【智庫聲音】破解馬賽克戰之系統發展思考

2021-01-25   國防科技要聞

原標題:【智庫聲音】破解馬賽克戰之系統發展思考

來源:防務快訊 作者:左毅 鄭少秋 袁翔 馮建航 章華平 吳浩

本文分析了馬賽克戰的提出背景和制勝機理,從增加戰爭迷霧、加快戰爭節奏和增加體系韌性等方面剖析了其制勝機理,並提出系統關鍵支撐能力。在此基礎上,從削弱敵方認知優勢、增加敵方決策難度、破壞敵方作戰體系和降低敵方保障水平等方面提出了破解馬賽克戰的作戰運用手段及系統發展思考。

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引言

作戰概念是未來作戰方式的可視化表達。長期以來,美軍十分重視作戰概念和作戰理論的創新發展,將其作為聯合作戰體系建設的靈魂抓手。美軍以國防戰略為指引,提出、構建和持續演化聯合作戰概念體系 [1]。近年,美軍先後提出網絡中心戰 [2]、多域作戰 [3-5]、算法戰 [6-7]和馬賽克戰 [8-9]等概念,並據此牽引裝備體系發展與能力提升。

本文對馬賽克戰的提出背景進行剖析,從理論發展、概念驗證和技術布局3個方面梳理了研究動態,並對比分析了相關作戰概念。在此基礎上,分析其制勝機理和關鍵能力,並從削弱對手認知優勢、增加對手決策難度、破壞對手作戰體系和降低對手保障能力等角度提出破解馬賽克戰的作戰手段及系統發展思考。

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發展現狀

1.1提出背景

2018年,美軍發布國防戰略 [10],報告指出與中俄開展長期的戰略競爭將是國防部的首要任務,即要能夠有效應對中俄以遠程傳感器和精確打擊武器為基礎發展的反介入/區域拒止能力 [11]。然而,美軍現有的作戰體系設計存在諸多問題:1)作戰體系高度依賴集中式指揮控制和數量有限的高端平台,關鍵要素抗毀能力差,作戰結構脆弱;2)美國國防預算有限,現有作戰平台高度集成,面向任務的動態調整能力弱,難以有效應對不同規模的威脅,持續使用高端平台,作戰成本高昂;3)美軍新型武器開發與採辦周期長 [11],與之對應的新興技術疊代迅捷,存在裝備尚未研製完畢就落伍的風險;4)美軍武器裝備研發主要應用商用技術,商用技術疊代快,且容易擴散到全球 [11],使得美軍難以再現對中俄的非對稱優勢。在此背景下,美國國防部迫切需要謀求作戰概念創新,馬賽克戰登入歷史舞台。

1.2發展動態

一般地,作戰概念設計主要包括如下步驟:1)針對作戰能力差距或缺陷,提出先進的作戰思想,進行概念開發與驗證,形成構想;2)開展關鍵技術試驗和驗證,對概念關鍵能力進行評估,提出解決方案;3)將作戰概念轉化成作戰體系建設方向,逐步構建體系能力。因此,馬賽克戰發展主要包括理論研究、概念驗證和關鍵技術布局等方面。

1)理論研究

2017年8月,美國國防高級研究計劃局(DARPA)戰略技術辦公室在舉辦的「與戰略技術辦公室同步日」活動期間,首次公布馬賽克戰作戰概念。馬賽克戰的核心是發展可靠連接、靈活組合和低成本的武器裝備,通過動態組合和信息共享構建作戰體系,形成非對稱優勢。自馬賽克戰提出以來,DARPA和美國米切爾航空航天研究所、戰略預算與評估中心(CSBA)等深入開展了相關理論研究,推動理論發展。2018年8月,DARPA宣布將全力推進馬賽克作戰概念理論發展 [12]。2019年9月,美國米切爾航空航天研究所發布研究報告,詳細分析了美軍面臨的國際軍事挑戰,以及馬賽克戰的作戰概念、框架計劃和技術布局是如何應對軍事挑戰的,指出「馬賽克戰是一種面向未來的兵力運用理念,能夠利用部隊結構與作戰概念的動態關係來實現對任何對手的進攻主動權,以及對各軍事行動的高度適應性」 [11]。2020年2月,CSBA發布研究報告指出 [13-15],馬賽克作戰概念將對美軍挖掘人工智慧和自主系統技術發揮推動作用,馬賽克戰提出的人類指揮和機器控制理念,是實現決策中心戰理論的有效途徑。

2)概念驗證

2018—2019年,DARPA戰略技術辦公室、美國海軍陸戰隊大學和美國陸軍預備役第75創新司令部聯合開展馬賽克概念驗證,設計了海上馬賽克戰、混合武器作戰中的馬賽克戰及電磁環境下的馬賽克戰等系列兵棋推演場景,探索馬賽克戰的可行性,評估馬賽克部隊和指揮控制流程的效能。通過兵棋推演證實了關於馬賽克戰概念的可行性,以及相對傳統作戰更具優勢的5個假設 [4]

(1)指揮員能夠與機器協同信任開展行動;

(2)馬賽克戰有效增加兵力組合的複雜度,降低敵方決策效能;

(3)馬賽克戰同時採取多個行動,增加反擊複雜度實現決策碾壓;

(4)馬賽克戰提高決策速度,使指揮官更好地把握作戰節奏;

(5)馬賽克戰更好地幫助美軍指揮官實現其作戰意圖。

3)關鍵技術布局

自馬賽克戰概念提出以來,DARPA多次發布馬賽克戰跨部門公告 [16],國防部和各軍種也紛紛響應,大規模布局馬賽克戰使能技術研發,對馬賽克戰概念及相關技術進行研究和試驗探索,主要包括體系架構、指揮/控制、組網/通信、平台/武器和其他基礎5個方面,馬賽克技術項目布局如圖1所示。

圖1 馬賽克技術布局 [17]

目前,馬賽克戰已牽引了一系列技術項目,在DARPA的2020財年預算中,其相關項目占到總項目數的21%,經費占比高達35% [13-14]。通過馬賽克戰牽引構建的作戰體系,能夠實現各種資源實時共享,面向任務柔性重組,並增強互連、互通、互操作能力,大大提升美軍自主式作戰能力。

4)與其他作戰概念關係

近年來,美軍提出多域戰、算法戰和決策中心戰等一系列新型作戰概念,在作戰理念上均與馬賽克戰有關聯,其核心思想都是發展智能化和體系作戰能力,作戰概念關係與對比如表1所示。

表1 作戰概念關係與對比

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制勝機理

美軍馬賽克戰作戰概念重點突出了兵力運用的可組合性、可消耗性和去中心化思想,注重人工智慧自主技術應用,增加敵方認知迷霧,加快決策過程速度,提升作戰體系韌性,通過給敵方帶來多重困境,使其無法實現目標。

1)增加戰爭迷霧,施加認知難度(感知)

戰前廣域分散部署作戰力量。依託功能模塊化和可靠連接,使分散部署的傳感器、指揮控制節點和武器平台等能夠隨時組成作戰體系。戰前無需建立固定聯繫和集中部署,避免過早暴露作戰企圖。

戰中快速變換作戰體系結構。增加組合變化的可能性和複雜度,增加戰場的迷惑性和不確定性,使對手陷入難以判斷己方作戰意圖和戰場形勢的境地。

2)運用智能手段,實施決策對抗(決策)

提升決策快速性和有效性。人工智慧和自主系統賦能決策過程,提高決策速度和效率,同時支持任務部隊實施任務式指揮,進一步提升體系決策效率。

給敵方決策強加複雜度。智能和自主技術運用加速作戰節奏,實現作戰自動化,高效控制分布式部隊隨戰況動態快速應變,使敵方決策面臨更大複雜度,從而降低對手決策的質量和速度。

3)發揮時間威力,以速度碾壓對手(行動)

快速生產模塊化裝備。採用成熟技術快速開發低成本裝備,大大壓縮裝備研製生產周期,從以年或月為單位降低為以天甚至小時為單位。

快速構建作戰體系。利用馬賽克部隊的快速組合能力,結合人類指揮與機器控制,可以大幅減少作戰體系構建時間,這種速度完全超出對手認知、決策和行動能力的極限,從而在時間維度形成全面碾壓的效果。

4)強化體系韌性,確保可靠生存(體系)

模塊化設計提升體系韌性。裝備模塊化設計,提高作戰節點間的互操作性、可組合性和易互換性;部署大量低成本自主裝備,提升作戰系統的可消耗性。

快速重組/替換確保體系穩定。馬賽克模塊的可組合性可保證殺傷鏈的彈性;通過現存體系的柔性重組或損失節點補充替換,可迅速恢復殺傷鏈,確保作戰體系能可靠生存。

5)聚合殺傷威力,實施飽和打擊(行動)

組合形成作戰體系威力。馬賽克式部隊的兵力和平台功能可實現充分解耦,通過工具和程序實現快速可靠連接,能夠根據作戰任務需要組合出數量巨大的殺傷鏈,進而編織成密集殺傷網。

集中攻擊高價值目標。在較小時間窗口內,組合形成的作戰任務能力包可對敵方高價值目標實施飽和式打擊,能夠迅速達到破擊敵方作戰體系、降級作戰能力的效果。

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關鍵裝備能力

為了支撐馬賽克戰制勝機理的實現,對新型裝備體系關鍵能力提出了新需求,主要包括網絡動態自適應能力、裝備按任務聚合能力、分布式智能決策能力和戰場資源精細化組織能力。

1)網絡動態自適應能力

高對抗條件下網絡快速構建與自適應調整能力。面向分布式兵力組織需求,採用去中心化的通信體系結構,能夠動態快速構建網絡,支持網絡動態管理、裝備自適應接入和網絡韌性抗毀,可支撐裝備間快速建立最優連結通信關係,實現馬賽克式裝備的快速拼接、能力生成和動態調整。

2)裝備按任務聚合能力

裝備能夠按照功能進行解耦與分布部署。戰場上武器裝備中各類能力、組件和服務能夠與裝備物理實體進行解耦,解除其固屬關係,並進行虛擬化和對外提供服務,最終將裝備分解成最小的、能夠對外提供服務的實用功能單元。如將通用平台上的感知、決策和打擊類資源分解,形成功能分散部署的分布式功能模塊,各功能模塊具有可接替性和可消耗性。

裝備能夠基於網絡靈活構建與能力生成。依託動態自適應網絡,分布式部署的海量作戰功能單元,能夠面向不同類型任務需要進行快速自動組合,快速構建出最優連結鏈路、數據服務鏈路及功能協同鏈路,靈活拼接與能力生成後形成作戰裝備‑作戰鏈路‑作戰殺傷網。

3)分布式智能決策能力

人機融合的混合決策能力。作戰人員和機器智能能夠高效交互、相互信任和相互理解。將指揮員高階的、宏觀的對不確定環境認知的機制與機器的受限約束、確定邊界下強大的搜索計算能力相結合,使機器能充分理解指揮員意圖,快速搜索疊代形成最優方案。通過人機互動式、疊代式協同學習,逐步將指揮員概略決心轉換成具體的作戰計劃,實現體系資源最迅捷和最優化調度。

智能裝備自主決策與協同能力。基於指揮員的作戰任務要求,在高動態和強對抗作戰場景下,智能裝備能夠自主認知戰場環境,自主確定作戰方案,自主實施作戰方案;智能裝備集群依託統一的自組織架構、平台和機制,構建異構多平台間信任能力,實現集群分布式協同感知、分布式智能決策和分布式火力打擊,最終加速戰場前沿的偵察‑判斷‑決策‑行動(OODA)環路運轉效率。

4)資源精細化組織能力

面向廣域戰場資源,基於去中心化通信網絡架構,機器控制系統利用分布式戰場資源管控技術,實現面向任務的戰場資源的統一組織與精準運用,實現作戰體系動態構設、作戰資源敏捷調整及作戰能力自主湧現,確保形成精準高效的體系作戰能力。

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馬賽克戰破解手段與系統發展

著眼馬賽克戰的制勝機理,分析關鍵裝備能力生成模式,在加強我方作戰體系的資源管理和能力敏捷聚合的前提下,可以從削弱敵方對抗時的認知優勢、增加敵方決策難度、破壞敵方作戰體系以及可消耗裝備的保障能力等方面,採取必要手段,削弱馬賽克戰的作戰效果。

4.1削弱敵方認知優勢

快速精準地獲取戰場態勢是馬賽克式兵力作戰決策和行動的基礎。馬賽克戰通過組合利用現有低成本傳感器形成全域傳感網絡,全面收集戰場信息。同時,藉助兵力的分布式部署和可組合運用特性隱藏作戰意圖。基於此,可通過干擾敵方認知優勢生成、降低敵方認知的全面性與準確性、提高我方對敵方的分布式體系認知效能等途徑削弱敵方的認知優勢。削弱敵方認知優勢的作戰手段運用如圖2所示。

圖2 削弱敵方認知優勢的作戰手段運用

4.2增加敵方決策難度

利用人工智慧技術和模塊化、可組合兵力是馬賽克戰在加快己方決策效能同時降低對手決策效能的核心。馬賽克戰強調廣泛運用智能技術賦能作戰決策和兵力行動,提升指揮機構決策的快速性和有效性,加快作戰體系構建速度和作戰節奏。同時,以兵力可組合性帶來的巨大作戰兵力運用決策空間,給對手決策過程加強複雜度,使其難以判斷對方行動,從而降低對手決策的質量和速度。基於此,可考慮增加我方戰場複雜度,降低敵方研判效率;干擾敵方指揮環節,導引敵方智能決策失誤。增加敵方決策難度的作戰手段運用如圖3所示。

增加我方戰場複雜度,採用「以彼之道,還施彼身」方法,主要考慮拓展作戰空間和作戰兵力決策空間,降低對手的決策質量和速度。在拓展作戰空間方面,發展多域聯合手段,能夠綜合運用政治、外交、經濟和社會等領域的手段,提升混合戰爭組織能力;能夠綜合運用遠程打擊、遠海、深海和深空等力量,聯合遏制對手;在拓展作戰兵力決策空間方面,大力發展模塊化和可組合裝備,豐富作戰單元執行多樣化任務的能力,提升面向任務的裝備編組多樣化水平,增加體系可組合性的複雜度和不確定性,迷惑對手,從而延緩敵方研判效能。

干擾敵方指揮環節,主要考慮針對馬賽克兵力決策中心以場景為中心的指揮特徵,對其人類指揮和機器控制、智能裝備自主決策與協同等過程進行干擾,降低其效能。主要考慮發展賽博攻擊裝備,重點攻擊人機互動與意圖理解系統,降低指揮員與機器信任水平、交互效率,延遲指揮員和機器達成一致理解的時間。發展電子干擾技術,干擾或擁堵智能裝備群體協同內部通信網絡,進而降低群體的行動同步能力,使其功能紊亂。

圖3 增加敵方決策難度的作戰手段運用

4.3破壞敵方作戰體系

快速構建滿足作戰任務需要的作戰體系是馬賽克戰作戰能力生成的關鍵。馬賽克戰通過功能模塊化和可靠的連接工具/程序,在極短時間內組織各類作戰裝備,構建、形成作戰體系,對敵方高價值目標實施飽和式打擊,從而突破敵方防禦體系。基於此,可考慮採用關鍵弱點發現與物理域體系癱瘓、賽博域信息阻斷延遲等軟硬武器阻止/破壞敵方作戰體系的聯動性,從而影響體系的完整性、穩定性和平衡性,造成結構破壞、程序紊亂、功能下降,延長決策周期,遲滯作戰節奏(OODA環)。破壞敵方作戰體系的作戰手段運用如圖4所示。

圖4 破壞敵方作戰體系的作戰手段運用

4.4降低敵方保障能力

快速的先進技術應用與裝備研發和採辦,充足穩定的裝備供應是實現馬賽克戰的核心基礎。實現馬賽克戰,需要數量眾多、種類各樣的模塊化及可組合的裝備,打造十分複雜的產業鏈,對體系及系統可靠性將產生重大影響。基於此,可考慮採用從降低裝備可替換性和裝備可靠性等角度打擊供應鏈中關鍵裝備,降低對手的裝備保障能力和戰爭持續能力。降低敵方保障能力的作戰手段運用如圖5所示。

圖5 「降低敵方保障能力」作戰手段運用

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結束語

馬賽克兵力運用將對美軍未來聯合作戰體系建設、武器裝備研製及作戰運用方式產生深遠影響。通過裝備模塊化設計,提高環路節點的互操作性、兼容性和易互換性;通過裝備智能化水平的提升,加速OODA 環路效率,進而加速整個環路循環效率;通過裝備分布式部署,將作戰體系「隱藏」在整個作戰空間,干擾和延長敵方OODA循環。事實上,馬賽克戰涉及的作戰力量模塊化分散部署、面向任務的動態柔性重組及人工智慧提高決策效率等思想,與我軍正在推進的網絡信息體系具有一致的關係。

網絡信息體系可將作戰資源高效運用起來,發揮各類信息系統和武器系統相互連通的作用,將各信息化作戰單元緊密聯繫在一起,相互之間能夠共享戰場態勢信息,並基於人工智慧輔助決策面向作戰任務需要高效協同各類分布部署的資源開展作戰行動。

因此,我軍需持續深化網絡信息體系理念,發展人工智慧等顛覆性技術,加速推動體系建設以及網絡中心、信息主導和體系制勝等理念落地,需改變重要素、輕體系以及重平台、輕信息的建設思路,堅持信息主導、體系建設,深度耦合戰場體系、裝備體系和力量體系,將各類作戰資源和要素有機融合、全網共享,努力形成強大的基於網絡信息體系的聯合作戰能力,使其成為應對美軍馬賽克戰,乃至未來戰爭的有效手段。