美国太空军数字军种愿景 - nsfocus
2023-03-10 tech
一、前言
作为信息时代建立起来的唯一美国军种，美国太空军（USSF）拥有“先天数字”的独特机遇。我们要抓住这个机遇。太空是一个作战领域，我们面临的威胁以极快的速度跨越了遥远的距离。我们必须接受我们所掌握的信息时代工具，确保该领域对我们这一代人和下一代人来说都是安全、稳定、可访问的。USSF将成为世界上第一个全数字化军种。我们将成为一支互联、创新、数字主导的部队。
成为数字军种不仅仅是一个代际机会，也是作战的必要条件。这一必要条件主要由两大因素驱动：（1）威胁的性质和（2）太空军的规模。我们知道，潜在对手正在以惊人的速度发展一系列威胁，直接挑战我们在太空中的稳定性以及我们作为一个航天国家所享受的诸多好处。为了对抗这些威胁，我们必须改变模式。我们必须在领导、采办、工程、情报和作战的各个方面采取更加迅速和果断的行动，从而在对手的观察、定位、决定、行动（OODA）循环中占据永久的位置。此外，鉴于USSF的规模相对较小，实现这一目标需要我们积聚一群技术娴熟、“数字流利”的太空军成员，这支队伍比历史上任何一支部队都要熟练、高效、灵活。
这份前瞻性的文件首先阐述了推动我们成为数字军种的必要条件。然后，它描述了理想愿景，即什么是数字军种，包括引入和定义形成我们的集体数字流利度的基础的关键概念。本文件还解释了四大数字重点领域及其范围、重要性和相互关系。这些重点领域为愿景实现提供了框架，形成了即将发布的数字转型路线图。
虽然我已经委托我们的技术和创新办公室来主导美国太空军的数字转型，但这并不仅仅是他们的责任。事实上，我们都是美国太空军的先驱；我们每个人都有责任将自己打造成一个接受协作、勇敢、持续学习、多样性和包容性以及适应性的数字军人。每一个守护者，无论职业领域或背景如何，都应该抓住机会，采用新技术，将日常活动迁移到“数据空间”，并在必要的时候鼓励队友。
这是我们对数字军种的愿景，也是我对每一个守护者的行动呼吁。通过共同努力，我们可以实现这一愿景。我渴望看到我们将创造的不可思议的未来。
二、为什么是数字的？为什么是现在？
我们的军种创建的根本原因决定了我们为什么必须成为数字军种：威胁真实存在，而且迫在眉睫。目前，潜在对手正在努力抵消美国在太空领域的优势，并迅速缩小差距。他们正以比我们更快的速度迫切地部署太空、反太空、网络空间和电磁频谱（EMS）能力，在某些情况下，他们甚至正在超越我们。鉴于太空能力作为现代联合作战环境的一部分所发挥的重要作用，这对美国国家安全和经济繁荣来说是不可接受的风险。为应对威胁，我们必须立即采取行动。我们需要以极快的速度和极高的熟练度利用信息和数据，加速开发、部署、运营联合太空能力。我们必须利用数字解决方案，适应充满敌意的复杂动态环境，实现蓬勃发展。与任何其他国防领域或任务相比，这个环境在本质上更受技术的约束和驱动。事实上，太空是唯一一个没有人类进行军事行动的物理领域。我们的作战人员关于该领域的所有体验，都来自于从太空接收到的数据以及我们快速分析对我们有利的数据的能力。鉴于这一作战现实，再加上我们必须更广泛地利用数据和信息、争取在竞争激烈和拥挤的作战环境中占上风，USSF将采用现代技术和方法开展大规模的文化和技术转型，成为真正的数字军种。这一数字转型旨在使我们能够在美国率先开创的领域重新获得主动权、保持优势。太空军的规模为数字转型提供了另一个令人信服的理由：要凭借小型的专业化军种来完成庞大使命，我们必须非常熟练、高效。虽然有些人可能认为我们相对精简的军种有碍成功，但事实上，这可能是我们最大的优势之一。尽管国防部的太空任务通常涉及多领域，但是由极其专业化的团队中相对不重要的基干官兵来完成的，推动着前沿技术领域。换句话说，USSF的使命和人员与信息时代完美匹配，这就是我们摆出独特的“先天数字”姿态的原因。此外，我们有机会在招募、留任和培训时进行精挑细选，从而确保塑造一支技术娴熟、“数字流利”的精英队伍。归根结底，一支精简、专注的部队天生就具有更强的适应能力，使我们能够快速转移和进化，以应对高度动态的环境。
成为数字军种，我们能变得更加熟练、更加高效、更加敏捷。通过这一数字转型，我们将创造环境，在能力开发的各个方面培育快速转变、创新的解决方案。结合正确的政策和流程，我们将摧毁官僚主义，使各级能够以数据为驱动，作出快速的决策。通过先进的培训和适当的职业激励，我们将在协同事业中释放精英队伍的力量。一支数字太空军不仅会产生大规模的竞争优势、决定未来太空冲突的条件，还会使我们在探索作战领域的可能性方面成为姐妹军种的典范。这种需求再清楚不过了——USSF必须迅速而主动地行动起来，成为数字军种，为国防航天事业各个方面的改革创造历史性机遇。这将是什么样子，以及它将如何从根本上改变我们的行事方式，将在本文件的其余部分进行描述。在采取行动时，我们必须确保数字军种在网络空间和整个电磁频谱中的安全性。我们认识到这一转型需要时间，我们需要应对一系列挑战，从而实现目标。虽然我们正在努力改善与美国空军（USAF）共享的数字基础设施，但仍有许多工作要做。我们必须利用我们的行业和政府伙伴关系，确保我们所依赖的数字基础设施能够满足现代需求。此外，我们必须结合数字转型进行文化转型，培育鼓励勇敢、透明、持续创新以及与潜在机会相平衡的有计划的风险承担的环境。我们还需要重新考量过时的政策和流程，这些政策和流程使我们无法比对手更快地进行适应和创新。克服这些挑战需要综合计划，将多个正在进行和计划进行的活动联系起来。这一计划的制定对我们的长期成功至关重要，将在即将发布的路线图中加以阐述。
三、数字太空军愿景
威胁日益增长，而专门的守护者人数较少，这一严峻的现实清楚地表明了数字转型的紧迫性。我们必须回答的下一个问题是，“数字军种意味着什么？”为了使利益相关者对我们期望方向的理解没有偏差，必须对数字军种是什么样子及其提供的好处提出一个统一的概念。因此，本节的目的是确立并解释数字太空军愿景的全部范围。数字太空军愿景被定义为：一支互联、创新、数字主导的部队。下面将讨论这三大原则，包括它们之间的相互关系，以及它们如何相继建立一支熟练直观地利用数字技术保持太空优势的世界级战斗部队。
- 原则一：互联性
一支互联的部队有效且高效地与各种利益相关方分享有关信息，支持任务。这必然包括所需的人员和基础设施，实现并促进不受限制的信息和思想交流。
数字基础设施是互联部队的基础，要真正做到“以数据为中心”，必须将其视为关键战略资产。数据网络必须有足够的带宽，同时在对抗频谱环境中保持可靠性，并在多个安全级别上保证安全性。共享数据存储库也必须对相关人员开放访问权。以这种健全的数字基础设施为基础，我们将建立一个可信的、可理解的协作环境，囊括用户工具和应用程序，实现与受保护的数据的安全交互。此外，USSF必须支持不再局限于单一物理位置的世界。这可以使USSF让守护者作为“数字游牧民”灵活地进行虚拟运营，作为一支内在移动部队，无缝支持来自不同位置的各种任务。我们必须寻求与站点无关的解决方案，实现基于服务的分布式功能，而不考虑所支持的任务或所涉及的数据保护要求。所有这些元素也必须完全关联、能够互操作。
实现普遍的互联不仅需要一个强有力的数字环境，还必须解决人文方面的问题。在所有利益相关者之间建立、鼓励公开、透明的沟通机制，在部队内部开展协作展望未来，所有守护者默认必须倾向于通过集成解决方案开展协作；每个人都应该努力维护全局，并帮助他人实现同样的目标。这要求我们在太空军内部培育一种坦率互信的文化，这既包括横向，也包括纵向。在这个快节奏、高威胁的环境中，我们必须时刻牢记：我们都是一个团队的。互联部队的另一个重要方面是构成联系的广度。与工业界建立有针对性的伙伴关系，获得快速发展的技术。通过吸引新的有远见的公司与USSF合作，巧妙地增加我们在任务活动中对商业数据的使用，我们可以共同实现远远超过我们单独所具有的能力。此外，与学术机构合作将为我们提供获取学位和证书的机会，助力我们培养和发展训练有素的专业队伍以及研发协作机制。寻求和加强与姐妹军种、美国机构和国际盟国的合作，可以扩大我们的影响力，同时抵消过渡成本的负担。在建立这些伙伴关系时，确保我们拥有提升灵活性和控制力的适当的数据权利至关重要。归根结底，我们知道，在可互操作的数字协作环境中，有着内在的力量、效率和集体的创造力，这个环境扩展到更广泛的利益相关者群体，我们将积极参与，为了所有人的利益建立和加强这些伙伴关系。
- 原则二：创新性
一支创新的部队经常采用新方法，乐于挑战现状，慎重承诺实现持续发展、改进、进步。在数字军种的背景下，这种创新必然涉及到新技术的开发和采用，以便更有效地应对动荡、竞争环境中的不确定性。向队伍授权，对愿景的这一方面至关重要，因为守护者不仅需要具备有效创新的适当技能，还需要适当的支持和鼓励。作为小型精简军种的一部分，太空军每名成员都必须是变革的推动者，能为棘手的问题提供大胆而创新的解决方案。为了支持这种精神，持续学习和个人成长将是我们的口头禅。所有人员都有责任不断提高自身的数字流利度，磨练自身技能，从而在这个高度动态的数字环境中不落伍。此外，USSF将通过及时、相关的学习活动来支持这些价值观，这些活动可以通过最先进的形式进行。结合上文讨论的协作互联的力量，太空军专业人员将获得与当前和新兴技术相关的培训、教育和行业深造机会，实现并保持集体的“数字优先”思维。我们还需要从各种渠道吸引和留住具有适当技术能力和态度的人，确保我们拥有顶尖的数字人才和必要的视角。我们将利用为实现互联而建立的伙伴关系，接触和争取非传统渠道，实现我们的招募目标。近期，我们将在全社会聘请技艺精湛、积极性高的技术专家，同时为培养未来的年轻领导者和创新者打下基础。此外，使我们成为数字游牧民的相同技术也将激励更广泛的用户群体。这将有助于我们实现思想和专业知识的多样性以及背景和经历的包容性，从而实施最佳想法，避免趋同思维，推动创新。再加上我们为造就一支数字流利的队伍而进行的投资，我们还必须培育环境，释放投资潜力。这包括为守护者配备适当的技能利用工具。先进的、由用户驱动的技术代表了行业必须提供的最佳能力。为了适应性地应对对手威胁，USSF将把自己定位为这些技术的积极的早期采用者。这种环境的另一个重要方面是获得适当的数据权利，确保USSF对其能力具有必要的影响力。最重要的是，进行真正改变游戏规则的创新需要守护者能够按照他们的想法采取行动。必须给予USSF成员心理上的安全感和专业上的激励，使其在适当的时候能坚决果断地冒险。为了支持这种模式转变，我们将修改我们的绩效评估框架，识别并重视这些特征。此外，我们还将激励每个人成为数字转型的导师和领导者、坚持不懈地最大限度地推动决策的可行性。通过培育创新文化，我们将摆脱传统消极思想，建立自下而上的有机创新环境，促进数字转型。
- 原则三：数字主导
一支数字主导的部队将其累积的技术实力转化为强大的力量倍增效应，比任何潜在对手更快、更有效地开发、部署和运营能力。要获得持久的数字主导地位，需要我们将互联和创新要素集成至联合作战任务的各个方面。
数字主导的关键是人才。我们必须建立一支资源充足、权力充分、数字流利的队伍，能够并有动力时刻支持创新。基于肯定的文化、精简的业务流程和强大的数字工程生态系统（DEE），守护者将在“数据空间”中直观地思考和行动，充分准备应对我们面临的动态挑战。最终，我们必须设法使所有人员都能充当“内部企业家”，接受数字技术，推动创新，在整个组织内推动流程和操作的执行范围。
拥有数字优先的思维方式和成为数字主导需要具有创新精神且精通数字技术的太空军专业人员组建一个广泛的网络，这些专业人员本能地将可用知识排在静态产品（如报告、评估、图表、简报图表等）前面。传统的以产品为中心的模式主要关注创造孤立的静态产品，这些产品必然是不完善的工业时代的信息转换。更糟糕的是，在不为任务或决策流程提供相应的价值的前提下，这些过时、孤立的产品往往难以创造和管理。优秀的模式是以数据为中心。这一办法将使我们能够在数据空间内迅速获取和交换所需的信息和知识，包括产生与任务有关的行动和成果相关的精简、动态、同步的输出。最终，我们的数字太空军将作出数据驱动的决策，以今天看来难以想象的速度部署和运营突破性的太空能力。通过上述互联创新渠道，我们的数字军种能够快速获取、开发和部署改变游戏规则的能力，使我们能够利用精简的部队来超越威胁。我们将建立和培养与其他军种、美国机构、国际合作伙伴、学术和研究机构以及商业部门的关系，使我们能够成为颠覆性技术机会的驱动者和采纳者。将这一广泛的数字协作与我们组织严密、技术熟练的部队的有机能力结合起来，我们将成为数字主导力量。通过数字主导，我们将快速敏捷地推动较于竞争对手和敌手的优势，保持太空优势。
四、数字化重点领域
太空军《太空作战规划指南》（CPG）强调了“创建数字军种来加速创新”的迫切需要。为了更好地了解所需变革的范围，并建立实施这些变革的框架，CPG还确定了四大重点领域：数字工程、数字人才、数字总部及数字作战。要落实数字军种愿景的原则——互联、创新和数字主导，我们需要在每个重点领域进行重大的配套投资。这些投资的长期优势几乎是无限的，使我们能够用一支小而强的部队对抗并战胜威胁。然而，我们也将获得一系列短期利益，包括支持新军种的智能路径和实现CPG中要求的效率的方法，例如将人才培训的驻留时间缩短15%。
这些重点领域无法通过孤立的办法达到完美。USSF需要与更多的空军部官员和美国空军伙伴合作，促进重点投资，振兴共享的数字基础设施，确保其满足所有任务的需要。根据2020年“国防部数据战略”，我们将开展更广泛的合作，确保整个“技术栈”的设计、采购和实施从一开始就以数据和流程互操作性为核心需求。我们还将联合国防部、学术界、工业界和国际合作伙伴的创新思想领袖，他们正在着手进行自己的数字转型。我们即将发布的路线图包含详细的实施指南以及有形的投资和相关的指标。这些投资和指标将抓住合作机会，并根据这四个重点领域进行安排。
重要的是，要在一开始就明确每个重点领域的范围，明确我们期望他们如何为数字太空军愿景作出贡献。重点领域有着千丝万缕的联系；如果我们不能发挥任何一个重点领域的潜力，我们将无法成为真正的数字军种。重点领域有所重叠，相互依存而又协同地促进成为数字军种。通过推动所有四大重点领域的数字主导地位，我们将实现数字太空军愿景，巩固我们在数字化领域的优势，为实现更大的太空优势目标做准备。
- 数字工程
与2018年“国防部数字工程（DE）战略”一致，DE的一个关键目标是管理当代武器系统采办的复杂性，加速从概念到部署、再到作战和后勤保障的整个能力开发生命周期，实现该生命周期的现代化。我们将以权威的数据源为动力，结合大数据方法，利用基于模型的系统工程等技术，并以共享建模与仿真（M&S）框架为基础，管理从作战人员到开发人员的需求和测试，并在整个技术栈中作为一个连续的虚拟数字线程再次进行。我们将开发企业级架构，捕获与威胁模型和预期作战效果相关的优化部队设计，同时支持更广泛的国防部企业战略意图、合作与合伙努力。我们将采用敏捷实践，快速创建和部署增量解决方案，建立开发安全运营工厂，促进软件开发，从一开始就考虑安全问题。我们将逐步、持续地使所有利益相关者能够有针对性地参与，同时确保USSF遵守与关键采办决策点相关的适用法律和政策，而不是在为数不多的参与者中进行里程碑式、基于工件的技术评审。我们还将建立“数字孪生”，将所有这些要素联系在一起，实现与任务合作伙伴的协作，最终实现能力敏捷开发和测试以及向作战和持续性后勤保障的无缝过渡。
改进和加速能力生命周期在很大程度上依赖于拥有由最先进的、可互操作的、低延迟的网络驱动的安全、有活力、有弹性的数字基础设施。除了这个基础设施，USSF将建立必要的工具、应用程序和接口，允许用户生成并操纵数据、模型和分析，所有这些都构成了一个完全联合的数字工程生态系统（DEE）。该DEE可实现从几乎任何地方都能进行及时、可靠和多层次的安全访问，同时促进各个重点领域的所有任务相关活动的守护者之间的敏捷协作。此外，持续的投资将通过与不断发展的能力和威胁同步的定期技术更新保持DEE性能的相关性和安全性，确保守护者随时掌握现代可靠的技术。有了这个DEE，再加上正在进行的采办简化，USSF可以以与作战相关的速度引领能力开发和交付的革命，从而免受威胁。
- 数字人才
“数字人才”这一关键领域由互补的两方面组成：能力与态度。在能力方面，我们将实施一项大胆的新守护者战略，利用每个人的独特优势，为互联的高绩效团队提供动力。我们将利用我们小型军种固有的选择性，从全国各地吸引和招募技术熟练人才，并在一体化的数字人才队伍中管理。为了实现和维持数字流利度战略，我们将确保守护者能够及时获得合适的学习机会，提高和更新技术相关技能，以便他们能够凭直觉优先考虑以数据为中心的解决方案，而不是以产品为中心的流程。此外，还要向主管提供必要的工具和见解，使其在人事招募决策、发展机会和职业发展作出明智而有效的决策。最后，还将建立新职业体系、晋升框架和替代评估方案，以创建与有机建模、数据科学和软件开发（如“太空军程序员”）相关的专业知识，培育数字优先思维的支配性创新文化。
在态度方面，USSF数字人才既受到激励进行协作，又有权采取行动。每一名太空军成员在各个层面上的军种能够“发挥其应有的作用”。例如，鼓励守护者倾向于与他人分享知识和专长，这样，我们的军种就能够“发挥其应有的作用”。例如，鼓励守护者在了解安全需求的同时分享信息。信息分享不仅是在其各自的任务范围内，而且涉及更广泛的利益相关者群体，目的是获得不同的观点并宣传企业观点。最重要的是，要授权太空军的每名成员采取与其责任水平相称的快速行动。“否定指挥”将是默认的立场。在这种立场下，守护者将被授权和鼓励采取行动，除非上级指挥梯队明确保留权限。我们希望确保数字人才不会受到官僚程序的过度阻碍，这些官僚程序只会阻碍其行动的响应性和大胆性。归根结底，我们必须用适当的技能武装人才，让他们获得成功，同时为他们的发展创造正确的环境，然后让路。
- 数字总部
数字总部的概念并不是指一个地点，而是一种功能，它是指在USSF的每一个梯队都能有效和高效地作出决策的能力。为作出有效决策，需把数据视为一种战略资产，利用数据对不确定性进行数字管理，并推动作出灵活的、数据驱动的决策。传统的文档通信是不完善的中间通信形式。认识到这种烦琐性，我们将转而促进直接在数据空间中与决策者以及决策者之间的不加修饰的协作。同时，通过沉浸式可视化和可定制的仪表板从大量数据中辨别相关信息。这些仪表板是最新的，可以随时随地访问。最后，由于真正的决策都涉及风险管理、优先级划分和资源分配，我们将实施数字准备、数字能力组合管理和数字项目目标备忘录（POM）规划等概念。这些概念将提供分析基础，支持敏捷和知情的运营风险管理、运营准备、投资规划和成本能力交易，确保稀缺的资源和能源得到应用，为USSF事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，支持快速、数据驱动的决策，并且从不增加价值或通过自动化更好地实现的遗留人员配置和协调活动中解放人才。首先，我们将废除或改造业务流程和政策，去除各级官僚作风，以便我们能够在适当的时间将决策和支持信息传达给适当的人。对于剩余的增值流程，我们将在适当的情况下利用机器学习和扩充，将单调的人员配置活动分配给人工智能（AI）程序或机器人过程自动化，从而使守护者有更多的时间和精力参与训练、教育和作战模拟，向成为世界级作战部队的目标迈进。进一步加快决策制定，根据数字人才的授权原则，确保决策权力下放给最低级别的领导人，消除微观管理的倾向。最终，有效和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输送强大的数字能力。
- 数字作战
数字作战代表其他三大重点领域的顶峰。它通过强大的DEE和普及的数字线程嵌入了采办工作，受到了正确的专业激励和创新授权的鼓舞，受到了深思熟虑的授权和独特的发展机会的推动。我们将利用自身先进的DEE和数字游牧民的倾向，对来自不同地点的大多数任务进行分散、优化的卫星作战。我们将通过在我们的野战司令部、三角洲和驻军设施中建立作战发展团队（CDT）来推进数字作战，为这些团队配备所需的数字技能、工具和资源，以设计快速、创新、集成的解决方案，解决当前和不断发展的一系列能力中最紧迫的痛点。例如，与启动后几个月的检测和学习相比，使用共享的数字孪生和持续的利益相关者交流，能更快地起到激励作用。这是因为系统开发人员了解当前的威胁和潜在的战术、技术和程序（TTP），而作战人员甚至可以在系统部署之前获得“实践”经验。在部署后，数字孪生作为强大的异常解析工具将继续发挥其价值，实现全面的故障排除，同时最大限度地降低作战风险。最后，共享建模与仿真基础设施的使用将使作战人员能够在实战虚拟训练场景中磨练作战技能，以应对可预见的遭遇，而我们对适应性和批判性思维的根深蒂固的强调将使守护者能够在突发事件中作出明智反应。
显然，作出明智、快速、数据驱动的决策对我们的愿景至关重要，但在作战领域却显得尤为紧迫，因为在作战领域，时间被压缩，我们的行动会被放大为对生死攸关的结果产生影响。从根本上说，不管任务属于冲突的哪一范围，每一级战争的守护者都必须在组织上得到授权，并配备数字化武器，完全专注于任务。自动化和机器学习对这一目标尤为重要，帮助作战人员以对手无法比拟的迅捷和杀伤力实现联合“杀伤网”。复杂的、数据注入的用户定义的作战画面能以前所未有的精确度和速度实现这一目标。该画面能够融合并呈现多源情报，并与多域指挥与控制能力同步，实现联合作战效果。总之，数字作战综合利用其他重点领域来创建一支致命的太空作战部队，确保将数字主导地位转化为保持太空优势的能力。
五、行动呼吁
鉴于我们的军种规模，数字太空军对于有效应对威胁、支持美国国家安全目标至关重要。我们将为数字军种的运作方法制定标准，通过向人才授权和利用改变游戏规则的技术的力量，打造数字文化。对数字军种的含义达成共识，将为持久和可实施的数字转型创造必要的环境。关键是，每一个守护者都必须大胆地发现朝着数字军种愿景创新和演变的机会。我们必须勤勉地不断寻找改进太空军工作的各个方面的方法；创新必须在整个军种中持续和普及。本着协作和赋权的精神，我们将继续为本次对话以及当前和计划中的数字转型举措的信息共享提供场所。这将有助于为我们即将发布的路线图提供信息并使其成熟，为实现我们的愿景奠定基础。根据这一愿景的前提，我们将迅速制定这一路线图的初始版本，该版本大胆而创新，它将是战略之一，会不断更新，随时适应不断变化的环境。最后，数字太空军愿景以及实现这一愿景的数字转型，仅靠高层领导是无法实现的。从入门级到最高领导层的每一个守护者都可以在实现这一愿景中发挥作用；我们的成功取决于为整个部队努力建立一个统一的支持基础。今年晚些时候，技术和创新办公室将牵头制定实施数字太空军愿景的路线图，将四大数字重点领域提炼为具体目标和举措，持续努力实现互联、创新、数字主导的部队的愿景。永远向上！
术语表
