美国防部作战试验鉴定局评估未来靶场作战试验鉴定能力

    导语2021年9月13日，受美国防部作战试验鉴定局委托，美国国家学院（NASEM）牵头组织的“评估国防部试验训练靶场的物理技术适用性委员会”（2020年12月开始组建，下文简称委员会），在美国国家学院官网发布了该委员会的评估报告《确保美防务系统作战优势的国防部靶场能力：未来战斗的测试（2021）》，并计划于2021年10月13日召开该报告的网上新闻简报会。

    而在2021年1月13日发表的《作战试验鉴定局2020财年报告》中的“国防部靶场建设需求”部分中提到，作为2021财年作战试验鉴定局的工作重点，将委托美国国家学院成立评估国防部试验训练靶场的物理技术和作战适用性两个委员会，对美国防部靶场未来发展进行评估。

    一、报告背景2018年版美国《国防战略》将其战略风险定位在中俄等大国，认为在人工智能、无人自主系统、大数据、通信通讯、航空航天等具有重大军事应用价值和潜力的新兴技术领域上，美国的优势正日益受到“威胁”。

    为了应对“大国竞争”以及新兴技术的飞速发展，美军近年来不断创新作战理论和作战概念，并从战略管理体制、采办程序、业务领域和采办政策等多方面开展了一系列改革。

    美军在试验鉴定领域大力提倡研制试验与作战试验的一体化试验鉴定策略，并将原本属于研制试验类的实弹试验与作战试验并列在一起加以强调。

    2021年7月开始，国防部作战试验鉴定局进行内部重组，将原实弹试验鉴定部门并入其余4个作战试验鉴定部门，并组建一个负责战略倡议、政策和新兴技术的新部门——战略倡议、政策与新兴技术（SIPET）副局长办公室。

    当前美军试验和训练靶场达500多个，任务和测试环境极为多样，而且靶场地点和设施数量众多。

    为了在2035年前美军试验靶场的技术和作战适用性符合美国的战略目标，需要评估试验靶场的当前物理和技术状态。

    二、主要内容报告针对作战试验鉴定，分成六个部分开展研究：第一部分绪论，第二部分作战试验鉴定未来展望，第三部分未来战斗的测试，第四部分作战测试的数字基础需求，第五部分快速部署：重建国防部试验靶场资源和需求过程，第六部分结论。

    该报告重点集中在以下三个主题：1. 未来的战斗需要联合全域作战（JADO）环境的关联杀伤链。

    当前，美国防部为测试单作战域、单武器系统而优化的采办流程、组织架构、试验方法和靶场基础设施，已经无法胜任未来的集成武器系统在全作战域环境的测试需求。

    2. 数字技术正在极大地改变试验的性质、实践和基础设施。

    美国防部的试验靶场及未来的武器系统由数据和软件构建。

    武器系统中自主、人工智能和机器学习的重要性迅速增加，给作战试验带来了新的挑战。

    此外，数字孪生和高性能建模与仿真技术的出现使得新的试验方法成为可能，虚拟测试已成为某些武器系统应用的唯一有效方法。

    3. 快速部署是当今衡量业务相关性的尺度，也是一个持续发展的目标。

    与此同时，新的武器系统正在使用从未部署的技术，这些技术也在以摩尔定律所允许的速度发展。

    可用的武器系统被迅速部署，亟需持续试验鉴定。

    为了应对与这些主题相关的挑战，报告提出了五种结论和建议：1. 发展“未来的靶场”，在联合全域作战环境中测试完整的杀伤链。

    靶场体系必须针对实际的作战测试而适应新的作战概念和新的试验方法，包括支持体系一体化测试的基础设施以及跨不同作战域的多靶场的互操作性。

    2. 重组靶场能力需求过程，以便持续改造和维护靶场。

    为了保持作战试验鉴定的严谨性，实现武器系统的快速部署，需要快速实现新武器技术和新威胁的靶场现代化。

    同时，需要保持并增强靶场的关键能力，确保所需的测试能力和工作能力，并减轻靶场的物理和无线电频率环境中因外界侵占造成的问题。

    3. 在武器系统研制和试验全寿期中强调建模与仿真，构建新的靶场运营系统。

    美军很多武器系统项目已经无法实现单独在外场实际有效的测试，高保真虚拟测试可以实现并且可能是进行某些类型试验的唯一方法。

    在作战试验中广泛和标准化地使用建模与仿真，需要构建新的建模与仿真的基础设施、试验鉴定界也需要改变传统思维，并且在不断变化的威胁和技术环境中发展建模与发展的新方法。

    4. 创建“TestDevOps”数字基础设施，用于未来的作战试验和完整的靶场体系互操作性。

    基于模型的工程、连续的数字线程和连续集成/连续交付软件将成为靶场敏捷性、快速测试进化和快速部署的基础。

    而超高带宽信息流必须是畅通、按需和安全的。

    5. 构建新的响应、有效和灵活的靶场体系融资模式。

    鉴于技术和威胁的快速变化，长寿命靶场系统的建设、升级和维护的持续资本投资，连续集成的建模与仿真对跨域系统测试日益增长的需求，作战试验鉴定部门应更早介入需求开发和采办过程，以更好地保证靶场投资的及时性和充分性。

    三、美试验鉴定领域正发生重大变革与美军上世纪90年代开展的以信息技术为基础的军事革命不同之处在于，美军此轮变革将不再单纯强调利用技术来建立新的军事能力，而要同时开展相应的业务和组织创新和改革，以适应未来战争的需求。

    1. 迎合大国竞争的战略需求和新型技术的快速发展，创建面向未来作战的新型联合试验训练靶场设施体系除了利用其“真实、虚拟、构造的”分布式试验鉴定能力体系开展复杂武器装备/装备体系研制中的试验鉴定工作，将现有的作战试验鉴定升级为“像作战一样试验”外，美军还将具备最先进的虚拟化、仿真、虚拟现实训练和远程作战演习能力，从而承担未来一系列高端多域演习和长期联合实验，提高美军的联合战备能力。

    图2 报告建议的未来试验鉴定评估体系2. 突破传统军兵种管理壁垒，建立符合联合全域作战环境的新型试验鉴定管理体系当前美军靶场能力设计能力仅能够满足组件级和平台级测试要求，未来的靶场必须要实现体系作战的试验鉴定能力。

    未来几十年内美军，包括靶场建设、靶场测试技术以及包括靶场管理在内的整个试验鉴定管理模式，不再是传统的线性流程（图3），而是依托美国防部的数据和模型资源，根据试验需求，联合跨物理和电磁频谱等作战领域的多个靶场，形成多任务线程的试验鉴定能力，打造一个现实与虚拟相融合的“像作战一样试验”的作战试验鉴定环境。

    未来将采用一体化、实时动态的靶场资源管理模式：确定合理的试验需求，并根据需求查找现有靶场试验能力中存在的不足，在武器系统需要进行试验鉴定时建立资金流以做好相关试验准备，在采办流程的早期就同步作战试验和研制试验要求。

    图3 未来军用试验靶场概念构想3. 构建面向人工智能试验鉴定和验证确认的全要素、全流程的生态体系美军无人自主、人工智能试验鉴定的模式将不同于传统瀑布型，武器系统属于软件密集型，必须建立统一的数据标准、工具环境和平台建设机制，建立面向人工智能试验鉴定和验证确认的全要素、全流程生态体系。

    该生态体系一是要贯穿国防部试验资源管理中心、研制试验鉴定办公室、作战试验鉴定局等部门；二是要打通军种项目办公室，军种试验司令部、试验训练基地；三是要联合国防科学委员会、国防创新委员会、军方背景智库和大学研究实验室等机构；四是要整合分散在人工智能商业公司、军工企业中的人工智能试验资源。

    4. 借助数字工程战略推动试验鉴定由实装向数字化转型试验鉴定作为美军数字工程战略的一部分，未来将充分利用数字生态系统（如高带宽网络、计算体系结构、企业资源、工具和先进技术等），广泛采用数字化方式来表征任务环境中的系统，加速实现一体化试验鉴定等活动的数字化；并采用模型、数据和测试工具来源，以及自动操作、重用和自动生成测试工具等数字技术，确保一体化试验资源具有更高的准度、精度和效率；利用数字工程的理论和实践来创新试验鉴定理念，在一体化试验鉴定工作中引入基于模型的系统工程、不确定性量化等新概念，从而在实现武器系统快速部署的同时保证风险可控。

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