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未来集群智能战争对我国武器装备体系建设的要求与挑战

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11 月 4, 2023 #智能装备方案

设备系统化改造

当前世界军事强国武器装备的对抗和竞争已从平台与平台转向系统与系统。 在武器装备系统化发展的时代,武器平台的技战术指标已经不能直接反映武器装备的实际战斗力。 成熟稳定、灵活多变的武器装备体系是赢得现代高技术战争的关键。 因此,“系统效能”已经取代“技战术指标”,成为国家和军队武器装备发展的首要评价因素。

需要指出的是,国际上近年来武器装备并未出现系统性变化。 这一变化发生在20世纪70年代末至80年代初,当时以美国为首的西方国家总结二战经验,争取冷战胜利期间发展起来的重大变革,与战术和先进性的研究相结合。在武器技术方面。 代表性案例是1982年6月以色列入侵黎巴嫩期间发生的贝卡谷地空战。在贝卡谷地空战中,战果悬殊远远超过了武器平台之间的性能差距,充分展示了所带来的巨大优势。通过实战中的装备系统化。

传统的武器装备开发思路是基于平台设计。 是针对某型武器平台开发应用各种新技术,研究制造新型同类产品,以期在各项性能指标上超越过去同类产品的一种发展模式。 武器装备系统化发展的思路是分析未来战场环境和作战任务,梳理现有武器装备和相关领域新技术。 突破性的设计和建造将是未来一定时间内最容易形成战场优势的。 作战装备系统。 并通过比较现有武器装备的优缺点,确定要发展的武器装备和技术。 也就是说,其研究的目标不再是基于单一的装备更新,而是基于作战任务判断和战术研究的装备体系的构建和更新。 是武器装备研制与战术研究充分结合的新装备研制思路。

与武器平台设计相比,采用系统化的武器装备研制模式,可以在实战效能和自主发展方面带来巨大优势。

武器装备在实战领域的系统化发展将具有以下优势:

系统成熟度:与单独开发装备平台,然后根据作战任务匹配使用各个装备的方式不同,空战装备的系统化发展思路是在设计之初就形成分工协作的装备系统。 所有设备的协调应用正在设计中。 这从一开始就充分考虑并用于协调相关通信、指挥、控制系统的设计,确保各设备在系统内分工明确、充分协调。 在实战情况下,这种精心设计的装备系统的应用必然会更加成熟和稳定。 与战场上单独研制、临时组合的装备系统相比,执行作战任务时,整个系统反应更快、应用更成熟、配合更默契。

战术前瞻:由于结合了对未来战术的前瞻性研究,重点关注未来战场环境的变化,设计更有优势的战术。 如此设计的空战装备系统必将更加适应未来各种战场任务,对对手现有主要战术有成熟的对策设计,为应对各种突发事件和战场环境做好更充分的准备,从而取得更好的战果将来。 在未来的军事对抗中很容易取得优势。

广度与针对性更好的平衡:随着武器装备的不断升级换代和科技水平的不断提高,新一代装备平台的更新难度越来越大。 具有多种作战功能的空中武器平台的难度越来越大。 开发起来就越困难。 空战装备系统化发展的思路可以通过细化系统内分工,基于现有平台应用开发各类特种装备,拓宽装备体系广度,实现装备系统应用升级。 。 该方法为战术执行提供了更多的选择,大大提高了系统应用的广度和针对性。

除了在未来实战中具有巨大优势外,就装备研制工作本身而言,系统化装备研制思路还具有以下优势:

经济性:对于空战武器装备等高科技产品来说,其装备数量有限,研发成本始终是主要成本。 按照传统武器平台发展思路,新一代装备普遍会力争在主要性能上超越老平台。 在系统发展思路上,由于注重系统协同,武器平台的发展可以放弃一些昂贵但需求旺盛的装备系统。 不是紧急技术。 这种高科技开发的选择可以显着降低武器平台的开发成本和时间周期。

独创性:目前,许多国家在作战装备研制上都采取“平台跟踪”的研制方式,即通过模仿世界先进装备来开发自己的装备。 然而系统化装备发展的思路是通过各种装备之间的协调配合,使战斗力最大化。 此次合作得到了一系列软硬件技术的支持。 如果单纯仿制装备平台,即使仿制装备平台的性能指标一点也不差,但由于缺乏其他装备的有效配合以及相关软硬件技术支持,系统的战斗力无法发挥出来。实战中的发挥,会受到原有方法的限制。 作战装备体系,处于明显劣势。

自武器装备发展进入系统化时代以来,得益于先进信息技术的进步,战场内外的各种信息可以在各武器平台上的作战人员和指挥中心之间快速、高效、安全地传输。 这在热兵器时代形成了重要的作用。 大军对决的传统作战方式产生了颠覆性的影响。 前线关键阵地的士兵可以被授权指挥和指挥强大的火力进行打击。 这些士兵已经可以指挥和控制一个团甚至一个师的火力攻击敌人。 “兵力少、火力强、打大仗”是美军在海湾战争等局部战争中多次上演的。 由于作战方式的创新,战场指挥变得更加灵活、快捷,呈现出明显的扁平化趋势; 战术协调变得简单高效,呈现出明显的一体化趋势。

战场环境和战争模式的变化必然带来武器装备发展需求的变化,武器装备发展方式的变化也将深刻影响战场环境和战场模式的演变。 武器装备的发展与人类科技进步密不可分。 武器装备系统化发展模式和作战模式的出现,根本上得益于信息技术的发展和进步。 随着人工智能技术的快速进步,新一代武器装备系统及其对战争模式的影响也在不断变化。 作为世界上最先进、最强大的武装力量,美军装备发展体系的演变值得深入研究和研究。

美军武器装备体系的变化

如果说,美军及其盟国在20世纪80年代、90年代的局部战争中展示的是基于当时信息技术、仍以战斗行动为特征的第一代系统武器装备及相关战术。 所以在接下来的三十年里,美国的装备体系不断更新和强化。 虽然美军直接或间接参与了多次局部战争,但没有一个势均力敌的对手可以让美军充分展示其新一代武器装备系统的发展。 直到2018年初,美国空军实验室发布了一段模拟2030年美国空军作战的视频。视频中,“忠诚僚机”无人机、“妖精”集群无人机、反动力微波导弹、吊舱激光器等先进智能武器大炮与F-35战斗机相结合,展示了美国空军的一系列新战术。 可以说是对美军现有武器装备体系和战术的较为全面的展示。

可见,在美军新一代空战装备体系中,一向备受关注的隐身战机不再是负责空中缠斗和对地打击的主力。 这些危险的任务都交给了“忠诚僚机”和其他多样化的无人机来完成。 飞行员驾驶的隐身飞机的功能是前线控制功能。 目前,以F/A-22、F-35为代表的隐身飞机凭借其超强隐身能力、超音速巡航能力和超强机动性。 在空战情况下,不再需要在战术上维持目视编队。 因此,美军计划采用的战术编队将是极其分散、相距数十公里的网状编队。 通过利用穿过空中目标的观测网络和实时数据传输网络,隐身战斗机可以直接指挥和控制无人战斗机或将其交给人工智能控制。 在新一代系统中,自动化无人武器(包括各种无人机和巡航导弹)的指挥控制权将能够根据需要在地面指挥系统、预警机和隐身战机之间自由转移。 在这种作战体系中,预警机可以停留在距离战场较远的安全区域进行总体控制; 隐形飞机抵达战场附近指挥无人武器实施直接打击,评估打击效果和战场形势,并可根据需要使用无人武器实施直接打击。 在敌人的配合下,发起了“必杀技”。 该系统在第一代空战系统的基础上,通过无人武器与战斗人员的密切配合,进一步延伸战场纵深,让有生力量得到更好的保障,让人们的适应能力和技能在战斗中持续发挥。 被发挥出来。 有效利用了美军的装备优势,避免了其不愿遭受人力损失的劣势。

为了区别上面介绍的仍然由战斗人员直接控制的第一代系统武器装备系统,笔者将上述新一代系统武器装备系统称为第二代系统武器装备系统。 在第二代系统化空战武器装备体系中,战场控制权进一步分解为总体控制权和前线控制权。 前线控制权将由直接面向战场的隐身战机承担,让隐身战机利用无人机与各种地面武器配合,组成作战能力远超普通武器平台的作战单位,在战场上获得绝对优势。决斗。

从美军第二代系统化空战装备体系建设来看,人仍然是战争的决定性力量,但前线飞行员并非纯粹的战斗人员,还具备前线指挥员的职能。 空战中最危险的作战任务将是这些无人作战装备的主要任务是吸引对手的注意力和火力,迫使对手的武器火力做出反应,自动或在相关人员的控制下直接打击目标。 战斗人员直接驾驶的隐身战机将悬停在前线边缘,进行现场指挥、战场评估,并在适当的时机发动决定性攻击。

从美军第一代、第二代系统武器装备体系的发展来看,体现了美军军事战术思想和装备发展思路的变化和调整。 这是美军在充分研究了上世纪几场重大战争后对非洲未来战争的规划。 对称作战特点:创新符合美军特点的非对称作战战术和武器装备战略发展思路。 在这种思路下,美军充分发挥国家科技优势,致力于打造难以全面分析、简单模仿的复杂武器装备体系。 在保持战斗火力的同时,最大限度地减少了前线战斗人员的数量,从根本上降低了战斗中战斗人员伤亡的比例。 体现了美军依靠武器装备优势而非战斗人员质量和数量来赢得战争的根本愿望。

需要指出的是,目前美国空军装备体系的核心F-35战斗机是20世纪90年代设计的飞机。 因此,第二代系统化装备系统在美国已经发展了二十年。 虽然还处于逐步完善的过程中,但已经列装了大量的武器装备。 以第二代系统化武器装备体系为基础的指挥应用体系和作战理念正在逐步完善之中。 它反映了美军目前的作战模式。 按照装备一代、设计一代、探索一代的世界武器装备发展的发展逻辑,美军下一代系统装备体系是我们必须密切跟踪并积极应对的。

在上述研究的基础上,结合当前技术发展逻辑的正向推演和美军公开的技术信息的反向推演,可以确认美军未来一代武器装备系统必须是一种以新一代人工智能技术为核心的智能武器装备系统。 笔者称之为第三代系统武器装备体系。 与国内很多研究者的理解不同,这一代系统化武器装备体系必须继承前两代系统化装备体系的核心优势,是最有可能通过应用技术形成战场优势的武器装备。新一代人工智能技术。 系统。 因此,笔者认为,美军下一代智能武器装备体系的核心应该是:将人工智能战略决策系统与集群智能相结合进行自主作战的武器装备系统。

美军未来智能装备体系特点

要了解美军第三代系统化武器装备体系,首先要了解目前正在快速推进的深度学习和集群智能技术。

深度学习是新一代人工智能的标志性技术。 在以前的计算机和自动化时代,机器可以执行人类的指令,甚至可以根据人类教给它们的逻辑来执行一系列复杂的操作。 但现阶段,机器解决问题的方法依赖于人类对问题的理解,依赖于人类理解的逻辑和解决问题的思路。 当发展到深度学习阶段时,机器解决问题的思路来自于自身的深度学习,这使得计算机能够认识到人类从未认识到的事物之间复杂的逻辑关系,从而使机器能够解决问题或者解决人类从未遇到过的问题。 做出决定的能力。 群体智能也是本世纪兴起的一项人工智能技术。 早期,它模仿并研究蚂蚁的行为,让许多非智能或低智能个体通过简单的相互合作表现出高度智能的行为。 如果将深度学习和群体智能联合应用于智能装备系统,可以培养战术级人工智能,实现系统化、高效的群体作战。

事实上,美国国防高级研究计划局(DARPA)是第一个提出群体智能概念并计划将其应用于无人机群体作战的机构。 2007年,美国国防部将原来的无人机发展路线图更名为无人机系统路线图,开始协调各种智能武器装备的发展。 2014年,DARPA提出了“拒止环境协同作战”(CODE)项目,为无人机群开发智能作战系统架构和相关算法软件。 该项目分为三个阶段,第三阶段于2018年底结束。除了DARPA之外,美国国防部战略能力办公室(SCO)和三军研究机构也都有自己的无人装备群情报项目。

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美国空军研究实验室(AFRL)无人系统自主技术发展现状

深度学习与群体智能技术的配合,解决了科幻电影中所担心的人工智能掌握过多信息而带来的潜在的自我觉醒危机。 让人工智能专注于学习和理解群体作战模式下个体装备的智能行为。 必须指出的是,美国正在开发和研究的这些基于群体智能的武器装备系统,将把军事作战能力推向前所未有的水平。 这些人工智能武器装备勇敢、高效、犀利、无所畏惧。 无论是战术执行力还是火力配置都远远超过最勇敢、最训练有素的人类战士,所有战术选择完全根据群体需求而定。 一旦战斗开始,他们就会根据战场局势的瞬间变化和群体的需要来调整自己的战术反应。 如果他们达不到目的,他们就会继续死去。 在这个系统中,人类将逐渐退出战术层面的行动决策,而被人工智能取代,因为人工智能的判断必然会更加准确,反应也会更快。 在战术层面,人类只会观察并最终控制(如暂停运行),并不会为智能装备运行提供相应的保障。 这种群体智能带来的智能装备自主行动的复杂策略,以人类的智力和战斗力来说是极其难以应对的。 由于群体智能本身是一种去中心化的技术,任何一台机器的损坏与全局无关,所以所谓的“大脑攻击”方法是不可能的,而能够对智能群体采取行动的控制器装备集群可能远在千里之外。而且就像人类战争一样,在战术环境中,智能武器装备可以通过多种方式连接。它们并不完全依赖卫星和无线电,只要配备适当的传感器即可、机器视觉、嗅觉、听觉、触觉甚至化学信息,就像温度变化一样,都可以成为传递信息的手段,过于简单地看待这些问题可能会让我国在应对方面更加被动。

第三代武器装备系统将在战术层面完全用人工智能代替人类,实现武器装备作战的自主协调。 其在战术领域的压倒性优势也将在作战和战略层面形成不可动摇的优势。 这种武器装备发展模式采用以深度学习、集群智能为代表的人工智能技术作为武器装备的核心技术。 由于人类不再是前线作战力量,武器装备的发展要求发生了颠覆性的变化。 大量现有的军事装备技术将被抛弃,配备专用人工智能的廉价且易损坏的武器装备平台将把科幻电影中的“机器杀手”变成现实。

这种人工智能战术领域独立的第三代系统武器装备体系的出现,将不亚于核武器的出现,改变战争方式,因而必然对地缘政治产生深远影响。 如果这些技术装备被滥用,整个人类文明的生存将受到威胁和考验。

我国作为一个爱好和平、负责任的大国,必须尽快有效应对这种智能战争模式的威胁。

国防科技工业面临的挑战与变化

面对可能出现的修昔底德陷阱挑战,我国军事装备部门必须提前应对,肩负起捍卫国家主权与和平发展的使命。 他们必须拥有应对军事霸权威胁的手段和能力。 因此,我国也必须把我国集群智能武器装备体系建设提上日程。 然而,智能化武器装备系统的上述发展趋势,正在对我国国防科技工业发展提出巨大挑战。

这是因为,一方面,作为我国国防科技工业主力军的十二大军工集团基本都是装备制造企业集团,在人工智能领域积累甚少。 但我国人工智能企业多为创业型民营企业,普遍缺乏武器装备研发经验和基础。 两者在下一代武器装备系统的研制过程中能否实现深度融合,还存在不少困难需要克服。

另一方面,智能化武器装备体系对武器装备的要求发生了根本性的变化。 比如,面对波音公司提出的四种“忠诚僚机”方案,美国国防部选择了平台性能最差但经济性最好的“F-16改装”方案。 美国空军研究实验室(AFRL)也提出“低成本消耗型飞机技术”作为未来军用无人机发展的根本要求。 对国防科技工业核心能力提出了新要求。 智能装备系统的发展,其专业领域与传统武器装备的专业构成也存在诸多差异,引起了我国国防科技工业专业构成的较大调整。

针对上述变化,各军工集团和企业必须清醒认识、高度重视、积极行动、积极参与改革。 只有深化国防科技工业改革,以一体化国家战略体系和能力建设为引领,才能将军工集团传统的行政控制转变为资源管控模式,逐步退出军工集团。通过混合所有制改革以及与地方政府和企业的合作,向传统工业领域发展。 ,将资源投入新一代人工智能技术等新兴科技领域。

摘自《国防科技工业》2019年第6期

军民融合(北京)装备技术研究院

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