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先进战斗管理系统 (ABMS)

摘要

先进战斗管理系统 (ABMS) 概述

先进战斗管理系统（ABMS）是美国空军部（DAF）对美国国防部（DoD）联合全域指挥与控制（JADC2）框架概念的贡献。JADC2旨在更紧密地整合和联合行动能力，以应对灵活的对手。它是一个企业级解决方案，用于将空军、陆军、海军陆战队、海军和太空部队的传感器连接成一个单一的网络，目标是在所有战争层次和阶段、跨越所有领域并与合作伙伴一起感知、理解和行动，以在相关速度上提供信息优势。ABMS旨在实现无缝的联合和多国信息共享及作战指挥与控制。通过ABMS，来自情报、监视和侦察（ISR）、武器系统可用性以及军事行动状态等关键作战数据可以在整个国防部企业中共享。ABMS使决策过程得以压缩，并在不受领域或地理边界限制的情况下实现效果的汇聚。这种速度对决策者和战斗人员至关重要。

ABMS 的演变与性质

ABMS最初于2017年作为“空中战斗管理和监视”系统推出，是一个旨在替换老化的空中预警与控制系统（AWACS）和即将退役的E-8C联合监视和目标攻击雷达系统（JSTARS）机队的传统采办项目。然而，鉴于《国家防务战略》（NDS），空军领导层重新评估了ABMS的需求，认为单一平台已不再是提供跨多个领域C2能力的正确解决方案。到2019年4月，该系统转变为先进战斗管理系统——一个多域分层的C2系统家族，而非单一的现代化项目。其目标是实现“任何传感器都可以与任何射手对话，无论是在太空、陆地、海上、空中还是网络空间”。

ABMS被设计为随着时间的推移继续利用不断发展的（主要是商业）技术，而不是建立一个展示现有技术的静态系统集成。因此，ABMS作为一个空军部级别的总体活动，没有一组固定的需求来构建，没有单一的成本估算，也没有一组单一的操作能力来部署。相反，重点主要是设计企业规模的架构，并制定要求以确保构成ABMS的系统菜单能够满足这些要求。

最近，新任空军部长Frank Kendall审查了ABMS的重点，认为其“在实现和部署可测量的具体作战成果方面没有足够的专注”。他主张在定义的时间内开发具体、实用的军事技术，并要求建立绩效指标来评估ABMS是否显著改进了当前的C2能力。

治理与组织结构

ABMS的治理需要指挥结构和决策结构。在指挥结构上，ABMS最初由空军部首席架构师办公室（DAF CAO）管理，但在2020年11月，主要责任办公室（OPR）从DAF CAO转移至空军部快速能力办公室（RCO）。快速能力办公室（DAF RCO）被指定为ABMS的主导组织，委员会认为这是一个积极的步骤，有助于将ABMS从演示和实验转向重点能力发布。在新的指挥结构下，DAF RCO作为ABMS的项目执行办公室（PEO），负责起草采办战略、进行业务审查、提供和整合能力以纳入架构评估通道，并指导能力发布的开发。首席架构师则负责编码技术需求、促进企业数字架构和标准的整合、主持架构审查委员会（ARB）会议以及建立和提供基于模型的系统工程（MBSE）和其他协作工具。服务采购执行官（SAE）保留ABMS所有方面的决策权。委员会支持这一治理结构，认为其与ABMS这样一个复杂系统不断发展的性质相一致。

从决策结构来看，ABMS作为JADC2框架的贡献者，需要跨服务和多国协调。这需要一个具有真正决策权的美国国防部（DoD）级别的治理结构。委员会发现，目前的ABMS和更广泛的JADC2治理结构不充分，缺乏在所有领域执行C2的适当权威。由J6领导的JADC2跨职能团队（CFT）是一个积极的第一步，但包含的参与者过多，且未能有效赋权做出所需的高层决策。这导致各军种和国防部机构各自开发自己的C2系统，互操作性面临挑战。委员会建议，联合参谋部J6或指定的国防部执行代理人应建立一个权威的联合级别机构来解决这些问题。

除了技术挑战，整合广泛的ABMS生态系统还需要考虑组织和人力因素。实现真正联合和多国一体化作战需要解决文化、社会和情感障碍。打破垂直分割并在所有层面实现有效的联合互操作性，需要国防部创建由共同战术、技术和程序（TTPs）支持的统一愿景。

技术架构与关键能力

ABMS的架构是指各个系统组件和能力之间的关系和互联。目标是将所有组件和互联整合起来，以实现更大的系统目标——跨越整个空军部传感器、网络组件和武器系统的协调指挥与控制，以及连接到更大的JADC2企业架构。架构成功根本上依赖于严格遵循应用程序接口（API）和数据标准。ABMS架构应具备在所有应用中实现通信、数据和计算的完整性、可用性和保密性的能力。目标不仅是建立一个共同作战图（COP），而且是建立一个可用于任何边缘战略或战术决策的数据全貌表示。架构还应强调在退化或拒绝环境中运行的通信、数据和计算。保护ABMS免受网络漏洞和对手攻击需要将网络安全纳入整体架构设计。

ABMS架构仍处于初期阶段且不断演变。委员会发现，ABMS架构需要为所有通信、数据和计算元素提供完整性、可用性和保密性，并具备适应性，以便在时间上实现持续开发、部署、测试、改进和完善。按照目前的计划，如果要完全实现JADC2下的联合战斗概念（JWC），ABMS架构可能会面临互操作性挑战。委员会强烈建议在联合层面开发ABMS架构，以实现与其他军种和多国合作伙伴的互操作性。

ABMS架构由一系列平台、传感器、网络和数据链通过安全云互联。它包括硬件和软件，以及支持技术。在早期的空军部首席架构师管理下，它包括六个产品类别：传感器集成、数据和数据管理、安全处理、连接性、应用程序和效果集成。这些产品类别由多条软件产品线（如cloudONE、dataONE、omniaONE等） 和硬件产品线（如radioONE、boxONE等）支持。

关键的技术和方法包括：

  • 数据中心战 数据被视为战略资产。需要采用一系列能够支持从战术到战略的全方位能力的数据交换技术。国防部的《数据战略》指导组件制定自己的实施计划，这可能导致不一致和冗余。需要联合参谋部J6或指定的国防部执行代理人为所有JADC2参与系统建立互操作性要求和性能指标，并就通用数据结构和数据安全级别达成一致。

  • 人工智能与机器学习 (AI/ML) AI/ML被视为加速数据传输和决策的关键。ABMS的smartONE能力使用AI/ML进行感知和综合数据，并提示用户潜在有用的信息。最终目标是利用AI/ML提供更多的自动化和预测分析，以更快地加速数据传输和决策。委员会建议设计和执行一个全面的AI战略，而不仅仅是ABMS的某些选定能力。可以考虑使用超级自动化和自动化机器学习（AutoML）等商业能力来提高效率和效果。

  • 容器化与Kubernetes 为了在持续集成/持续交付和部署（CI/CD）环境中实现敏捷开发，容器化和Kubernetes被广泛采用。空军部内部已成功在F-16和U-2飞机上使用Kubernetes。DevSecOps被采纳为ABMS的通用开发环境，通过容器化和CI/CD实现。这有助于快速部署、原型设计、更快的部署，并实现安全自动化。

  • 数据权利 对于ABMS，拥有或访问所有数据权利可能不可行也不可持续。委员会建议对于具有强大接口规范的模块化开放系统设计，应获取性能和接口要求，而不是所有知识产权。

  • 多级安全性 (MLS) MLS允许处理不同分类级别的信息并控制不同许可用户的访问。ABMS通过CrossDomainONE和ABMS DeviceOne SecureView（ADSV）引入了MLS方法。但委员会指出仍需自动化数据传输和集成，并解决高度机密信息的净化问题。

  • 网络安全与零信任 (ZT) 安全性对ABMS至关重要，数据存储、处理和通信必须安全可靠。应为所有ABMS及其支持组件设计整体的网络安全架构。ABMS开发者逐步采用零信任（ZT）架构。ZT是一种架构构造，要求在分布式系统中所有交互进行认证和授权。然而，ZT概念前景可期，但目前尚未完全成熟到可以作为ABMS这样军事C2系统中的唯一安全保护措施。需要一个全面的网络安全计划，包括进攻和防御计划，并进行红队测试。委员会建议制定并实施一个强大的全企业进攻和防御网络安全战略。

  • 测试与建模 测试与评估（T&E）的主要目标是风险降低。ABMS的设计是不断演变的，开发测试集成到DevSecOps流程中，操作测试通过大规模试验和演习进行（即“上坡”演示）。委员会建议ABMS可能需要通过模型驱动系统工程（MBSE）、建模和仿真（M&S）以及数字孪生的组合来重新调整未来的测试，尤其是在预算削减和更侧重于实际操作改进的背景下。空军部正在大力推动采用数字工程（DE），MBSE是其子集。数字孪生被国防部内部多个项目采用，委员会建议在ABMS开发中扩大数字孪生的使用。

  • 联合任务指挥中心 (CMCC) CMCC是支持ABMS元素的软件、硬件和人机界面的原型能力，旨在在复杂C2框架内指挥、任务和组合多个任务。它是基于开放架构框架开发的。委员会建议空军快速能力办公室考虑扩展CMCC，并将其指定为ABMS的零阶段。

挑战与机遇

ABMS面临诸多挑战。它缺乏一组明确定义的最低性能目标、单一的固定要求集、拟议能力交付的时间表以及用于执行这些目标的预算和资源的系统分配。成功的大规模能力交付面临挑战，甚至不太可能。委员会难以对其数据和通信架构进行全面评估，因为其技术设计和架构尚处于初期阶段且不断演变。其性能特征受到限制，主要与演示有关，而非实际操作活动。国会决定将ABMS的总预算削减近一半，显然限制了ABMS在近期到中期内的成就。目前的治理结构不充分，缺乏国防部级别的执行代理来协调各军种和国防部机构的C2系统开发。此外，实现真正联合和多国一体化作战需要解决文化、社会和情感障碍。遗留系统必须以连贯、分阶段和成本效益高的方式集成到新架构中。进攻和防御网络安全对ABMS至关重要，但目前零碎的方式处理可能产生漏洞。将数据视为战略资产需要解决大规模信息共享缺乏企业级数据标准的问题。在作战期间，如何在受限环境中（如GPS受限、EW或网络安全受损）进行决策、权限分配和信任考量也是重要挑战。

尽管存在挑战，ABMS的努力也带来了机遇。例如，预算限制可能迫使空军部领导做出重要决策和优先考虑ABMS的投资和能力。将ABMS管理权转移到DAF RCO被视为积极一步，有助于从演示转向能力部署。采用商业技术和加速采购方法也是机遇。技术进步（如AI/ML、容器化、DevSecOps、MBSE、M&S、数字孪生、MLS、ZT）为提高ABMS的效率、效果、安全性和适应性提供了潜力。克服组织和文化障碍，实现跨军种和多国合作伙伴的水平整合，是实现JADC2愿景的关键机遇。

委员会的建议

委员会提出了多项建议，以解决上述挑战并抓住机遇，其中包括（但不限于）：

  • 在JADC2层面定义ABMS架构，确保与其他系统的互操作性。
  • 设计模块化架构，包含开放标准和接口。
  • 设计架构时包含特定技术要求和解决方案，以确保在受限环境中运行。
  • 采用一系列数据交换技术支持能力范围。
  • 设计并执行全面的AI战略。
  • 就通用数据结构和数据安全级别达成一致，并在联合层面定义数据标准和工具。
  • 扩大容器化和Kubernetes的使用，用于持续开发和安全漏洞检测/缓解。
  • 采用DevSecOps作为通用开发环境。
  • 获取模块化开放系统设计的性能和接口要求，而非所有知识产权。
  • 在架构中设计弹性，并指定所需性能的动态标准。
  • 为JADC2和ABMS制定并实施强大的全企业网络安全战略。
  • 分阶段应用零信任（ZT），并整合ZT服务，包括多因素认证。
  • 利用空军的任务防御团队对网络防御进行红队测试。
  • 与美国网络司令部合作解决网络漏洞和利用。
  • 将MBSE方法应用于工程和维持活动，使其成为操作员需求与开发团队之间的桥梁。
  • 扩大数字孪生在开发中的使用。
  • 考虑扩展联合任务指挥中心（CMCC），并将其指定为ABMS的零阶段。
  • 建立一个权威的联合级别机构，解决和决策JADC2贡献者的技术、操作和指挥问题。
  • 解决实现联合战斗概念所需的文化、社会和情感障碍。
  • 在设计、运行、人员配置和培训ABMS时，审查和解决人工智能的伦理使用问题。
  • 在计划中考虑并融入人员、文化、培训等非物质因素。
  • 建立课程，培训或招聘人工智能/机器学习、MBSE、网络安全等领域的高合格专家。

总而言之，ABMS作为一个非传统采办项目，在持续发展中，其技术设计和架构尚处于初期阶段且不断演变。它是空军部对JADC2的关键贡献，旨在通过技术和流程创新实现跨领域的无缝连接、信息共享和快速决策，以应对日益复杂的全球安全环境和对手带来的挑战。然而，其成功需要克服技术互操作性、治理结构不完善、预算限制、组织文化障碍以及人员培训等多方面的挑战。委员会的分析和建议为ABMS及其相关采办计划在更大的JADC2框架下的发展提供了见解和改进方向。

中文译文