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美海军发布新的研发战略,加速技术研究进程

战略前沿技术  · 公众号  · 科技媒体  · 2017-08-11 08:22

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本文由海鹰资讯(ID:hiwing_news)授权转载, 作者:北京海鹰科技情报研究所 鹦鹉螺号 刘洽 文苏丽

本文由北京海鹰科技情报研究所情报团队“鹦鹉螺号”出品。“鹦鹉螺号”专注于深远海领域的外军动态。

在7月20-21日举办的未来海军部队科学与技术展览会上,美国海军发布了新的研究与发展工作战略, 替代了之前的“海军科技战略”。该框架提出三个核心组成部分:对接(Align)、分配(Allocate)和加速(Accelerate),将指导整个海军技术“从发现到交付”的过程,加速新技术从基础研究到最终产品,最终交付到美海军和海军陆战队官兵手中的流程。美国海军认为这不仅仅是战略名字的变更,而是美国海军就如何协同科学研究和技术发展,以加速提升舰队和军队能力的思考。

7月20-21日,美国海军发布了新的研究与发展工作战略《海军研究与发展:一个旨在为海军和海军陆战队未来加速的框架》(Naval Research and Development: A Framework for Accelerating to the Navy and Marine Corps after Next,以下简称《海军研发框架》)。该新框架文件提出三个核心组成部分:对接(Align)、分配(Allocate)和加速(Accelerate),勾勒了美海军如何针对海军优先事项安排研究、如何向投资组合分配资源,以及如何加速决策以加快业务执行。

为了更好的指导海军的相关工作,随后美国海军还发布了《海军关于《海军研发框架》的研究附录》(以下简称《研究附录》),详细讲述了新框架里提到的优先事项和研发主题的对应关系,并根据实现优先事项的贡献率,明确提出海军研究局的六项综合研究组合(Integrated Research Portfolios,IRPs)。

这里我们将对这两份文件的主要内容进行简要介绍。


一.发布背景



美国海军和海岸陆战队的战略优势依赖于比竞争对手更快更好加速技术研发和新性能应用。然而,现行RDT&E框架中存在过时的行为和激励机制,导致了技术研发和采用进程减慢,使海军的战略优势被逐步削弱。这些机构自身存在的问题,导致了拖沓,鼓励了风险厌恶,进而牺牲了技术研发的创新性和敏捷性。此外,现行RDT&E框架在决策时缺乏统一的优先级,使得对核心重要资源的分配没有得到最优,碎片化的决策分散了战略方向,使表现不佳的技术不能及时被扼杀。

未来美国海军的核心是“速度”,不仅仅是作战的速度,还是决策和业务执行的速度。美国海军迫切需要一个新的RDT&E框架,来加速技术的研发和新性能的应用。

目前,技术从研发到应用的各个环节都更加动态、颠覆和激烈,技术竞争呈四个趋势:

大数据 :数据收集、存储和分析,计算设备,网络,和决策过程等的颠覆性进步,带来了很多机遇。美国海军应加强与科研机构和行业专家的合作,提高决策视野和决策速度。

技术的全球可获性 :随着全球获取技术的成本和复杂度的降低,技术优势也在逐步削弱减退。美国海军应加强与其他机构的合作,加速技术的应用,形成竞争优势。

技术基础的扩大 :R&D技术基础呈指数增长,并且每一项基础技术都会引发其他的创新。美国海军应从多科学维度进行挖掘,从而增强颠覆性创新的潜能。

更快的产品发展和应用 :商业技术的应用在不断加速,产品研发和采用的时间周期越来越短。美国海军应增加在国家海军责任的核心研究,同时增强快速跟进其他投资的能力。

面对这样的技术竞争环境,美国海军部长、海军作战部长和海军陆战队司令,试图通过改变美国海军研究和发展框架,加速美国海军技术的发展和交付。三方一致认为,目前的技术发展和孵化速度是远不够的,如果研究和发展框架不进行革新,美海军将失去海上力量竞争优势。

同时,美国海军认为技术的研究与发展是一个动态的探索性的过程,需要根据需求和技术发展客观情况适时调整,所以不能用“Strategy”或“Plan”,而采用了“Framework”(框架)来指导海军技术研发工作的开展。


二.主要内容:三个核心任务



新的RDT&E框架提出了三个核心任务:align(对接),allocate(分配)和accelerate(加速),并明确了海军研发工作需要对接的五项优先事项,以及六项集成研究投资组合(IRPs)。

01. 对接—R&D与共同优先事项

整个海军R&D组织(包括:国防部、工业界、学术界和非盈利组织)都应重视对接工作的落地。新的RDT&E框架提出了该框架服务的五个优先事项和服务目标,包括:

增加的作战人员

提高决策速度和质量;

提升人机交互和协同运作;

降低战术层面的风险。


一体化和分布式的部队

提高军队动态、同步的作战能力;

支持海军在全局地理、作战域、各平台和合作伙伴的协作;

增加海军部队的灵活性和可达性。


操作的持久性

及时将大量数据转化成知识;

将人工智能集成到C41SR网络;实现持续预警和理解、优化作战。


传感和感知能力

及时将大量数据转化成知识;

将人工智能集成到C41SR网络;实现持续预警和理解、优化作战。


可扩展的杀伤力

可实现全域的、一体化的、有成本效益的、动能和非动能的进攻和防御能力;

遂行定向能打击、低成本和高杀伤率的防区外打击。

02. 分配—资源以快速取得成果

一个平衡的R&D投资组合能够抵抗未来的不确定风险,投资组合分配需要考虑以下因素:

技术独特的时间轴;(每项技术的发展和成熟时间历程不一样,需要敏捷的进行R&D投入决策以应对新挑战)

渐进式能力和革新式能力;(渐进式能力是指小增量的技术进步;革新式能力是指颠覆性的进步,很带来很大的技术冲击。需要制度化的方法以保证最急需的新技术能够快速应用)

资源的效率;(灵活的RDT&E投入、精益的流程和简化的监管环境,能够加速资源投入结果产出)

技术领先vs技术追随;(需要围绕海军的核心国家责任和独特的技术规章配置资源,以确保海军军队的全球领先地位)

合适的风险分散;(需尽早和尽快识别和解决技术风险。)

03. 加速—技术向能力的转化

无论是作战还是平时,取得先机将成为海军最为根本的优势,当第二将要付出巨大的代价。要快速做到最好,需要提高我们选择、发展和应用的速度。具体实现过程需关注三项目标:

对接优先事项

敏捷反应

授权


三.海军6项综合研究组合(IRPs)



为了更好的指导海军的相关工作,美国海军还同时发布了《海军关于《海军R&D研发框架》的研究附录》,详细讲述了新框架里提到的优先事项和研发主题的对应关系,并根据实现优先事项的贡献率,明确提出海军研究办公室的六项综合研究组合(Integrated Research Portfolios,IRPs)。

01. 两栖远征机动作战

海军远征部队将在越来越具有挑战性的环境和越来越复杂的地形中进行机动作战,技术的扩散又增加了能力对等和差不多的对手,此外,信息也开始越来越多的被用作了武器,对手正在获得电磁信号和声学信号的优势。两栖远征机动作战技术组,能够使战略敏捷和战术灵活的海军陆战队空中地面任务部队,有能力从/向濒海地区投射火力,并遂行岸上作战。

在优先事项中的贡献率

目前“两栖远征机动作战”技术组的主要任务包括:

地面和沿海C4、信息和决策支持

自主和无人编队(autonomy and man-unmanned teaming)

灵活、可扩展的作战效果

两栖机动

远征空中系统

02. 信息、网络和频谱优势(spectrum advantage)

美国海军对其他国家和非国家组织的信息、网路优势在不断减弱,信息/网路威胁以前所未有的速度在发展和扩散,数据的数量、多样性、准确性和周转率需要大大改进数据分析和管理的技术。持久的感测、先进的数据分析、数字集成和确定的频谱接入(spectrum access)能够实现更加快速有效的决策。“信息、网络和频谱优势”技术组主要涵盖三个战略领域:确定的指挥控制(C2);电磁机动战(EMW);全频谱的赛博技术(full spectrum cyber technology)。

在优先事项中的贡献率

主要任务包括:

通信与网络

全频谱的赛博操作

电磁机动

控制、指挥和决策优势

先进的组件技术

已完成的典型项目:GALLIUM NITRIDE

03. 具备任务能力、持久性和生存能力的海上平台

对手武器和传感器的数量、打击范围、精确度和效能方面的提高,都越来越威胁到了美海军舰队,此外,在日益多元化的环境中作战,迫切需要可负担的、模块化的、可生存和快速升级的平台。维持海上优势需要持久、独立的平台,以通过压倒性的能力来阻止和击败侵略。

有任务能力、持久和可生存的海洋平台的相关概念、系统和技术,能在一个日益分散部署且相互联通的部队中,提高海军舰船/潜艇的性能和生存能力。

在优先事项中的贡献率

主要任务包括:

机动性和生存能力

电力和能源

优化的负载能力

平台的设计和维护

可负担的舰队/部队现代化

已完成的典型项目:SwormBoats

04. 航空、力量投送和综合防御

对手武器的数量、射程、精确度和杀伤力的提高,削弱了美国的优势,未来的作战情景需要足够的打击范围、速度和准确度,以抵销对手的能力从而进行有效操作,美国海军部队必须发展可生存的、成本效益高的武器。海基航空(sea-based aviation)研究,包括对平台和对武器的研究,主要集中在通过新的或增强的扩展范围和速度,以防御、威慑、破坏、击败和摧毁对手。

在优先事项中的贡献率

主要任务包括:

空军作战

未来海军火力

扩展的威胁抵消能力

时间敏感精确打击;集成的分层防御

未来联合部队的自主化

已完成的典型项目:固体激光器

05. 深海作战空间和海上作战域介入

超静音潜艇和海底水雷技术的扩散对美国海军是一种威胁,扩大自主水下航行器的使用和利用海上作战域进行预警会成为美国海军部队的优势。深海作战空间和海上作战域介入技术组通过抵消海底威胁和海上作战域预警,能够使美国海军部队,在有争议的海域实现海上介入。

在优先事项中的贡献率

主要任务包括:

实现和维护海底优势

自主环境感知和预警

从战术到威胁层的环境预测

从系统性能到环境的智能适应

已完成的典型项目:REMUS

06. 作战人员权益

充满挑战的任务环境推动了对动态决策和培训的需求,在自主性、人机合作、指挥和控制、培训教育、绩效优化、防护设备、医学、神经科学和生物工程系统方面的领先,能够确保海军优势。

在优先事项中的贡献率

主要任务包括:

人力、人才、培训和教育

作战人员的健康和生存

生物工程和合成生物学

人类系统的设计和决策支持

已完成的典型项目:FIST

附:美国海军的优先研究事项细化表

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