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【Digital Service】美太空军发布《太空军数字化愿景》

天地一体化信息网络  · 公众号  ·  · 2021-05-07 23:15

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作者:吴永亮(中电博微)

宋晖(中国电科7所)








2021年5月6日,美国太空军发布《太空军数字化愿景》。以下是报告具体内容:






数字化太空军愿景的定义:一种互联化、创新式、数字化主导的部队,具体涉及3项基本原则:


原则一:互联化







一支互联化部队能有效地与参与任务的各利益相关方分享有关信息,所涉及到的人员和基础设施应能实现和推动不受限制的信息与理念交流。数字基础设施是互联化部队的基础保障,要真正做到“以数据为中心”必须将数字基础设施作为一项重要的战略资产。数据网络必须大带宽,同时在整个对抗频谱环境中是可靠的,并满足多个安全等级。共享数据库必须对有需求的人员开放访问,并加强对无关人员的防范。基于这种强健的数字基础设施,可建立起一个可信的、可理解的协作环境,实现受保护的各类数据安全交互。此外,美国太空军必须超越物理界线,灵活地进行“数字游民”式虚拟操作,无缝支持不同地点的各种任务。太空军必须探求与地点无关的解决方案,实现基于服务的分布式功能,而无需考虑所支持的任务或所涉及数据的保护要求。

要实现无处不在的互联互通,需要的不仅仅是强有力的数字环境——还必须解决人文方面的问题。需在所有利益相关方之间建立并推动公开、透明的沟通机制,从而在整个部队内达到协调统一。展望未来,太空军必须倾向于通过集成解决方案开展协作;每名人员都应有全局观念,并帮助他人达到这一层次。这就要求太空军要在人人之间培育一种坦率的互信文化;在这种快节奏、高威胁的环境中,必须时刻记住大家处于同一团队中。

成为互连部队的另一个重要方面在于连接的内涵广度。与行业建立有针对性的合作伙伴关系可获取快速演进的技术。通过吸引具有远见卓识的新企业开展合作将增加太空军在任务活动中使用商业数据的能力,所实现的相关能力将远超太空军独立执行任务的能力。此外,与学术机构合作,通过深造培训,培养和发展一支训练有素的专业化队伍,并建立研发合作机制。而寻求加强与其他军种、美国政府机构和国际盟友的合作,既可以扩大太空军的影响力和重要性,同时也可以消除转化成本负担。在建立这些伙伴关系时,至关重要的一点是要确保太空军要拥有适当的数据权利来提升灵活性和控制力。这种数字协作环境最终可扩展至更广泛的利益相关方群体,而太空军将积极参与建立和加强这些伙伴关系,从而促使所有各方获益。

原创二:创新式








创新式部队通常会采用新的方法,并随时准备挑战现状,致力于不断进行发展、改进和进步。在打造一支数字化军种的背景下,所谓的创新必然包括研发和采用新技术,以便更有效地应对不稳定对抗环境中的不确定性。赋予作战人员相关权力对于数字化愿景至关重要,因为太空军不仅需要掌握适当的技能来实施有效创新,而且还需要适当的支持和激励才能做到这一点。

作为一支精简化小规模军种的一员,每名成员都必须是变革的推动者,能够为棘手的问题提供大胆而富于想象力的解决方案。为了支持这种精神,持续学习和个人成长将成为太空军的座右铭。所有成员都有责任不断扩大他们的数字流利度,并磨练自身技能,以在高度动态的数字环境中保持与时俱进。此外,太空军还将通过及时的学习活动来增强这些价值观。结合之前讨论的协作互连能力,太空军专业人员将会获得与当前和新兴技术相关的培训、教育和行业沉浸机会,以实现和保持“数字优先”的思维。

需要从多种渠道吸引和留住具有技术才能和进取心的人才,以确保太空军拥有顶尖的数字人才和必要的视野。利用互联化建立起来的合作伙伴关系,尽快在整个社会上聘请技术精湛且积极进取的技术专家,同时也为培养未来的领导者和创新者打下基础。此外,太空军所采用的“数字游民”式技术还将激活更广泛的用户群体,将帮助太空军实现思想和专业知识的多样性,以及背景和经验的包容性,从而诞生出突破集体性思维的最优想法来推动创新。

不仅要培养熟练的数字化人员,还必须营造环境来释放他们的潜力,包括为太空军配备正确的工具来驾驭他们的技能。为了应对敌方威胁,太空军将自身定位为前沿、用户驱动技术的早期积极采用者。而获得合适的数据权利则是确保太空军撬动相关能力的关键点。最重要的是,要实现真正颠覆式创新,就需要授权太空军人员能按照自己的想法行事。为此,他们必须获得心理上的安心和专业上的激励,从而在适当的时候果断地承担起风险。为了支持这种范式转变,太空军将修改其绩效评估框架,以识别和重视这些特征。此外,太空军还将挑战实现每个人在数字化转型中均能成为指导者和领导者,并不懈地将决策降至最低可执行层级。通过培育这种文化来打破传统的消极心态,建立一个自下而上的创新环境,推动数字化转型。



原则三:数字化主导







数字化主导部队将其累积的技术威力转化为强大的力量倍增效应,从而比任何潜在敌方能更快、更有效地发展、拓展和运用各种能力。要实现持久的主导地位,需要太空军将互联化和创新式要素注入并集成到联合作战任务的各个方面。

数字化主导的关键在于人员,为此必须建立一支资源充足、赋权充分、数字化熟练的队伍,并通过激励使他们始终都支持创新。基于坚定的文化,精简的业务流程和强大的数字工程生态系统(DEE),太空军能在“数据空间”中进行直观思考并采取行动,以充分应对所面临的动态挑战。最终必须寻求使所有人员都成为“内部创意者”,拥抱数字技术,推动创新,突破整个组织内的流程和操作边界。

实现数字优先思维方式和数字化主导地位需要具有创新精神并精通数字化技术的太空军专业人员组成一个宽泛的网络,这些专业人员会本能地优先考虑可行动知识,而不是静态产品(如报告、评估、图表、简报图表等)。传统上,以产品为中心的范式中,重点在于创建孤立的、停滞的交付物,这些交付物必然是不完善的、工业时代的信息产物。更糟糕的是,创建和管理这些过时脱节的产物通常十分麻烦,且它们无法为任务或决策过程带来相应的价值。最优的范例应是以数据为中心,这种方法将实现能够在数据空间内迅速获取和交换所需的信息和知识,包括生成与任务相关的行动和结果的精简动态同步输出。最终,数字化太空军将基于数据驱动做出决策,以当前似乎难以想象的速度部署和运用颠覆性太空能力。

通过上述互联化的创新方法,太空军作为数字化军种能快速获取、开发和部署颠覆性能力,并能利用精简化队伍来战胜威胁。太空军将与其他军种、美国政府机构、国际合作伙伴、学术与研究机构以及商业部门建立并加强合作关系,从而成为颠覆性技术机遇的推动者和采用者。紧密团结、技术精湛的太空军专业队伍的有机能力结合这种广泛的数字协作,使太空军将在数字领域占据主导地位。通过这种数字化主导地位,太空军将获得所需的速度和敏捷性,以获得针对竞争对手和敌方的优势,从而保持制天权。


重点工作领域








1、数字工程



与2018年国防部数字工程(DE)战略一致,数字工程的一个关键目标是管理当代武器系统采办的复杂性,并加速实现整个能力开发生命周期的现代化——从概念到部署再到作战和后勤保障。以权威的真理为动力,结合大数据方法,利用基于模型的系统工程等技术,锚定到共享建模和仿真(M&S)框架,我们将管理从战士到开发人员的需求和测试,然后再如同整个技术体系中的连续虚拟数字线程来进行管理。我们将开发体系级架构,以获取与威胁模型和预期作战效果关联的部队优化设计,同时支持更广泛的国防部企业战略目标、合作及合作成果。我们将采用敏捷实践来快速创建和部署增量解决方案,并建立DevSecOps工厂来推动软件开发,并从一开始就纳入安全考虑因素。我们将使所有利益相关者能够在渐进和持续的基础上有针对性地参与,而非在小范围内进行里程碑式的人工技术审查,同时确保美国太空军(USSF)持续遵守采办关键决策点相关的适用法律和政策。我们将建立“数字化双胞胎”以连接所有要素,使与任务伙伴的合作作为敏捷开发和能力试验的一部分,并无缝过渡到作战和持续的后勤保障。

改进和加速能力开发的生命周期在很大程度上依赖于一个由最先进的、可互操作的低延迟网络驱动的有活力的安全弹性数字基础设施。在此基础上,USSF将创建必要的工具、应用程序和接口,允许用户生成和处理数据、模型和分析报告,所有这些构成一个完整的联邦数字工程生态系统(DEE)。该DEE将几乎能够从任何地方实现及时、可靠和多级的安全访问,同时促进监护人员之间在每个重点区域的所有任务相关活动的敏捷协作。此外,将通过定期的技术更新,保持DEE性能的相关性和安全性,以跟上不断发展的能力和威胁,确保监护人员始终拥有现代和可靠的技术。随着DEE的就位以及采办流程的持续简化,USSF可以在能力开发和交付方面领导一场革命,以相应的作战速度领先于威胁。

数字孪生:一个利益实体的集成数字表示,随着时间的推移使用越来越完善的模型、仿真和数据来告知有关该利益实体的决策。










2、数字化队伍 ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍



数字化队伍的重点领域包括两个互补的方面:才能和态度。在才能方面,我们将实施一个大胆的、新的监护策略,挖掘并建立每个人的独特优势,为相互关联的高绩效团队提供动力。我们将利用我们的小型军队固有的选择性,吸引和招募来自全国各地的技术熟练人才,我们将在一个完全集成的数字劳动力中管理这些人才。作为我们实现和保持数字化流畅性的战略的一部分,我们将确保监护人员能够及时获得定制的学习机会,以提高和更新其技术技能,以便他们能够直观地优先考虑以数据为中心的解决方案,而非以产品为中心的流程。管理者还将提供必要的工具和见解,以在员工招聘、发展机会和职业提升方面做出明智和有效的决策。最后,还将创建新的职业家庭、推广框架和替代评估方法,以建立与有机建模、数据科学和软件相关的专业知识发展(例如,“超级编码员”),以及培养数字第一思维方式的总体创新文化。

在态度方面,USSF数字化队伍将既受到合作激励,又有权采取行动。每个太空军成员在每一个层面都将与其他人分享其知识和专长,以便我们的服务能够"超过其原有的重量"。例如,守护人将被鼓励共享信息,同时保持对安全要求的认识——不仅在他们各自的任务范围内,而且在利益攸关方的更大社区中,以获得不同的观点并促进企业的观点展示。最重要的是,部队的每个人都将有权采取与其责任水平相称的快速行动。"以否定为命令"将是授权和鼓励守护者采取行动的默认立场,除非上级拥有明确的保留权力。我们希望确保数字员工队伍不会受到官僚程序的过度阻碍,这些程序只会阻碍其行动的响应能力和果断性。归根结底,我们必须用正确的技能武装我们的员工以促进他们的成功,同时为他们创造正确的成长环境,然后使其摆脱困境。


“我拥有一个默认的指挥形式“以否定为命令”,即下级从属单位可以否定行动指令,除非上级单位拥有特定保留的权力。”

——CSO规划指引(2020)










3、数字化总部



数字总部的概念不是指一个地点,而是一种功能——它是在USSF每一个梯队中有效及高效地做出决定的能力。为了做出有效的决策,我们将视数据为战略资产,利用它实现数字化的对不确定性的管理,并为灵活且数据驱动的决策提供动力。

认识到传统的且基于文件的通信作为不完善的中间通信形式的繁琐性质,我们将直接促进数据空间决策者之间无掩饰的合作。同时,通过身临其境且可随时访问的可视化/可定制仪表板,从大量数据中辨别相关信息的挑战将得到解决。最后,根据任何真正的决策都将涉及风险管理、优先级和资源配置这一事实,我们将实施数字准备、数字能力组合管理和数字计划目标备忘录(POM) 规划等概念。这些概念将提供分析基础,以支持灵活和有根据的运营风险管理、运营准备、投资规划和成本能力交易,确保将稀缺资源和能源用于为 USSF 企业获得最大的任务价值和优势。

为了提高效率,我们将建立数字基础以支持快速且数据驱动的决策,并减轻我们的员工在传统人员配置和协调活动中的负担,这些活动要么不增加价值,要么可通过自动化流程更好地完成。首先,我们将消除或重塑业务流程和政策,以剥离层层官僚作风,以便我们可以在正确的时间向合适的人提供决策和支持信息。对于剩余的增值流程,我们将利用机器学习和增强技术,在适当的情况下把单调重复的人员配置流程分配给人工智能(AI)或机器自动化,从而给予作战人员更多培训、教育和军事演习的时间,促进其成为世界级的战斗部队。为进一步加快我们的决策——并按照我们数字员工队伍的赋权原则——我们将确保决策权将下放给最基层的领导者,并消除微观管理趋势。最终,一个有效且高效的数字总部将使我们能够以前所未有的敏捷性和效率组织和引导强大的数字能力。


人工智能:在通常需要人类智力的情况下,机器替代性完成任务的能力。








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