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本文主要对任务工程(ME)在美国国防部快速防御实验储备(RDER)中的应用的报告进行解读,希望对你的学习有帮助。
本文来自于象生OPM ,由火龙果软件Alice编辑、推荐。 |
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明确报告主题(《将任务工程应用于美国国防部快速防御实验储备》)、发布场景(2022 年 11 月国防工业协会系统与任务工程会议)、两位核心作者及所属机构(Elmer Roman 先生来自美国国防部研究与工程副部长办公室(OUSD (R&E))任务能力局,Judith Dahmann 博士来自 MITRE 公司)。
奠定报告的官方背景与专业属性,作者所属机构(国防部直属部门 + 专业技术咨询公司)确保了内容的权威性和实操性,会议场景说明该主题是国防工程领域的重点讨论方向。
任务工程(ME)基础定义与方法论
1.给出 ME 的核心价值:提供一致的方法论,产出 “数据驱动、聚焦任务、考虑威胁” 的成果,助力未来任务优势;
2.明确 ME 流程起点:以 “最终目标为导向”,先明确问题陈述、任务特征和指标,再收集数据与模型,分析后形成成果(引用《DoD ME Guide 2020》第 5 页);
3.提供 ME 指南链接,强调 “节点 / 数据报告与 GRA 对齐” 的重要性。
这是报告的理论基础,核心是 “以终为始 + 数据支撑”——ME 不是抽象概念,而是有明确流程、依据和工具的实操方法,指南链接为后续落地提供了标准参考。
R&E 任务工程实施背景与时间线
背景:基于 2020-2022 财年研究经验,将 ME 应用于 RDER;
重点领域:涵盖快速精确打击( RPS )、高能激光(HEL)、导航与授时(PNT)、核指挥控制通信、电磁频谱、非动能火力等多个国防关键能力方向;
时间线(2017-2022+):关键节点包括 2017 年《国防授权法》(NDAA)第 855 节出台、2018 年向国会提交 ME 指南、2019 年发布 ME 数字生态系统、2020 年成立 RDER。
明确 ME 在 RDER 中应用的 “实践基础”(前期 3 年研究经验)和 “应用范围”(聚焦高优先级国防能力),时间线展现了美国国防部在 ME 体系建设上的渐进式布局 —— 从法律支撑到指南发布,再到技术生态和实验平台落地,逻辑连贯。
RDER 的核心定位与价值
1.成立目的:聚焦多部门协同实验,开展 “结构化、多年度” 的学习活动;
2.核心目标(引用副国防部长 Kathleen Hicks 发言):通过开发支持 “联合战争概念(JWC)” 的能力(火力、指挥控制、后勤、信息优势等),应对同行及近同行对手;
3.五大益处(明确 3 点):加速联合作战能力、拓展国际伙伴关系与多边合作、利用任务背景产物辅助决策;
4.实验特点:聚焦印太司令部(INDOPACOM)关键演习场地,实验成果可快速转化为实战系统或方法。
RDER 是 ME 的 “落地载体”,核心关键词是 “协同、快速、实战”—— 解决传统国防实验 “部门分散、转化缓慢” 的问题,且明确指向 “应对大国竞争” 的战略目标,印太司令部聚焦体现了地域战略重点。
R&E ME 研究的实施框架
拆解 R&E ME 研究的全流程,分为 5 个环节:
1.研究计划(Terms of Reference):明确利益相关者、问题陈述、假设、方法论、任务背景、交付物;
2.支持数据:含任务场景、威胁、系统角色、假设等详细信息(即 “任务特征描述”);
3.ME 数字工程环境:以 “任务线程(MT)” 和 “任务工程线程(MET)” 为核心,数字化呈现基线与备选方案的任务架构;
4.任务分析:在作战分析工具中落地场景、系统和活动,通过模拟运行输出定量指标;
5.结果:形成输出报告、趋势分析、观察结论和建议。
这是 ME 在 R&E 中的 “标准操作流程”,核心是 “标准化 + 数字化”—— 每个环节都有明确产出,数字工程环境解决了 “任务架构可视化” 的问题,定量指标确保分析结果可衡量、可对比。
RDER 对 ME 方法的应用与拓展
在 R&E ME 框架基础上,针对 RDER 的特殊性优化流程:
1.冲刺重点 / 计划:增加 “RDER 提案概念” 维度,与任务场景联动;
2.支持数据:补充 “杀伤链数据(如远程火力)” 和 “RDER 概念数据”,场景文档明确引用 JFOS(联合部队行动方案);
3.数字工程环境:扩展 “可重用 DEE”,覆盖基线与 RDER 概念的 MT/MET 数字化;
4.任务分析:指定在 AFSIM(先进框架仿真集成模型)中实施模拟;
5.结果交付:明确向 “概念负责人、RDER 提案经理、实验负责人” 输出成果。
体现 “从通用到专用” 的适配 ——RDER 作为实验储备平台,需要更聚焦 “提案落地” 和 “实验衔接”,因此补充了杀伤链等针对性数据,指定专用仿真工具,且明确了成果的核心受众,确保 “分析 - 决策” 闭环。
RDER 中的 ME 相关工作组与职责
列出 RDER 的 6 个关键工作组及核心职责:
1.任务分析工作组:建模 RDER 概念在任务中的实施,分析概念对任务结果的影响;
2.流程工作组:支持实验设计(如 “杀伤网” 设计)和实施,跟踪提案的任务线程对齐;
3.联合作战概念工作组:对接 “所需能力(CRC)”,映射 MT/MET 与提案的对齐关系;
4.执行工作组:支持 RDER 提案的选择与评估;
5.实验工作组:规划实验项目,预判概念落地后的转化路径;
6.转型工作组:通过数字任务架构支持 “系统之系统工程”,推动实验成果转化。
展现 RDER 的 “组织保障体系”——ME 的落地需要跨部门协同,每个工作组聚焦一个关键环节,从 “概念分析” 到 “实验执行” 再到 “成果转型”,形成无死角的责任分工,避免 ME 方法流于形式。
RDER ME 的核心活动与产品
1.明确两大工作线及产出:
2.任务建模(工具:CAMEO/SysML): -基线:数字化呈现场景中的 MT/MET,包含威胁、系统属性与行为,完成基线任务指标分析; -备选方案:根据 RDER 概念更新系统属性与行为,评估对任务指标的影响;
3.作战模拟(工具:AFSIM):输出 “任务线程对齐(可追溯)” 和 “定量分析(任务指标)” 两大核心产品。
明确 ME 在 RDER 中的 “工具链 + 核心产出”——CAMEO/ SysML 负责 “架构建模”,AFSIM 负责 “仿真分析”,两者配合实现 “从架构到指标” 的转化,“可追溯性” 确保每个结论都能对应到具体任务环节,避免分析断层。
ME 建模工作流
1.拆解 ME 建模的步骤闭环:
2.获取杀伤链源信息;
3.与场景文档(如 JFOS)对齐;
4.构建基线 MT/MET;
5.将 RDER 概念转化为 MT/MET 的变更;
6.在 AFSIM 中分别呈现基线与变更后的模型;
7.对比分析基线与概念对任务结果指标的影响,为决策提供依据。
这是 “可视化的建模流程”,核心是 “对比分析”—— 通过 “基线 vs 概念” 的对照,清晰呈现 RDER 概念的价值,每个步骤都有 “输入 - 输出” 的关联(如杀伤链信息支撑 MT/MET 构建),确保流程可复现。
MT 与 MET 的定义与作用
1.任务线程(MT):执行任务的 “端到端序列”,包括任务、活动和事件,核心流程为 “发现 - 定位 - 跟踪 - 瞄准 - 打击 - 评估(Find-Fix-Track-Target-Engage-Assess)”;
2.任务工程线程(MET):包含 “技术细节” 的 MT,明确执行任务所需的能力和系统(示例:通过无人机(UAV)实现 “跟踪 - 瞄准 - 打击”);
3.核心作用:MT 定义 “作战架构核心要素”(活动序列),MET 定义 “体系架构核心要素”(系统 / 能力),两者共同支撑 RDER 从提案选择、概念成熟到实验转化的全流程。
MT 和 MET 是 ME 的 “核心载体”—— 如果把任务比作 “一场战役”,MT 是 “战役流程”,MET 是 “战役中用到的武器、通信、后勤系统”,两者结合实现 “作战需求” 与 “技术能力” 的精准对接,是 ME 数字化的基础。
ME 数字任务模型的核心问题
通过 4 个关键问题,引导数字模型构建:
1.无 RDER 时,蓝方(美军)如何在场景中作战?→ 识别蓝方杀伤链,构建基线 MET;
2.引入 RDER 23-1 提案概念后,基线 MET 会如何变化?→ 更新为 RDER MET;
3.新任务需要哪些新增活动、系统和参与组织?
4.概念会如何改变 “端到端系统之系统(E2E SoS)的流程和行动序列?
这是 “以问题为导向的建模思路”—— 数字模型不是简单的 “画图”,而是要解决 “概念落地后的具体变化”,4 个问题层层递进,从 “现状” 到 “变化”,再到 “变化的细节”,确保模型能精准反映 RDER 概念的实际影响。
基线任务线程 —— 联合瞄准
以 “联合瞄准” 为案例,展示基线 MT 的核心流程:“发现 - 定位 - 跟踪 - 瞄准 - 打击 - 评估”,并说明:
1.这是 RDER 场景中的核心任务线程,为活动和系统提供上下文;
2.当 RDER 概念引入后,该基线的活动和系统会发生相应变化(后续分析重点)。
通过具体案例让抽象的 MT 落地 ——“联合瞄准” 是联合作战的核心环节,以此为示例,便于读者理解 MT 的实际应用场景,同时为后续 “基线 vs 概念” 的对比分析提供了具体对象。
数字任务模型的视图
展示数字模型的 3 个关键视图:
1.系统交互端到端流程;
2.执行 MT 活动所需的系统;
3.系统间的交互序列。
解决 “数字模型如何呈现” 的问题 ——3 个视图从 “宏观流程” 到 “具体系统” 再到 “交互细节”,层层拆解,确保不同受众(如决策层、技术层)都能从模型中获取所需信息,避免 “模型只有建模者能看懂” 的问题。
RDER AFSIM 概述
明确 AFSIM 在 RDER ME 中的作用:
1.基线层面:在作战背景中呈现基线状态,生成基线任务指标;
2.概念层面:呈现基线的变更(对应 RDER 概念),实现 4 大目标: -计算概念对任务指标的影响; -衡量概念在场景中的性能; -校准概念对结果的输入; -驱动指标原型设计、实验和成果转化。
AFSIM 是 ME 在 RDER 中的 “核心仿真工具”,其价值在于 “将抽象概念转化为可量化的指标”—— 通过仿真,RDER 概念不再是 “纸面想法”,而是能明确判断其对任务的实际贡献,为后续实验和转化提供数据支撑。
RDER ME 的分析方法与运行矩阵
- 分析方法:敏捷迭代,覆盖 “单个 RDER 概念” 和 “多个概念组合”;
- 核心问题:明确分析前需回答的 5 个问题(概念如何在 MET 中落地、目标与衡量方式、影响条件、对基线系统的依赖、概念各要素性能);
- 运行矩阵:含 5 类场景(基线 A:无对抗;基线 B:标准场景;基线 C:定制场景;两类探索权衡空间的场景)。
解读 这是 ME 分析的 “操作手册”—— 敏捷迭代确保能快速响应概念变化,5 个核心问题避免分析偏离重点,运行矩阵则覆盖了 “理想状态 - 现实场景 - 特殊条件 - 创新探索” 的全维度,确保分析结果全面、可靠。
ME 成果对实验与转化的支撑
明确 ME 成果的 4 大应用场景:
1.支持实验规划:通过数字任务模型设计 “杀伤网”;
2.支撑 RDER 概念选择:基于 AFSIM 仿真结果筛选优质概念;
3.驱动实验数据收集:为实验制定明确的指标;
4.辅助成果转化:实验结果可反向触发进一步的 ME 分析,形成 “分析 - 实验 - 再分析” 的闭环。
体现 ME 的 “价值闭环”——ME 不是孤立的 “分析环节”,而是贯穿 “概念筛选 - 实验设计 - 成果转化” 的核心支撑,确保 RDER 的每一步都有数据驱动,避免 “盲目实验” 和 “转化困难”。
报告总结
提炼 6 大核心结论:
1.为每个场景开发数字 MT/MET,并作为提案征集的一部分;
2.MT/MET 实现 RDER 概念的对齐与任务场景嵌入;
3.ME 分析通过 AFSIM 建模评估概念的任务效能;
4.输出定量的任务指标结果;
5.结果支撑概念的选择、优先级排序和开发,影响未来提案征集;
6.基于实验数据和经验教训完善作战概念,形成迭代可重复的流程,持续评估 JWC CRCs。
这是对全文的高度概括,核心是 “ME 是 RDER 的核心赋能工具”—— 从 “概念对齐” 到 “效能评估”,再到 “持续优化”,ME 贯穿 RDER 全生命周期,最终实现 “联合作战能力的持续提升”。
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