政策，強調采購流程的速度和靈活性。更新后的指令建立了自適應采購框架，由六種采購途徑組成，每種途徑都是根據所采購能力的特點和風險狀況量身定制的。這六種采購途徑的目的之一是及時向最終用戶提供解決方案（見圖 3）。

圖 3. 美國防部的適應性采購框架

其中一條途徑，即軟件采購途徑，旨在提供高效和有效的安全軟件采購、開發、集成和及時交付。2020 財年國家國防授權法案》第 800 條規定，國防部必須制定這一途徑。該途徑為軟件采購和開發投資決策建立了一個框架，以解決能力、經濟承受能力、風險承受能力和其他考慮因素之間的權衡問題。它分為兩個階段：規劃和執行（見圖 4）。

圖 4. 美國防部的軟件采購途徑

利用這種途徑，小型跨職能團隊--用戶、測試人員、軟件開發人員和網絡安全專家--有望能夠快速迭代地交付軟件，以滿足用戶需求。國防部的政策鼓勵項目官員經常與用戶接觸，并至少每年一次向行動提供新功能。該指令落實了我們在 2019 年提出的建議，即國防部應確保其軟件開發指南在用戶參與和反饋的時間、頻率和記錄方面提供具體、必要的指導。此外，我們還在 2022 年 3 月報告稱，該指南總體上反映了領先公司所采用的主要產品開發原則。

雖然軟件采購途徑提供了許多潛在的方法來提高國防部從現代軟件開發方法中獲益的能力，但我們最近的工作也表明，國防部仍在確定如何對該途徑進行監督。例如，我們在 2021 年 6 月報告稱，國防部尚未收集數據和開發工具，以監督使用該途徑的項目。

2021 年 9 月，美國防部表示已制定了軟件采購途徑數據收集戰略，并與各部門總部和相關項目辦公室共享。此外，國防部還表示，它計劃準備一個半年度報告模板，并收集早期途徑項目的試用報告，以獲得見解、落實建議并改進模板。

參與軟件現代化工作的實體

負責采購和維護的國防部副部長（USD(A&S)）、負責研究和工程的國防部副部長（USD(R&E)）以及國防部首席信息官（CIO）負責領導軟件現代化活動的協調工作，特別是通過軟件現代化高級指導小組（SSG）進行協調。除其他外，軟件現代化高級指導小組旨在促進整個部門采用現代軟件開發實踐，并消除采用的障礙。

OSD 內部的許多其他部門（包括成本評估與項目評估部門 (CAPE)、作戰測試與評估部門 (DOT&E) 主任）以及聯合參謀部和軍事部門也負責執行或監督軟件現代化的某些方面。軟件現代化 SSG 中也有這些組織的代表。

這些部門與軟件現代化相關的部分職責包括

• 美國國防部（A&S）制定軟件采購和維護政策，如國防部軟件采購途徑指令。

• 國防部研發與教育司（USD(R&E)）就國防研究、工程和技術開發的各個方面制定政策并提供建議，如通過研發和科技舉措，推動軟件開發能力向記錄在案的采購項目快速過渡，并使之成為可能。

• 國防部首席信息官就國防部信息技術、信息系統和網絡安全的運作制定戰略和政策，如共同領導制定國防部軟件現代化戰略。

• DOT&E 制定國防部測試政策，包括國防部指令 5000.89《測試與評估》，該指令概述了軟件采購途徑項目的測試指南。

• CAPE 制定成本估算和分析政策，包括國防部指令 5000.73《成本分析指南和程序》，該指令概述了軟件購置途徑項目的成本估算指南。

• 聯合參謀部制定需求驗證補充指南，并針對聯合需求審查軟件程序。

• 軍事部門執行國防部軟件采購政策，并通過決策機構監督軟件采購途徑項目。此外，軍事部門還制定補充軟件政策并管理其軟件員工隊伍。

澳大利亞《2023 年國防戰略審查》（DSR）指出，澳大利亞目前的戰略形勢要求海軍能力能夠有效地幫助澳大利亞國防軍（ADF）塑造其戰略環境、威懾潛在對手并削弱其實現有悖于其利益的目標的能力。

鑒于戰略環境發生了變化，DSR 發現，目前的水面作戰艦隊計劃不符合目的，現在必須建立一支殺傷力更強的水面作戰艦隊。澳大利亞海軍須進行優化，以便在澳大利亞周邊地區開展行動，保障海上交通線和海上貿易的安全。

政府指示進行一項獨立分析，以評估澳大利亞皇家海軍水面作戰艦隊的能力，確保其規模、結構和組成與即將建造的常規武裝核動力潛艇的能力相輔相成。

獨立分析包括對能力要求、成本、勞動力、進度、風險和澳大利亞海軍造船的持續性進行評估。它同意 DSR 的結論，即目前和計劃中的水面作戰艦隊不適合所面臨的戰略環境，并指出這是海軍歷史上最老的艦隊。報告明確指出，需要一支擁有更強綜合防空和導彈防御能力、多領域打擊能力和水下作戰能力的水面戰艦艦隊。這些都是支持關鍵活動所需的能力，包括在我們的北部通道巡邏、近距離護航和戰區海上運輸任務。

獨立分析還發現，在水面艦隊的采購和維護計劃中，有超過 250 億美元的費用壓力沒有著落。獨立分析小組的報告是一份機密文件，其中包含大量能力和作戰分析，并向政府提出了 18 項建議。本文件 B 部分包含該報告執行摘要的非機密部分。

獨立分析報告強調，有必要立即采取及時行動，以彌補海軍水面作戰能力的不足，并支持澳大利亞持續的海軍造船和維護工業。在回應 DSR 時，阿爾巴尼政府確認了其對澳大利亞海軍持續造船的承諾。獨立分析及其建議支持這一承諾。獨立分析報告的實施旨在應對澳大利亞復雜的戰略環境，降低戰略風險，投資于海軍的未來能力和主權海軍造船與維護企業。

應對措施考慮到了 "安扎克 "級護衛艦目前每況愈下的狀況，加快采購一艘能力更強的新型通用護衛艦，以取代老舊的 "安扎克 "級護衛艦。政府已指示通過先近海后陸上的混合建造戰略，與一個成熟的國際造船合作伙伴迅速購置這些艦艇，并過渡到西澳大利亞州的亨德森綜合造船廠。獨立分析確定了四個平臺作為范例，作為新型通用護衛艦選擇過程的基礎：

Meko A-200

Mogami 30FFM

Daegu class FFX Batch II and III

Navantia ALFA3000

獵人級護衛艦和驅逐艦將繼續在南澳大利亞奧斯本海軍造船廠建造和升級。

這樣，海軍裝備的主要水面作戰艦隊的規模將是計劃的兩倍，而且將有更多的新型水面作戰艦艇下水并更快投入使用。

為實現這一計劃，阿爾巴尼政府承諾在2024-25年聯邦預算中增加國防經費，以確保在未來十年為增強型水面作戰艦隊提供充足的資金。這包括在未來十年內再注入111億美元的額外資金，以支持實現增強型水面作戰艦隊。更新后的海軍造船和維護計劃將于今年發布，為澳大利亞造船業提供確定性。這些行動將帶來一支殺傷力更強的水面作戰艦隊和主權造船業。

美空軍研究實驗室（AFRL）的使命是為空中、太空和網絡空間部隊領導作戰技術的發現、開發和交付。為完成這一使命，空軍研究實驗室需要獲得國內外的研發（R&D）和技術人才。美國空軍后勤部的國際組合和參與方法很好地利用了國際研發和人才，但僅靠這些方法可能不足以獲取越來越多的海外研究成果。為此，美國空軍后勤部委托進行了這項研究，以探討在美國空軍后勤部目前的海外辦事處（負責考察和資助研發工作）之外，在海外實驗室建立強大的實際存在的各種方案。根據這項研究獲得的信息，提出了四項主要建議： 2) 擴大、簡化和充分利用各種方法，將 AFRL 技術人員嵌入海外實驗室；3) 開展國際合作，應對駐地研發挑戰；以及 4) 不尋求影響國際科技資金的方法。

這項研究包括六項任務：

任務 1：確定在海外實驗室建立實體機構的目標
任務 2：記錄行業和大學在海外實驗室方面的經驗
任務 3：確定在海外實驗室建立實體機構的方法
任務 4：將行業/大學的經驗與建議的目標和方法進行比較
任務 5：評估功能要求
任務 6：建議

根據《2020 財年國防授權法案》第 230 節，美參議院指示美國防部長委托開展一項獨立研究，"確定政策選項并對這些選項進行成本效益分析，以加強國防部文職和軍事工作隊伍的數字工程及相關能力"。美國防部長要求國防分析研究所進行這項分析。

IDA 的分析涵蓋了國會列舉的廣泛的數字工程（DE）技能，包括軍事和民事技能。根據國會的定義，數字工程(DE)勞動力包括一系列廣泛的技能和群體，如下圖所示。為了進行分析，IDA團隊調查了以往和正在進行的勞動力改進計劃和提案，并將其分為四個方面：（1）必要的扶持措施（建立要求、衡量標準、資源和組織）；（2）新人才輸送計劃；（3）教育和培訓計劃；（4）管理職業、能力和薪酬的計劃和結構。然后，該小組選擇了 24 項候選計劃，對其有效性、風險和成本進行了深入分析。

美國防部勞動力倡議的歷史

美國防部在核武器和核推進、空間系統、專業醫療和法律專業人員等領域擁有建設和維持高技能勞動力的豐富經驗。因此，IDA團隊結合當前為加強國防部技術人員隊伍（包括國防部的網絡安全、軟件、情報和采購人員隊伍）而開展的多項工作進行了本次分析。

IDA團隊注意到，加強DE人員隊伍的舉措可以建立在國防部現有授權和舉措的基礎上。國會已經授權了一系列教育和培訓計劃，包括學費補助、專業軍事教育、職業培訓和認證計劃（如根據《國防采辦勞動力改進法》建立的計劃）。職業和薪酬方面的授權包括實驗室、網絡和采辦人員的薪帶；提高科學、技術、工程和數學以及采辦人員的薪酬上限；關鍵技能的特殊晉升授權；以及軍事和文職人員輪換和交流計劃。國防部最近開展的其他活動包括重組軟件工程和測試與評估工作隊伍的分類和認證流程。

方法

IDA團隊審查了相關立法、立法提案、獨立委員會和小組的工作，以及IDA和其他研究中心編寫的研究和報告。總共審查了約 40 項現行法律條款、40 項國防部倡議、20 項待定法律條款以及 130 項獨立研究和報告建議，共計 230 項候選政策倡議。我們根據四項選擇標準，選擇了 24 項建議進行深入評估： (1) 涵蓋軍事和文職工作隊伍中所有指定的 DE 技能；(2) 涵蓋跨越職業生涯周期的四條工作主線（以及授權措施）；(3) 包含被廣泛認為是 "最佳做法 "的倡議；(4) 目前正在審議的值得關注的、備受矚目的建議。我們評估這些候選建議的主要依據是其評估的有效性、風險和成本，其次是與其他建議 的協同作用和潛在的實施問題。

由于缺乏具體的 DE 勞動力需求和有限的數據，IDA 團隊為選定的建議制定了規劃系數，而不是確定的成本估算。這些規劃信息為設計不同規模的提高 DE 勞動力計劃提供了成本效益權衡的基礎。

國際開發協會小組在本文件中沒有將增加員工人數作為一項單獨的建議。我們需要進行需求分析和人力分析（詳見第 3 章），以確定是否需要增加人手，以及如果需要，應增加多少人手。盡管如此，從我們整理的成本數據中可以清楚地看出，DE 計劃的主要成本驅動因素之一是與擴大 DE 人員隊伍相關的人事成本。例如，如果 DE 人員增加 5%，即增加約 5000 人，僅工資一項每年就要花費約 5 億美元。

意見

本分析對 24 項選定提案逐一進行了評估。以下各節及其附表概述了IDA團隊對每項提案在實現勞動力轉型目標方面的成效評估，以及經評估的實施風險。大多數舉措都被評估為有效或高度有效，這在很大程度上是因為這些候選方案是從大量備選方案中篩選出來的。同樣，幾乎在所有情況下，風險都較低或適中。總體而言，這些評估確定了一套可行的構件，可以將其組合成一個具有成本效益的計劃，以改造DE隊伍。

促進措施

某些擬議的勞動力轉型扶持措施（如下表所示）對于確定需要加強的具體 DE 技能和群體、確定必要的勞動力改進行動的范圍以及提供必要的管理機制至關重要。需求分析將確定 DE 人才的缺口并有的放矢，確定由誰來填補這些缺口，以及這些人在工作隊伍中的什么位置最有效。同樣，人力管理系統將確保國防部能夠通過確定關鍵能力來塑造 DE 人才隊伍，并使軍事、文職和承包商人員的適當組合能夠提供這些能力。人力跟蹤和衡量標準也將支持現有人才的部署和對提高 DE 能力進展情況的評估。同樣，預算和資源管理--包括分配職位和中央基金以支持員工隊伍改進活動--將有助于確保計劃中的舉措得以實施。

新人才輸送管道

加強 DE 工作人員隊伍的關鍵在于引進新人才的能力。我們所考慮的大多數人才培養方案（如下表所示）都已在以前的申請中得到了驗證，預計會有效或非常有效，并且風險較低或適中。在傳統的人才輸送計劃中，入職成本從每人 20,000 美元到 100,000 美元不等。為武裝部隊建立專門的數字化招募單元的風險較高，因為可能會對既定的招募方法造成干擾。不過，如果實施得當，這種方法可能會很有效。我們考慮的最后一項建議--為文職人員建立數字化服務學院--實施成本高，邊際效益低。一個新的學術機構可能會發現很難與既有的文職機構競爭學生和教職員工。

教育與培訓

美國防部可以大量利用現有的軍事和民事機構，在已確定的 DE 領域開展教育和培訓。教育和培訓成本在很大程度上取決于勞動力的時間補償程度。我們考慮過的一種培訓機制是新兵訓練營，這是一種強化寄宿項目，因此成本相對較高。據估計，每名學員的成本大約在 18,000 美元到 32,000 美元之間。相比之下，只報銷學費的課程費用相對便宜，但需要仔細管理以確保有效性。國防采辦人員發展基金（DAWDF）目前平均每年為采辦人員提供約 1,500 美元的報銷培訓費用。國防采辦人員發展基金由負責采辦與可持續發展的國防部副部長辦公室（OUSD(A&S)）下屬的人力資本倡議辦公室（HCI）和各軍種的采辦職業管理主任（DACMs）負責管理。我們評估的另一個培訓方案是強制性的通用 DE 培訓。國際開發協會小組認為，由于整個部門的經驗水平和職責差異很大，這種方法不太可能有效，而且考慮到參與者的時間機會成本，這種方法的成本也會相當高。這些培訓方案見下表。

職業、能力和報酬

任何足以起到激勵作用，并對足夠多的人產生重大影響的加薪都必然是代價高昂的。例如，考慮國防部目前在購置人員薪酬計劃（AcqDemo）中對技術職位的加薪。據估計，這些職位的薪資平均比總薪級表高出約 5%。在軍隊內部，特殊薪酬平均約為基本薪酬的 9%。這些替代薪酬作為吸引和留住人才的激勵措施，可以起到很好的效果。勞動力人才管理和有針對性的職業提升措施的成本和風險都相對較低，可與第 3 章所述的扶持措施一并實施。見下表。

下一步： 實現有效和高效的 DE 勞動力改進計劃

本分析為加強 DE 工作隊伍的成本效益戰略奠定了分析基礎。評估結果證實，四項工作中的每一項都有行之有效的組成部分。事實上，國防部在建立具有專業人才的工作隊伍方面有著豐富的經驗。國會已經向國防部提供了許多特別授權，而且正在開展直接或間接涉及 DE 勞動力的重要工作。成本規劃因素--雖然是暫定的--表明可能需要大量資源，并需要分析和決定重要的取舍。然而，還需要做更多的工作，才能將這些組成部分合并成一個連貫的計劃。下一步的重要工作是確定國防部對 DE 人員隊伍的要求，即所需人員的各種技能、數量和組合，以便確定和執行一整套協調一致的人員隊伍改進行動。

對美國國防部（DoD）采購的武器系統進行嚴格的作戰測試（OT）是確保這些復雜的系統不僅滿足其既定要求，而且在面對使用其自身高能力進攻和防御武器的堅定對手時，在現實的作戰條件下也能發揮作用的根本。如果沒有足夠的OT，作戰指揮官將無法最有效地利用他們的能力，而作戰人員將對他們帶到戰場上的武器缺乏信心，或者，更糟糕的是，由于他們沒有從根本上了解他們的武器的能力和限制，可能無意中將自己置于危險之中。美國防部的測試和訓練場提供了地理、基礎設施、技術、專業知識、流程和管理，使安全、可靠和全面的OT成為可能。然而，靶場，以及使該系統發揮作用的有才能和有決心的靶場工作人員，正處于巨大的壓力之下。除非迅速采取行動解決長期存在和新出現的挑戰，包括測試能力、現代化、數字基礎設施、侵占和資源，否則國防部的靶場將無法在未來支持及時或充分的OT。

國家靶場基礎設施面臨的挑戰正在增加和加速。物質資源和勞動力的有限測試能力，測試基礎設施的年齡，測試先進技術的能力，以及侵占影響了告知系統性能的能力，綜合系統性能，以及測試的整體速度。對美國測試基礎設施的投資以及測試和評估（T&E）方法和數據處理的改變是必要的，以便為以與作戰需求相關的速度向戰場提供致命的、可生存的、可靠的和可負擔的武器系統提供信息。本研究借鑒了來自作戰、采購和測試背景的高級軍官和官員的證詞，以及測試和培訓專家、領先的技術專家、相關商業企業的領導人，以及在國防部和國會預算過程中有深厚經驗的個人。研究委員會對具有代表性的試驗場進行了虛擬和實際的實地考察；收集了試驗場在現代化、維持、操作和資源挑戰方面的意見；并審查了先前的研究和來自作戰測試與評估主任辦公室（DOT&E）、軍種測試組織和測試資源管理中心（TRMC）的報告。本報告提出了一系列相互依存的建議，委員會認為這些建議將使國防部靶場企業進入現代化軌道，以滿足未來幾年OT的需求。該報告強調了以下三個基本主題：

1.未來的戰斗將要求在聯合全域作戰（JADO）的環境下建立連接的殺傷鏈。美國防部設計、規定、開發和測試系統，以確保它們在這種新的現實中投入使用時是非常有效的，這是至關重要的。美國防部的采購流程、組織結構、測試方法和為測試單一領域的單個武器系統而優化的靶場基礎設施將不足以測試未來的綜合武器系統，因為它們將在跨越所有作戰領域（包括陸地、海洋、空中、太空和網絡空間）的機速戰爭中運行。

2.數字技術正在極大地重塑測試的性質、實踐和基礎設施。今天和明天的武器系統從根本上說是由數據和軟件促成的，美國防部的試驗場也不例外。自主性、人工智能（AI）和機器學習在整個國防系統中的重要性迅速增加，為OT創造了新的挑戰。此外，數字孿生和高性能建模與仿真（M&S）的出現使新的測試方式成為可能，甚至新領域和操作限制的組合使虛擬測試成為某些應用的唯一實用方法。

3.現場速度是今天衡量業務相關性的標準，而這又是一個不斷變化的目標。在許多基于數字、軟件和通信技術的全球擴散的推動下，美國的對手正在迅速和持續地部署新一代的武器，旨在否定美國的作戰優勢。同時，新的武器系統正在采用從未投入使用的技術，這些技術也在以摩爾定律所允許的速度發展。可用的武器系統被迅速投入使用，但也需要持續的測試和評估。

為了應對與這些主題相關的挑戰，委員會制定了結論和建議，分為以下五大類：

1.開發 "未來的靶場"，在聯合防務環境中測試完整的殺傷鏈。靶場企業必須適應新的作戰概念和新的測試方法，以進行真實的作戰測試，這包括為系統集成測試和不同領域的多個靶場的互操作性提供有利的基礎設施。[建議3-1] 2.

2.調整靶場能力要求程序，以實現持續的現代化和維持。在保持嚴格的作戰測試和評估的同時，實現快速進入戰場，需要快速實現新武器技術和新威脅的靶場現代化。同時，關鍵能力需要保持，甚至增加，以確保所需的測試能力和吞吐量，同時減輕物理和無線電頻率環境中的侵占所造成的問題。[建議3-2、3-3、3-4、3-5] 。

3.在整個武器系統開發和測試生命周期中，為無處不在的M&S啟動一個新的范圍操作系統。今天的許多美國防部項目不能僅在現場測試中得到有效的測試。高保真虛擬測試可以提高實際硬件測試的準備程度和成功的可能性，并且可能是進行某些類型測試的唯一環境。然而，廣泛和標準化地使用M&S進行作戰測試，將取決于一個新的M&S基礎設施，測試界的重大文化變化，以及在不斷變化的威脅和技術環境中驗證M&S的新方法。[建議4-1]

4.為未來的作戰測試和無縫靶場企業互操作性創建 "TestDevOps "數字基礎設施。重新定義TRMC和試驗場的企業支持的核心數字標準和能力，以利用國防部在軟件、數據、網絡、AI、網絡安全和M&S方面的規模。使基于模型的工程、不間斷的數字線路和持續集成/持續交付的軟件實踐成為試驗場敏捷性、快速測試演化和快速到場的基礎。超高帶寬的信息流必須變得無摩擦、按需和安全。[建議4-2、4-3]

5.重塑靶場企業的籌資模式，使之具有響應性、有效性和靈活性。今天和明天的資源需求反映了快速變化的技術和威脅的現實；持續的資本投資用于創建、升級和維護長壽命的靶場系統；以及對跨領域的系統測試和無縫整合的M&S的需求不斷增加。將DOT&E更早和持續地納入需求開發和采購過程，將更好地建立和證明靶場投資的及時性和充分性。[建議5-1, 5-2；結論5-1, 5-2] 。

圖 3.2 多域戰場中真實殺傷鏈測試場景的表示。 A表示潛在運輸的豎立發射器； B 表示敵方代表雷達； C 表示敵機。

圖 4.3 將測試與模擬相結合的新范例。

美國負責采購和維持的國防部副部長辦公室（OUSD A&S）的任務是快速和低成本地向作戰人員和國際合作伙伴提供和維持安全和有彈性的能力。現在迫切需要開發適應性采購框架（AAF），以加快軟件開發和采購流程，加強作戰概念（CONOPS），如分布式海上作戰（DMO）。國防部（DoD）必須利用與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的數據驅動的分析來塑造AAF，并擴展新的能力來應對新的威脅。威脅和能力共同演化矩陣（TCCM）解決了這一要求。威脅是一種能力試圖處理的問題。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。共同進化算法探索了一些領域，其中一個能力或能力組合的質量由其成功擊敗一個威脅或威脅組合的能力決定。TCCM有可能在新的和有爭議的環境中系統地優化、推薦和共同演化能力和威脅。我們展示了一個關于幫助項目執行辦公室（PEO）使用從公開來源匯編的非機密數據對特定領域DMO的能力和威脅進行戰役的用例。

引言

不僅美國防部負責采購和維持的副部長辦公室（OUSD A&S）有必要制定采購戰略，而且整個國防部也有必要應用數據驅動的分析以及與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的創新和適應性作戰概念（CONOPS），并為作戰人員擴展新的能力。

例如，為了提高部隊的總體戰備能力，并在廣泛的行動和沖突頻譜中隨時投射戰斗力，海軍需要靈活的指揮和控制（C2）組織結構來滿足CONOPS。例如，DMO是海軍的一個CONOPS，而遠征先進基地作戰（EABO）是美國海軍陸戰隊（USMC）的一個CONOPS。DMO和EABO都是海戰現代化的新興作戰概念。PMW 150是PEO C4I的C2系統項目辦公室，也是C2解決方案的主要提供者，它的工作重點是將作戰需求轉化為海軍、海軍陸戰隊、聯合部隊和聯軍作戰人員的有效和可負擔的作戰和戰術C2能力。PMW150的任務是 "以創新的方式滿足相關能力的操作要求，使作戰人員能夠保持C2的優勢"（Colpo，2016）。

另一方面，美國艦艇的海上行動，特別是在沿海地區，將繼續存在爭議和危險；因此，當務之急是發展DMO和EABO，以實現統一的行動愿景。DMO的目的是在有爭議的環境中支持國家和戰略目標。DMO的概念不僅將進攻性打擊視為在戰斗中獲勝的主要戰術，而且還將欺騙和迷惑敵人的能力確定為在有爭議的環境中獲得成功的關鍵任務。目前的工作重點是將現有的平臺、系統和能力與DMO的具體戰術相結合，以實現海上戰略和作戰目標。DMO被定義為 "通過使用可能分布在遙遠的距離、多個領域和廣泛的平臺上的戰斗力來獲得和保持海上控制所必需的作戰能力"（海軍作戰發展司令部[NWDC]，2017）。

DMO作為海軍和海軍陸戰隊資產運作的一個概念，其發展源于分布式殺傷力（DL）模型（Popa等人，2018）。DMO的概念采用了DL的擴展觀點，由三個支柱組成：通過網絡射擊能力提高單個軍艦的攻擊力，將攻擊能力分布在廣泛的地理區域，并為水面平臺分配足夠的資源，以實現增強的作戰能力（Rowden, 2017）。DMO還強調在所有領域，包括空中、地下和網絡戰，都需要更有彈性和可持續性的水面平臺。DMO的未來觀點是成為以艦隊為中心的戰斗力，通過整合、分配和機動性，允許在多個領域（有爭議的空中、陸地、海上、太空和網絡空間；國防部，2018）同時和同步執行多種能力和戰術，以便在復雜的有爭議的環境中戰斗和獲勝（Canfield，2017）。因此，DMO不僅包括傳感器、平臺、網絡和武器的傳統戰爭能力，而且還延伸到隨著新技術發展的其他戰術。DMO概念使用涉及ISR、機器學習（ML）和人工智能（AI）的先進探測和欺騙，特別是使用無人系統來增強進攻性戰術行動的能力；因此，通過潛在地利用平臺、傳感器、武器、網絡和戰術的不同組合，可以在所有海上領域放大一支多樣化但統一的部隊的戰斗力。

DMO的概念包括詳細的能力，如反措施、反目標和反介入的戰術。反措施是旨在轉移威脅的防御性能力。反目標可能是進攻性能力、欺騙性戰術和轉移威脅的作戰演習。欺騙性戰術包括無人資產群、機械和物理反措施、電子干擾和限制電磁輻射，或排放控制（EMCON）。反介入是為了消除威脅。

傳統上，基線部隊結構由一組固定的友軍艦艇和飛機組成，排列成行動組，包括航母打擊組（CSG）、遠征打擊組（ESG）、水面行動組（SAG），以及各種獨立的可部署單位，如EABO的遠征海軍部隊。

DMO的行動要求包括能力、人力、維護和供應等資源，需要仔細分析、計劃和執行，這需要正確的數據戰略、分布式基礎設施和深度分析。威脅與能力協同進化矩陣（TCCM）的技術概念解決了DMO和EABO行動的要求。威脅是一種能力試圖處理的問題，包括其復雜性和緊迫性。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。來自ML/AI社區的協同進化算法探索了一些領域，其中能力或能力組合的質量由其成功擊敗威脅或威脅組合的能力決定。戰爭游戲模擬中使用的協同進化算法類似于國防應用中廣泛使用的蒙特卡洛模擬，只是它們參與了預測和預報、優化和博弈（minmax）算法等ML/AI。DMO和EABO概念要求處理不斷變化和發展的威脅的能力和資源網絡的靈活性和進化。

圖 1. 每個節點都使用 CLA 注意：每個節點的內容和數據可能包括能力；首先需要對能力進行索引、編目和數據挖掘。

圖 2. TCCM 和兵棋仿真的概念