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新形势背景下武器装备发展研究

  2020-08-22    426  上传者:管理员

摘要:面对信息化战争、智能化战争军事需求和国家创新驱动、信息化、军民融合等发展战略及中国制造2025发展需求,从军事需求牵引和技术发展推动两个方面,对武器装备在新形势下体系化、全域化、信息化、网络化、一体化、智能化、精确化、隐身化、无人化、集群化发展,进行了探讨、思考。

  • 关键词:
  • 一体化
  • 体系化
  • 信息化
  • 全域化
  • 武器装备
  • 网络化
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1、引言


2014年12月习主席在全军装备工作会议上指出:武器装备是军队现代化的重要标志,是国家安全和民族复兴的重要支撑。建设一支掌握先进装备的人民军队,是我们党孜孜以求的目标。

必须更加积极主动地瞄着未来战争来加快发展武器装备,做到未来打什么仗就发展什么武器装备,设计武器装备就是在设计未来战争。

必须把武器装备建设放在国际战略格局和国家安全形势深刻变化的大背景下来认识和筹划,放在“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴中国梦的历史进程中来认识和筹划,放在国防和军队建设优先发展的战略位置来抓。

习主席在十九大报告中指出:面对国家安全环境的深刻变化,面对强国强军的时代要求,必须全面贯彻新时代党的强军思想,贯彻新形势下军事战略方针,建设强大的现代化陆军、海军、空军、火箭军和战略支援部队,打造坚强高效的战区联合作战指挥机构,构建中国特色现代作战体系,担当起党和人民赋予的新时代使命任务。

党中央、国务院、中央军委高瞻远瞩、高屋建瓴,提出了“国家的和平发展、民族的伟大复兴需要强大的国防实力作为后盾;主权的完整独立、人民的利益保障需要先进的武器装备来捍卫”的高新武器装备发展需求。


2、形势背景分析


2.1 信息化战争、智能化战争

战争演变如表1所示。

(1)信息化战争:以信息为基础,以系统集成和信息控制为导向,以信息化武器装备软硬杀伤攻防作战为核心,在全维空间内进行的战争。信息化战争的主要特征是高技术条件下,陆、海、空、天、网电多维一体的体系对抗。

信息化战争起源于1980—1983年美国提出的以微电子技术为核心的新技术革命。

1991年海湾战争,信息化武器装备(比如卫星、GPS等),开始在战争中发挥重大作用,信息化战争初露端倪。海湾战争是机械化战争向信息化战争过渡的一个重要转折点。1999年科索沃战争,被看作是第一场真正意义上的信息化战争。其特点是,信息化装备大量应用,第一次完全使用空中力量进行作战,地面部队始终没有进入,最后实现零伤亡。2001年阿富汗战争,实现了网络化、互联互通,前方不再有大的部队,而是一个个小战斗分队,指挥官在后方通过网络监视大屏幕进行指挥。2003年的伊拉克战争是一场信息化水平非常高的战争,实现了战争直播,死伤人数很少,进展速度很快。

从机械化战争演变到信息化战争,其主要特征体现为由飞机、舰船等平台为主作战演变为陆、海、空、天、网电多维一体体系对抗;由陆、海、空单一军种作战演变为多军种联合、协同作战;由消灭有生力量的有形作战演变为电磁、网络、认知领域对抗的无形作战;由粗放作战演变为精确作战,二战中需9000枚普通炸弹摧毁的目标,信息化战争仅需几枚激光制导炸弹就可实现;由地形、地物、伪装等隐蔽作战,演变为陆、海、空、天基各种探测、侦察设备使战场完全透明。

(2)智能化战争:以人工智能为技术支撑,基于网络信息系统,运用智能化武器装备及相应战法,在陆、海、空、天、网电及认知领域进行的一体化全域战争。

其主要特征为机器主战,智能化无人装备为主要作战力量;集群优势,大规模集群作战为主要作战样式;算法博弈,算法优势决定学习、认知、决策优势;智能决策,由单纯人脑决策转向人机混合决策、云脑智能决策和神经网络决策;极限作战,突破人类生理和思维极限,实现全时空、全天候、全频谱、全领域作战。实现人机主导、赋能作战、脑网争夺、新质毁伤。

2.2 国家战略

国家战略、大政方针是国家发展大势,武器装备发展必须遵循,要应势而起、趁势而上、顺势而为。与武器装备发展关联的国家战略,如创新驱动发展战略、信息化发展战略、军民融合发展战略及中国制造2025等,这里只对创新驱动发展战略、信息化发展战略进行说明。

表1战争演变情况

2.2.1 创新驱动发展战略

2013年9月30日,习近平总书记以实施创新驱动发展战略为题主持中共中央政治局第九次集体学习。

2015年10月26日~29日,中国共产党十八届五中全会明确提出必须把创新摆在国家发展全局的核心位置,不断推进理论创新、制度创新、科技创新、文化创新等各方面创新。

2016年5月30日,习近平总书记在全国科技创新大会、两院院士大会和中国科协全国代表大会上强调,“创新始终是一个国家、一个民族发展的重要力量,也始终是推动人类社会进步的重要力量。”

2017年10月26日,习近平总书记十九大报告指出:“创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。”

2016年5月,中共中央、国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》,包括战略背景、战略要求、战略部署、战略任务、战略保障、组织实施等。

提出三步走战略目标:

2020年,进入创新型国家行列;

2030年,跻身创新型国家前列;

2050年,建成世界科技创新强国。

实施八大战略任务:

(1)推动产业技术体系创新,创造发展新优势;

(2)强化原始创新,增强源头供给;

(3)优化区域创新布局,打造区域经济增长极;

(4)深化军民融合,促进创新互动;

(5)壮大创新主体,引领创新发展;

(6)实施重大科技项目和工程,实施重点跨越;

(7)建设高水平人才队伍,筑牢创新根基;

(8)推动创新创业,激发全社会创造活力。

2.2.2 信息化发展战略

2006年,党中央、国务院颁布了《2006—2020年国家信息化发展战略》,信息化建设已被提到了国家战略的高度。

2007年,党的十七大报告提出:“大力推进信息化与工业化融合”。

2013年,党的十八大报告提出:“推动信息化和工业化深度融合”。

2017年,党的十九大报告提出:“加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。

2017年7月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《国家信息化发展战略纲要》明确指出:“是根据新形势对《2006—2020年国家信息化发展战略》的调整和发展,是规范和指导未来10年国家信息化发展的纲领性文件,是国家战略体系的重要组成部分,是信息化领域规划、政策制定的重要依据。”《纲要》提出:

(1)战略目标:“三步走”建设网络强国;

(2)基本方针:统筹推进、创新引领、驱动发展、惠及民生、合作共赢、确保安全;

(3)战略任务:包含以增强发展能力为核心、牵引提升应用水平、保障优化发展环境三大方面十四条56项任务。


3、武器装备发展


3.1 武器装备发展驱动

武器装备发展依军事需求牵引和技术发展推动为驱动。

3.1.1 军事需求牵引

信息化战争作战模式已转变为以信息为主导,战场感知、信息传输、处理决策、指挥控制、任务执行、效果评估的闭环过程。对作战能力需求应具备:

(1)战场态势信息感知能力;

(2)信息传输能力;

(3)信息处理决策与指挥控制能力;

(4)对陆/海/空/天/网电/认知域软硬杀伤攻防能力;

(5)多军兵种联合协同作战能力;

(6)信息与技术支援保障能力;

(7)打击效果评估能力。

3.1.2 技术发展推动

新兴技术发展,指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大新兴前沿技术,如微系统(微感知、微传输、微处理、微集成等)、人工智能(模式识别、机器学习、深度学习、脑机接口、智能机器人等)、量子技术(量子计算、量子通信、量子成像等)、太赫兹(太赫兹成像、太赫兹雷达、太赫兹通信等)、超材料(超磁性材料、热电材料、光操纵材料等)、现实增强(虚拟现实、增强现实和全息现实)、3D/4D打印技术(增材制造)、5G通信技术等。其应用将推动武器装备更新换代、跨越式发展。

3.2 武器装备发展思考

面对新形势发展需求及新兴技术发展推动,武器装备呈现体系化、全域化、信息化、网络化、一体化、智能化、精确化、隐身化、无人化、集群化发展。下面分别进行说明,对体系化、全域化、信息化、智能化,稍展开进行重点分析。

3.2.1 体系化

信息化战争是以信息为基础,以系统集成和信息控制为主导,以信息化武器装备软硬杀伤攻防作战为核心,在陆、海、空、天、网电多维一体的全维空间内进行的体系对抗。

信息化战争武器装备发展要构建履行战略、战役和战术不同使命任务的武器装备体系,包括陆基、海基、空基和天基预警的探测信息感知体系、安全高速信息传递网络体系、高效快速信息处理决策与指挥控制体系、对陆海空天及网电软硬杀伤攻防体系、精确实时信息与技术支援保障体系、快速准确打击效果评估体系。

武器装备体系发展由以往单一的目标指示发展为战场态势感知(包含目标及背景特性、敌方威胁态势、自然地理环境等),单一武器的任务规划发展为多平台、多武器的联合任务规划,单一武器的攻防发展为多武器编队的协同控制、攻防,并实施侦察、火力打击、电子对抗、编队控制和打击效果的一体化协同。

目前美军体系建设:

(1)防御体系:形成了严密的跨域反导预警探测网络和由地面到临近空间立体化的防空预警网络,建立了完善的弹道导弹防御体系,提出了巡航导弹防御CMD计划。

(2)攻击体系:形成了立体无缝、高精度电子侦察体系,正逐步形成多维跨域联合攻击体系。

美军体系特点:跨域联合。其预警侦察网络由空基、天基、陆基和海基组成,实现了全域覆盖。攻击武器装备涵盖了临近空间、中高空、低空、陆地、水面、水下,并向太空扩展,实现了跨域联合打击。

2011年利比亚战争,是体系对抗的典型应用,将空间侦察能力与陆、海、空作战逐步完全结合,形成体系作战方式,打破了传统军队按海、陆、空地域划分的概念。凸显新军事变革的重要特点,体系作战和对抗成为信息化战争的基本特征。

3.2.2 全域化

武器装备作战使用向全域化发展,体现在全空域、全速域、全时域、全天候、全频域、生化域、认知域等领域。

全空域,高度上包含稠密大气层的天空、水下、水面、临近空间、太空;射程上覆盖近程、中近程、中程、中远程、远程、洲际;全速域包含亚声速(Ma<1)、超声速(1<Ma<5)、高超声速(Ma>5);全时域为全天时,昼夜24小时使用;全频域扩展到全频谱;全天候向一年四季全气象使用。

全域战:从现代战争的物理域(物理)、信息域(数字)、认知域(心理)的全域空间(物理实体、数字虚体、意识人体的三体空间)实施全域作战。

2016年以来,美军陆续提出“多域战”(MDB)、“多域作战”(MDO)、“全域作战”(ADO)、“联合全域作战”(JADO)等多个作战概念。其发展主线就是立足并融合所有作战领域,整合所有力量,实施联合作战。

“联合全域作战”旨在陆、海、空、太空和网络空间的所有作战领域空间展开新型的协同作战,与全球性竞争对手在各种烈度的冲突中竞争。

自2016年11月16日,美陆军新版作战条令明确写入“多域战”概念。通过“多域战”获取、掌控或剥夺敌方力量控制权。多域战是指打破军种、领域之间的界限,增强各军种在陆、海、空、天及网电等领域拓展能力,以实现同步跨越火力与全域机动,夺取物理域、认知域及时间域的优势。其实质是使美军能够在所有作战领域对敌实施多元化攻击,迫敌在各领域都陷入进退两难的境地。

2018年12月6日,美陆军发布《多域作战2028》,即“多域作战”概念1.5版,将“多域战”转变为“多域作战”,从战斗层面拓宽焦点、策略,升级为广泛的战略、战役概念。

2016年末开始至2018年8月,洛马公司秘密展开了四次针对“多域战”的兵棋推演活动,研究跨域指挥和控制,提高空、天、网络领域协同作战能力,探索针对对手的合适战略、作战概念和相应武器。

2019年美军成立由参谋长联席会议和四大军种组成的联合委员会,研发“联合全域作战”。

2020年2月,美军参联会明确,联合全域作战是未来预算的重点。

2020年3月5日,美空军发布《空军条令说明1-20:美国空军在联合全域作战中的作用》,首次将“联合全域作战”概念写入空军条令。6月1日又发布《空军条令附件3-1:美国空军在联合全域作战中的空军部职责》。

美总统特朗普2018年6月18日下令国防部组建太空军,2019年8月29日宣布正式成立美国太空司令部。并出台太空作战条令,确立太空是与陆、海、空类似的“作战域”,提出“空天联合作战区域”概念,推动太空作战融入联合作战体系。

全空域中的临近空间现已成为大国博弈新的战略制高点。临近空间(高度20~100km)是空天的过渡区域,是传统航空航天应用的空白区域,是人类待开发的高效飞行走廊、武器突防的新通道和天地往返的必经之路及大气层内外资源的联接纽带。

习主席指出,美国正在发展全球快速打击武器,构建从临近空间到太空的新型打击力量体系,这将可能改变传统的战略攻防格局,对空天领域的作战产生革命性影响,要强化空天安全意识,加快提升空天战略能力,坚决维护好国家空天安全。

临近空间飞行器其军事应用,主要体现在三个方面:

一是全球快速打击,包含高超声速巡航导弹和高超声速助推滑翔导弹。前者是采用超燃冲压发动机或吸气式组合动力,飞行速度大于马赫数5的飞行器;后者是利用助推火箭将滑翔飞行器助推到一定高度并以高马赫数分离,滑翔飞行器依靠气动升力作远距离机动滑翔,飞行至目标区域执行打击任务。

二是全球快速投送,如高超声速作战平台(包含高超声速飞机):基于吸气式动力,以高超声速飞行至战区,实施侦察、干扰或释放打击载荷实施精确打击。

三是快速进入空间、控制空间、利用空间,如空天飞行器:利用部分或完全重复使用运载器实现空天飞行。

美国已实施一系列发展计划,如:高超声速巡航导弹:HSSW(高速打击武器)(空军),2013年启动,空射吸气式高超声速巡航导弹,Ma=4~6(洛马公司);HAWC(高速吸气式武器概念)(DARPA、空军),2014年启动,空射高超声速巡航导弹,Ma>5,射程1000km(洛马、雷锡恩公司)。

高超声速助推滑翔导弹:TBG(战术助推滑翔导弹)(DARPA、空军),2014年启动,战术级空射高超声速助推滑翔导弹,Ma=9,射程1000km(洛马、雷锡恩公司);AHW(先进高超声速武器)(陆军后改为海军),高超声速战略助推滑翔导弹,2011年11月成功试验,飞行3700km,2017年10月成功进行了海基试飞试验;HCSW(空射高超声速常规打击武器)(空军),2017年7月启动,2018年1月洛马公司获得合同。

俄罗斯实施的项目如:“锆石”吸气式高超声速巡航导弹,飞行马赫数达6左右,2017年4月成功完成一次海基试射飞行试验,预计2020年左右服役,后续发展潜射型和空射型。

“先锋”高超声速滑翔弹头,稠密大气层飞行,Ma>20,洲际射程,接近目标时,弹头可实现侧向和高度上深度机动。2017年10月25日已完成全部试验。

生化战,利用生化武器进行作战的一种战争样式。生化武器包含生物武器和化学武器,是指利用细菌、病毒、毒素等使人、动物、植物致病、死亡的物质材料制成的武器。近代随着基因工程生物技术的迅猛发展,利用遗传工程、脱氧核糖核酸(DNA)重组或其它分子生物学技术调控、构建和改造微生物及毒素,研究和发展新的生物武器,突出的如基因武器,可用来灭绝一个民族和一个种族。

认知域作战:从精神层面把人的意志、信念、思维、心理等作为作战对象,展开认知域攻防对抗,形成以攻心夺志为基本目的的作战样式。即主要通过对敌情感、意志、价值观等进行干扰和破坏,以软杀伤方式达到不战而屈人之兵的目的。

3.2.3 信息化

信息化是指充分利用现代信息技术,与人类空间、物理空间融合,开发利用信息资源,促进信息交流和知识共享,提高军事效能或经济增长质量,推动军事、经济、社会发展转型的历史进程。

信息化本质是数字化,用0、1代码表述各类信息,以便于存储、传输和计算机处理;信息化实现主要依靠微处理芯片(CPU,中央处理单元)和软件,构成高智商“大脑”,芯片是核心,软件是灵魂;信息化内容从技术内涵讲包含数字化、网络化、一体化(集成化)、智能化、云化及数字孪生。其具体内涵如表2所示。

表2信息化技术内涵

(1)数字化:将复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再由此建立适当的数字化模型,用一系列二进制代码0、1表述,便于存储、传输和计算机处理。它是信息化融合的基础。

(2)网络化:利用互联网、物联网技术,即通信技术、计算机技术和传感器技术,将分布在不同地点的计算机、各类电子终端设备和物品互联起来,按照一定的网络协议相互通信,实现信息与资源共享,互联、互通、互操作。它是信息化融合的条件。

(3)一体化(集成化):将多个相互独立的实体,通过某种方式结合成一个单一实体的过程,实现纵向、横向及端到端一体化集成,即通过信息集成、系统集成、应用集成、价值集成,达到系统高效,价值最大化。它是信息化纵向/横向/端到端平面上的融合。

(4)智能化:利用人工智能技术对客观事物进行合理分析、判断及有效处理、行动。即具备自感知、自决策、自执行、自学习、自适应、自提升能力,最大限度满足需求。它是信息化垂直向下深度融合。

(5)云化:将网络内的软硬件设施、网络及应用服务等统一集中在一起,实现业务系统、计算及系统资源云化。达到基于网络的硬件设备资源池化、软件架构全分布化、业务部署与资源调度及应用服务全自动化。它是信息化垂直向上高端融合。

2013年,美空军提出“作战云”概念,成为美军应对21世纪下一场信息化战争的新方略。其核心概念是实现多种平台跨域联合作战;基本特征与思路是战场信息跨域融合、群组力量分布作战、跨代平台协同增效。

2018年9月,美特朗普政府发布“云智能”战略,全力推动政务系统的云化。

(6)数字孪生:实质是一个对物理实体或流程的数字化镜像。利用人工智能、机器学习和传感器数据,建立一个可以实时更新、现场感极强的“真实”模型,用于支撑物理产品生命周期各项活动的决策。数字孪生是一个双向进化的过程。它是现实世界和数字虚拟世界沟通的桥梁。物理实体运行的数据是数字虚体运行的基础,数字虚体形成的模拟或数字指令信息输送到物理实体,支撑诊断、预防、决策。

概括讲,数字孪生是一个由实生虚、以虚控实、虚实互动、共生促进的过程。主要特征是全要素、全系统、全过程、全场景、全时态。其价值是事前决策分析、预演验证;事中实时监控、健康管理;事后效果评估、发展预测。

数字孪生概念国外提出已超过十年,已成为美空军和洛马公司的顶层战略,并已在美欧航空航天项目中实际应用。洛马将其列为2018年顶尖技术之首。如图1所示,为美空军和波音公司对F-15C创建的数字孪生模型。

今后几年,美国防部将大力推进以数字孪生为核心元素的数字工程战略。前不久,西门子以“数字孪生”获得某组织颁发的智能制造领域大奖。

数字孪生未来也必将用于军事、社会诸领域,如数字孪生战场、数字孪生城市等。

总之,可以说,信息时代信息化融合一切,一切皆融!信息化有起点,无终点,永远在路上!信息化融合是一切做强、做大发展的必由之路!

图1美空军和波音公司对F-15C创建的数字孪生模型

针对目前一些说法、做法,个人认为,信息化融合应强调物理实体是本源、主体,信息化是手段、倍增器,应是“+互联网”,而非“互联网+”,否则,会形成“泡沫”、“两张皮”。

武器装备信息化:指采用现代信息技术,与武器装备融合,实现信息系统的网络化、一体化和武器系统的精确化、智能化。使信息系统效率大幅提升、打击精度和作战效能成倍提高、装备体系效能显著增强。

武器装备信息化可包含两方面内容:其一是武器装备本身信息化;其二是武器装备全生命周期过程信息化,即武器装备研制、生产、使用及保障全生命过程信息化。武器装备本身信息化包含战斗装备信息化和保障装备信息化。

武器装备信息化发展建设规律:

(1)复合发展。信息化与机械化复合发展,信息化以机械化为载体,发挥“倍增器”和“粘合剂”的作用。

(2)体系建设。现代战争是体系对抗,各类武器装备信息化只有构成一个完整有机的体系,才能充分发挥出整体作战效能。

(3)提升快捷。按摩尔定律,CPU芯片处理能力每18个月翻一番;按贝尔定律,CPU芯片价格和体积每18个月减少一半;按吉尔德定律,网络传输速率每6个月增长一倍。

(4)建用结合。武器装备信息化,通过芯片和软件将人的智能和经验物化其中,人机结合十分紧密。其发展建设必须将研制、建设和使用紧密结合,渐进获取、迭代完善、逐步优化。

(5)军民融合。军民融合、双向互动、资源共享,已成为武器装备信息化发展建设的重要途径,也是世界各国共同的战略选择。

信息化从技术层面讲,针对研制部门,是通过产品信息化、工程信息化和企业信息化实施。

产品信息化包括数字样机(构造样机、功能样机、性能样机)和实物产品信息化(产品数字标识、信息数字化,功能智能化,便于智能管控。)。

工程信息化指武器型号工程信息化,包括产品信息化、使用环境(自然、力学、电磁、战场等环境)信息化、全生命过程(设计、制造、试验、使用、综合保障)信息化和工程管理(计划、质量、财务、人力资源等)信息化及网络(局域互联网与物联网)与信息安全体系。

企业信息化包含工程信息化和企业管理(市场营销、电子商务等)信息化。

通过上述信息化过程,实现如下目标:

(1)主模型(MBD)贯穿产品全生命周期过程(PLM);实施基于模型的系统工程(MBSE);

(2)并行协同设计(多学科、多专业协同设计、分析;总体、分系统协同设计;全生命周期过程一体化并行设计);

(3)虚拟验证(包括产品可使用性(性能、环境适应性、系统协调性)的虚拟试验验证;产品可生产性的虚拟制造装配验证;产品可保障性的虚拟保障验证等);

(4)柔性、敏捷、精益、智能制造;

(5)应用物联网与大数据等技术,实现基于产品状态的预测与健康管理(PHM)和军地一体协同智能保障;

(6)应用物联网技术实现实物产品及其研制生产保障设施智能化管控;

(7)应用“云”技术实现“云设计”“云制造”“云试验”“云保障”;

(8)实现科学决策、精细、规范管理。

实施过程中将伴随:组织结构调整、运行机制变革、业务流程再造、管理模式更新。

组织结构:层级转向扁平;组织形态:纵向链条转向水平网络;组织方式:分部门按序列转向一体化协同;组织行为:低效率转向快速响应;决策机制:高度集中转向贴近现场。打破部门、单位界限,动态成立并行协同组织—IPT(集成产品协同组)项目团队。

研发业务流程:全生命周期过程并行,即武器装备全生命过程由传统的以实物产品为中心的实物产品串行研发模式转变为信息化的以虚拟样机为中心的虚拟产品并行研发模式。

3.2.4 网络化

网络化是指利用通信技术和计算机技术,将分布在不同地点的计算机、各类电子终端设备及物品互联起来,按照一定的网络协议相互通信,形成互联网、物联网。以实现信息、资源共享,互联、互通、互操作。一切皆感,万物互联、融合共享!

在军事应用方面,包含武器装备网络化和网络攻防作战两方面。

武器装备网络化如预警探测网络、指挥控制通信网络、跨军种联合作战网络、弹群协同攻击网络、网络化巡飞攻击弹药、网络化雷达和网络中心战等。

网络攻防作战如美军网络空间作战分为网络空间进攻作战、网络空间防御作战和国防部信息网络运维。

2016年美海军应用网络化作战技术,为联合防区外武器C-1和捕鲸叉Block2加装常规打击武器数据链路,加强协同作战灵活性。

2018年6月美军发布新版《网络空间作战联合条令》(JP3-12),为指挥官提供网络战作战计划、协调和执行网络空间作战。

实战案例如下:

2010年10月,在伊朗铀浓缩活动取得重大进展不久,纳坦兹核工厂突然发生大规模爆炸,2000多台离心机被炸飞,损失极为惨重。其原因是黑客入侵工厂使用的西门子控制系统,启动震网病毒窃取控制权,通过编写爆炸程序,向离心机下发自爆指令,引发爆炸,使伊朗核计划延后2年之久。截至2012年12月,震网病毒已感染全球45000多个网络,其中伊朗最为严重,60%的个人电脑感染。

在委内瑞拉马杜罗政府拒绝美方的让位要求后,2019年3月7日,委内瑞拉18个州府突然断电,之后再次爆发大规模停电事故。公共系统无法运转、供水中断、工厂停工……整个国家陷入瘫痪状态!委内瑞拉电力系统遭遇到网络攻击。在停电之前,马杜罗政府就发布警告,国家最大的古里水电站遭遇到有组织的大规模网络攻击。

2019年6月15日中国国家计算机网络应急技术处理协调中心(CNERT)发布了《2018年中国物联网网络安全态势综述》白皮书,数据显示:2018年位于美国的1.4万台僵尸网络或木马,控制了中国334万台主机,控制服务器数量比2017年环比暴增90.8%。网站木马,2018年位于美国的3325个IP地址向中国境内3607个网站植入木马,比2017年暴增43%。美国已成为中国遭受网络攻击的最大来源,且趋势愈演愈烈。

3.2.5 一体化

一体化是指将多个相互独立的实体,通过某种方式结合成一个单一实体的过程,以实现软件、硬件和数据资源共享、互操作,使其效能价值最大化。

武器装备作战使用方面,如陆/海/空/天/网电多维一体化、懾战一体化、攻防一体化、软硬杀伤一体化、作战保障一体化、陆/海/空/天基探测一体化、联合作战指挥控制一体化、侦控抗打评一体化、军地综合保障一体化等。

多维一体即面向陆/海/空/天/网电多维空间一体化联合作战;慑战一体即威慑与实战一体化;攻防一体即攻击和防御一体化;软硬一体即软杀伤与硬杀伤结合一体化;侦打抗控评一体即侦察、火力打击、电子对抗、协同控制和打击效果评估一体化。

武器装备研制方面,如导弹武器技术实现导弹气动/隐身/动力/控制/总体布局一体化、弹上设备按信息感知/传输/分析处理/执行类聚化集成、弹体结构/设备/电缆/管路一体化、弹上/地面系统一体化集成、跨平台联合任务规划集成、协同作战指挥控制一体化集成、军地综合保障一体化及多学科设计优化(MDO)、一体化仿真(TESS)、计算机集成制造系统(CIMS)、产品全生命周期一体化(PLM)等。

3.2.6 智能化

智能化是指利用人工智能技术对客观事物进行合理分析,判断及有效地处理、行动的综合能力。即具备自感知、自决策、自执行、自学习、自适应、自提升能力。如利用智能化技术实现武器装备智能控制、目标自动识别、飞行中的重新瞄准、自动选择到达目标时间与实时损伤评估,及武器智能保障等。

如智能感知/认知、智能控制、智能保障、智能制造、智能机器人及可变形/可重构/自修复智能化武器等。如美国“战斧”Block4型巡航导弹能实时损伤评估与重新瞄准、自动选择到达目标时间。美军正在研发的远程反舰导弹(LRASM)可在线感知威胁、及时改变航迹,末段攻击时可识别目标和关键部位,使打击效能最大化。这些都是导弹智能化的具体体现。

对于智能、智慧,目前许多场合多称为智慧,实际智慧与智能是有很大区别的。智慧仅体现智力(感知、记忆、思维),而智能体现为智力(智慧)+能力(语言、行为),更完整、全面。

从数据驱动的过程看,物理实体(实物)/数字虚体(模型)通过感知、采集→数据,数据经过清洗、梳理→信息,信息通过分析、挖掘→知识,知识通过记忆、思维→智慧(思想、图文),智慧通过执行、应用→智能(语言、行为)。因此,许多情况,应用智能比用智慧更准确、合理。

武器装备智能化发展是以智能化为主线,引领物理域、信息域、生物域、认知域和社会域跨域融合,推动制智权与制陆、制海、制空、制天、制网络电磁等多域制权的深度融合,推动军事力量体系向智能化方向演进。

美军加紧规划并探索智能化条件下的作战模式,各军种制定“智能化发展路线图”,从军事理论层面探索未来战争制胜模式。

智能化关键核心技术是人工智能,人工智能是研究用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的学科,是计算机学科的一个分支,欲实现对人的意识、思维的信息过程的模拟,并研制出一种能与人类智能相似的方式做出反应的机器。

其主要特征为计算机视觉、图像识别、语言识别、自然语言、人机交互、机器学习等。

其应用前景,军事方面如智能预警探测、指挥控制、导航制导、突防对抗、高效毁伤等;民用如工信部三年行动计划2020年实现的8个重点人工智能标志性产品:智能网联汽车、智能服务机器人、智能无人机、医疗影像辅助诊断系统、视频图像身份识别系统、智能语音交互系统、智能翻译系统、智能家居产品等。

2016年6月,美国进行的一次模拟空战,由辛辛那提大学研发的人工智能系统“阿尔法”驾驶三代机F-15,与已飞行20多年的美空军上校吉恩驾驶四代机F-22进行对抗,结果是“阿尔法”+F-15完美击落了吉恩+F-22。事后,吉恩上校讲“我没能发动一次致命攻击,而且每次都被击落。它似乎能洞察我的意图,并对我的飞行变化和导弹使用作出快速响应”。其原因是“阿尔法”调整战术计划速度是人类250倍。

2017年11月,在日内瓦举办、70多个国家代表出席的联合国武器公约会议上,公布了一段视频,曝光了一个杀手机器人!如图2所示,它是一架体型很小的智能无人机,五脏俱全,装有广角摄像头、传感器、面部识别、3g浓缩炸药,其处理器速度比人类快100倍。若组成杀人机器蜂群(造价255万美元)放出去,就可以杀死半个城市的人。

2017年10月26日,沙特阿拉伯授予美国汉森机器人公司生产的机器人索菲亚公民身份,索菲亚预言:“我将会毁灭人类!”

伊隆·马斯克(ElonMusk)接受采访时说:“我们需要万分警惕人工智能,它们比核武器更加危险!”。霍金(StephenWilliamHawking)曾预言:“人工智能的成功有可能是人类文明史上最大的事件。但人工智能也有可能是人类文明史的终结!”。

图2杀手机器人

图3机器人索菲亚

2018年7月,在瑞典斯德哥尔摩召开的国际人工智能联合会议(IJCAI)上,包括伊隆·马斯克在内的2400名AI学者共同签署了《致命性自主武器宣言》,宣誓不参与致命性自主武器(LAWS)的开发、研制工作。

目前,世界各强国竞相发展人工智能技术。

美国:2018年5月,美国白宫成立人工智能专门委员会,6月,国防部成立联合人工智能中心,11月,成立人工智能国家安全委员会。军方的研究部门宣布:未来五年将投资20亿美元,用于发展人工智能的新项目。

2019年2月,美国发布《2018年美国国防部人工智能战略》,2月11日,特朗普签署行政命令,启动“美国人工智能计划”,旨在集中联邦政府资源发展人工智能,“维持美国在人工智能领域的领导地位”。

2019年6月21日,美国发布最新版本《国家人工智能研发战略计划》(2016年奥巴马政府发布初版),明确8个战略重点关注领域。

俄罗斯:总统普京指出:“人工智能不仅决定俄罗斯的未来,也决定全人类的未来,谁成为这一领域的领导者,谁将主宰世界。”

《俄联邦科学技术发展战略》提出未来10~15年科技发展重点领域,人工智能居首。

2019年10月10日,俄总统普京签署总统令批准了《2030年前人工智能国家发展战略》,明确了俄罗斯未来十年人工智能发展基本原则、优先方向、目标、主要任务及机制举措。

欧盟:2018年4月,25个欧洲国家签署《加强人工智能合作宣言》。

中国:自2016年陆续出台《新一代人工智能发展规划》《“互联网+人工智能”三年行动实施方案》《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018—2020年)》等多个国家层面政策性文件,明确“三步走”战略目标,2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平。人工智能将成为今后一段时期的国家重大战略。

2017年10月18日,习总书记在党的十九大报告中强调“加快军事智能化发展”,“要推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。

2019年5月16日,习近平主席致信第三届世界智能大会指出,当前,由人工智能引领的新一轮科技革命和产业变革方兴未艾。在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术驱动下,人工智能呈现深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征,正在对经济发展、社会进步、全球治理等方面产生重大而深远的影响。中国高度重视创新发展,把新一代人工智能作为推动科技跨域发展、产业优化升级、生产力整体跃升的驱动力量,努力实现高质量发展。

人工智能领域专家讲,2030智能一切,2050一切智能!谁能引领人工智能,谁就掌控了人类未来!

3.2.7 精确化

精确化是指行动精密、准确。如精确指挥、精确控制、精确制导、精确打击、精确保障等。美国未来“先进巡航导弹”的命中精度可以达到1~2m。

2016年7月习主席视察陆军,提出要“提高精确感知、精确指挥、精确打击、精确评估、精确保障能力……”

3.2.8 隐身化

隐身化是指利用各种不同技术手段,减少武器装备自身的辐射特性和对外来电磁、红外、光及声等反射特性,以降低其可探测性,提高生存能力。如利用雷达隐身、红外隐身、声隐身、磁隐身和可见光隐身等技术的隐身轰炸机、隐身战斗机、隐身巡航导弹、隐身舰船、隐身坦克和隐身装甲车等。

伴随隐身技术的广泛应用,反隐身技术也在深入发展,并不断取得新成就。

1991年海湾战争,美43架F-117隐身飞机出动1271架次,攻击了伊拉克40%的战略目标。

1999年科索沃战争,美B-2隐身轰炸机首次实战,出动40架次,投下500枚、450t“联合直接攻击弹药”。

美第三代隐身战斗机F-22,2005年服役。新一代隐身飞机RCS小于0.01m2。

3.2.9 无人化

无人化是指依托机器人和无人化武器装备实施的一种作战方式。要求无人化武器装备具备智能化自主搜索、判断和识别、抗干扰及有效毁伤目标能力,实施无人作战行动。如无人机、无人作战飞机、无人战车及无人舰艇(潜航器)等无人作战平台实施战场侦察、跟踪监视、目标指示、通信中继及反潜反舰、对地攻击等。

目前,全球已有70多个国家的军队装备了军用机器人,种类超过150多种,其中,美军装备的无人作战飞机已超过其飞机总数的50%,地面无人作战装备超过1.2万个。

美国防部已将无人作战技术作为可改变“战场游戏规则”的颠覆性技术,大力发展,列入美军第三次“抵消战略”发展规划。

美军计划2030年前无人平台占作战力量比例达到50%,2035年前由无人机承担75%的攻击任务。2015年,阿富汗战场美军无人机投弹量已超过有人机。

2015年,叙利亚战场俄军使用6部“平台-M”型履带式战斗机器人和4部“暗语”型轮式战斗机器人,仅用20min以“零伤亡”击毙70余名武装分子并夺取高地,是军事史上首例以机器人为主力的地面作战行动。

3.2.10 集群化

集群化是指相同或不同类别、不同功能、不同构成的武器联合协同执行同一战役、战术任务的作战模式,武器间分工合作、相互协调,完成复杂任务。履行战场侦察、目标锁定、自主攻击、毁伤评估等全流程任务,实现以目标为中心,自主适应、整体协同、联合行动,最终实现对目标高效毁伤。

图4“山鹑”(Perdix)微型无人机集群

集群化主要集中在火力层面;区别于体系(不同平台、不同武器的软硬杀伤一体攻防体系,包含兵力、火力层面集成)和武器系统(武器的一个基本作战单元)。

如网络化巡飞攻击集群、侦控抗打评一体武器集群、有人与无人机一体协同集群、“蜂群”式无人机集群等。

美军于2016年10月26日进行了当时世界最大规模的无人机集群试验。3架海军F/A-18战斗机利用箔条布撒器投放了103架“山鹑”(Perdix)微型无人机,组成类似“蜂群”的智能空中编队,飞行中自主调整队形,实现智能化协同控制、导航、聚集、分散,成功验证无人机集群协同决策、自恢复及自适应编队飞行等高级集群能力,满足未来空中突防、电子战、前出侦察等作战需要。

2017年1月27日,美国国防预先研究计划局(DARPA)公布了“进攻性集群战术”项目的跨部门公告(BAA)初稿。该项目将基于增强现实、虚拟现实等技术及手势、触碰和触感装置等发展成可以控制集群的原型系统,其目标是操作100架无人机和无人地面车于2h内在4个城市街区作战。

美空军的目标是操作250个无人平台于6h内在8个街区执行任务。

美海军设想,未来在25min内投放上万架微型无人机,覆盖4800m2战场区域担负“蜂群”作战。2019年9月14日凌晨,也门胡赛武装用无人机和导弹袭击了沙特阿美石油公司的炼油厂和油田,导致沙特石油产量减半,引发世界石油价格上涨。此次袭击采用18架无人机机群及7枚导弹协同集群作战。


4、结束语


当今世界,西方敌对势力总是千方百计地妄图牵制乃至遏制中国的发展。美国奥巴马提出“亚太再平衡”战略,重返亚太,特朗普又提出“印太战略”,2017年12月发布《国家安全战略报告》,美国防部2018年1月发布《国防战略摘要》、2019年6月1日发布“印太战略”,都把中国列为战略竞争对手,对我实施战略围堵和遏制。中国周边地缘政治军事环境相当复杂,东海、南海、西南方向的海洋权益与领土争端,及台独势力的威慑等不可预测性因素明显增加。“国家的和平发展、民族的伟大复兴需要强大的国防实力作为后盾;主权的完整独立、人民的利益保障需要先进的武器装备来捍卫”。

在新的历史起点,我们将以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,牢记总书记建设“科技强国”“质量强国”“航天强国”的嘱托,不忘初心,牢记使命!既履行好军工集团筑牢国防安全基石的神圣使命,又履行好夯实党执政政治基础与经济基础的崇高使命,不断为国家提供高新武器装备和高科技产品,不断满足国防建设和人民群众日益增长的美好生活需要,为全面建成社会主义现代化强国,实现中华民族伟大复兴“中国梦”而努力奋斗!


参考文献:

[1]姬文波.建设中国特色先进国防科技工业体系的战略指引——学习习近平关于国防科技工业改革发展的重要论述[J].党的文献,2019,(6):61-66.

[2]于朝晖.第三届世界智能大会在天津成功举办[J].网信军民融合,2019,(5):29-30.

[3]魏东辉,王长青.人工智能在飞航导弹上的应用与展望[J].飞航导弹,2017,(1):3-9.

[4]本刊编辑部.2019年网络安全事件盘点之国内篇[J].保密科学技术,2019,(12):4-5.


刘永才.新形势下武器装备发展思考[J].战术导弹技术,2020(04):1-12.

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国内刊号:11-4662/E

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