作战实验室:概念和前方之路?

作战实验室是一种评估先进技术理念和能力的机制。而且,作战实验室代表着全球思维的一种革命,由计算机模拟来测试,可推动采购的合理化。本文解释了作战实验的概念及其在当前与未来的用途。
美国陆军领导人启动了“路易斯安娜军事演习”和陆军训练与条令司令部作战实验室,其目的是重塑后冷战时代的陆军。
“路易斯安娜军事演习”(LAM)使用了一系列实际和模拟的部队,旨在研究战场能力和其他准备问题。陆军领导人使用“路易斯安娜军事演习”来进行条令、部队组合、部队构成、其他涉及基本改变的领域的决策。为了及时提供战备部队,满足几种部队投送方案的要求,它们被用于评估陆军的能力。“路易斯安娜军事演习”采用先进模拟技术,使遥控分队能够参与兵棋推演,并测试陆军行动的所有阶段。先进模拟技术是“路易斯安娜军事演习”取得成功,帮助陆军领导人理解和实现新兴装备和条令影响的形象化的关键。模拟还避免了将大量部队投入实地培训作战参谋,及测试新条令、计划、装备和理念。“路易斯安娜军事演习”作为陆军的一种流程和工具,由陆军训练与条令司令部作战实验室提供支持,关注于作战现代化和决策。
在将陆军重塑为一支规模更小、以应急为导向的力量投射型部队中,陆军采取相应措施的目标是维持其技术优势。陆军训练与条令司令部作战实验室是这种重塑过程的组成部分,提供了实现物资采购流程合理化的一种手段。
作战实验室是一种评估先进技术理念和能力的机制。作战实验室不是一个简单的地点或资源集合,意味着利用脑力来使陆军准备好下一场战争。每个作战实验室的目标是在采购流程初期判定任何革命性技术的潜在军事价值。陆军的关注焦点是6个具体的战场动态,每个动态代表着从电子上与其他相同部分存在联系的作战实验室,使陆军能够穿过任何功能性边界,接触新兴技术。
思维革命
作战实验室概念是全球思维、计算机模拟实验、采购合理化的一种革命。作战实验室是一种新的业务方式,将实现业务的制度化,是一种“范式”转变,由合作和集成提供导向。他们将是研究未来战场的最新战场组织、战术、条令、技术能力的焦点。这种模拟能力是通过发展成为虚拟现实的作战实验室来形成的。作战实验室使陆军能够通过模拟或原型来评估新技术的战场表现。完成这种评估的方式是同六大作战实验室相连接的计算机模拟网络,即我们熟悉的分布式互动性模拟(DIS),是“路易斯安娜军事演习”的基础。这些模拟通常可以分为三类,即:实兵模拟、建设性模拟或虚拟。
实兵模拟包括那些士兵在实战演习中实施的演习。建设性模拟是计算机化的兵棋推演模型,在计算机上建立了战场。通过编程,它们能够在计算机上“作战”,是互动性的,将实兵置于环中,从而对战场形势作出反应。虚拟模拟是利用飞行模拟器和坦克模拟器等训练设备,建立现实的综合环境来训练和测试实兵。
作战实验室的模拟代表着高度可信的现实,而不管模拟的是哪个战场或工厂及其制造流程。分布式互动性模拟将态势感知数据传输到参演部队和作战实验室,通过将国防模拟互联网(DSI)上的、多个彼此隔离的地点联系起来,建立了一种虚构的战场虚拟代理。这种模拟联系形成了“无缝集成”。
陆军使用这种综合性环境来测试和评估以下几个方面的总体战场表现:新武器系统和已有武器系统;将技术植入到现有武器系统中;武器系统的战术部署和后勤支持。分布式互动性模拟允许展开作战技能实践,在成本、安全、环境、或政治限制妨碍进行实地测试与训练时,对武器系统的性能进行评估。
陆军参谋长戈登·R·沙利文最近指出:“最先进的技术将由士兵来进行实际测试。首先是在可重构人员站展开测试,然后进行全面的虚拟测试。生产实际样机之前,最终设计、投产、组装步骤都在虚拟工厂中进行模拟。然后,实际和虚拟的样机同时接受测试,从而在开始生产以前发现潜在的问题。”
沙利文将军还指出:“冷战采购体系曾经有过巨大的混乱。它曾经为我们服务,但已经不适合当前的威胁环境、技术和资源环境。它是一个非常类似于线性的系统(几乎没有分隔的一个系统),而我们现在要求的是非线性系统,需要彼此关联,而非彼此隔绝。为了生存和成长,陆军必须改变。发生改变的技术可能性非常大,而如果没有一个机制来使我们评估能力和控制改变的速度,我们就会无法应对挑战。这种机制便是‘路易斯安娜军事演习’。”

系统的合理化
只要了解一下我军武器系统和采购流程当前的状态,就能认识到我们现在没有非常复杂的、由软件驱动的武器系统,其中许多系统在概念明确和发展10年后仍然未能满足要求。国防部研究小组最近在测试中调查问题时,又重申了这个条件。主要发现包括:
1.要求生成和管理流程导致了不现实的作战要求。
2.项目发展测试与评估(DT&E)不够强大,无法有把握地进入作战测试与评估(OT&E)的测试阶段。
3.没有充分界定系统的边界。
如图-3所示,我们当前的采购流程中有几种冲突。我们的武器系统非常复杂,但我们却坚持低成本的解决方案。对于一个项目而言,这可能是一个“死结”:由于缺乏专业知识或低估了自身的必要努力,要价不高但经验不足的合同方可能无法满足我们的工程发展要求;相反,为了克服更先进的合同方虚报价格,项目可能会积累过多的超支,即“买进”大量建议。
我们的采购系统不是要通过鼓励创新的灵活性取得成功,这也是在20世纪90年代采购鲜有成功的原因。另一个因素:条令变更的速度超过了采购流程的速度。当我们得知士兵们没能得到想要的改进型系统,而被迫接受他们不想要也不需要的系统时,陆军领导人是否在寻求“范式”的转变呢?
软件是系统发展的一个重要路径,系统性能也取决于它。它变成了武器发展的“阿基里斯之踵”。图4反映了大量和快速增加的国防部软件市场成本。而与之相比,计算机硬件成本的增加相对平缓。为什么国防部不能控制这一成本?国防部所采购软件仅占软件市场总体份额的15%。一个压倒性的要求是,民用市场不可能顺从国防部的规定。
陆军估计,65%的资金被用于软件,实际上很多资金被用于明确系统要求。最先进技术在发展之初推动着这些要求,而在系统部署时,这些技术常常已经过时。在将合同授予存在技术限制的低价竞标者期间,却几乎没有考虑到这一现实。而且,项目管理者在软件工具上花费了宝贵的资金,可重复使用的软件成本攀升可能将他的项目置于险地。这种选择低价竞标者的思路还忽视了软件市场的特质,产品完全是概念上的,而实现它很大程度上要靠智力。
就从草根到领导层面向作战实验室提供支持而言,显然需要并行工程。这种并行工程已经开始拆解“区分之墙”。如图-6所示,发展中对测试和测试人员的关注正在发生变化。接受在虚构战场内的虚拟环境中实施测试与评估,会节约当前现场测试所需的大量资金。软件,而非硬件实现的作用是推动因素,且融入了作战实验室的哲学,使之前的工程发展和测试成为现实(很好地融入到了概念发展和定义之中),通过组建发展团队,使每一个人都参与其中。取得重塑陆军的成功只需要寻求效费比最高的先进技术(即,那些最有可能在软件中发现的技术),从而确保技术优势。得到这些优势后,从实验室到样机和投产的周期时间应当减少,否则发展领先技术的优势就会丧失。综上所述,这些要点反映了尽力利用早期开支来阻止误差。早期最多可以发现70%的误差,而误差纠正的成本是最低的。
通常,武器系统几乎90%的成本在进入发展以前就已经决定。在成本高昂的作战测试、投产和发展阶段等待误差可能是一个错误。然而,在决策之前没有发现误差会影响我们武器系统在其生命周期内的60%的成本。
沙利文将军指出:“新的焦点是,我们把装甲兵、步兵、整个合成兵种团队推向了数字化世界中,而大多数的武器改进都是通过修改软件修改的。20世纪地面战争的核心是坦克,而21世纪的核心是计算机。模拟被用来维持军事力量的战备。在可预见的将来,不断下滑和紧缩的预算将是主要考虑。
前方之路已明确,压力也非常大。“范式先驱”需要做什么来铺平道路呢。
使用作战实验是需要进行的改变,才能跟上快速发展的信息时代的节奏,但要取得成功,它将要求有远见的领导人,以及良好的管理技能。尽管存在着成长剧痛,作战实验室仍然存在了下来。