武器裝備實戰能力從何而來——理論基礎之OODA理論

2021-12-23 精確打擊洞見

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進入信息化時代,OODA環發揮越來越重要的作用,從二戰、越南戰爭,到海灣戰爭、科索沃戰爭,再到伊拉克戰爭、敘利亞戰爭,戰爭速度越來越快,美軍可以在幾小時之內迅速掌握制空權。美國前國防部長科恩說過,以往戰爭的哲學是大吃小,現在是快吃慢,「基於OODA以快吃慢」成為資訊時代重要的制勝機理,是信息化時代概念創新的支撐思想。

研究OODA理論的目的在於研究體系對抗的制勝機理,這是武器裝備對抗性的根本體現。

(一)發展歷程

美國空軍上校約翰·博依德(John Boyd)於二十世紀60年代提出了OODA(Observation Orientation Decision Action,觀察、調整、決策、行動)理論。約翰·博依德(1927-1997)出生於美國賓夕法尼亞州,是美軍空軍少校,戰鬥機飛行員出身,後供職於美國空軍參謀部裝備戰術需求分部。由他提出的OODA、能量機動力量影響了整個三代機的設計方向,如美制F-15系列、F-16系列、F/A-18系列等都是完全按照或參考此理論而設計的。

在OODA循環誕生初期,博依德用來闡述空戰中克敵制勝的戰術,認為武裝衝突可以看做是敵對雙方互相較量誰能更快更好地完成「觀察、調整、決策、行動」的循環過程,己方應該率先完成一個OODA循環,然後迅速採取行動,幹擾、延長、打斷敵人的OODA循環。基於此理論,啟發了F-16、F-15「鷹」式戰機的設計。

在博依德職業生涯的晚期,他把OODA循環演變為一種戰略,一種讓敵人心理癱瘓的戰略。

OODA理論是一種能量機動(EM)理論,提出了戰機可用能量等於生命的概念。能量機動性提供了一種理解飛機高度和動能能量(位置和速度)之間關係、定義飛機機動性的方法。利用此原理,可以快速從初始不利位置擊敗敵人。

到了信息化時代,OODA理論演變成為了信息機動理論。該理論由洛·馬公司的舒克以及空軍研究實驗室的布拉什提出,認為比敵人更快的獲取信息,並更快速利用這些信息是關鍵,這種信息作戰域的機動性比有形作戰域的機動性更重要,因為空戰格鬥已經被超視距瞄準和執行所取代,並解釋了F-35戰機如何通過信息作戰域取得模擬戰演習優勢。

OODA理論發展到今天,已擴展到許多領域,比如在商業決策上應用很多。在需要作出大小各種決策時,一般情況下等到100%有把握時決策最為穩妥,但是對產品經理來說不行,因為等了就有可能失去先機,產品經理只能靠著不斷進行OODA環,在一個環結束後,收集有用資訊,並以最快的速度「分析、決策、實施」,然後投入下一個環。

(二)概念內涵

1.基本OODA

OODA理論是「衝突時一系列事件的競爭,從偵察(Observation)、調整(Orientation)、決策(Decision)和行動(Action)的循環」,它提供了一種描述衝突的方法,從最初解釋空軍戰術的概念到擴展到解釋一般意義上的決策處理過程,被廣泛用於軍事問題研究。

對抗衝突雙方OODA環

指揮控制作戰的特點就是按照觀察-判斷-決策-行動(OODA)環路進行的戰鬥,如上圖所示,OODA環具有周期性和嵌套性。周期性意味著一個環結束時,另一新環的開始,周期的大小與作戰兵力的規模、空間範圍、作戰樣式有關;嵌套性意味著環與環以嵌套的形式關聯,例如在戰術級作戰系統中,最小的OODA環是近距武器系統的火力閉環控制環,在分隊層次上同樣有OODA環,這些指揮控制環相互嵌套、內環周期短、外環周期長。在作戰中,對抗各方會不斷觀察周圍環境、獲取相關信息、判斷威脅,即時調整,做出決策,並採取相應的行動,衝突體現在OODA環的時間競爭上。如能努力縮短己方的OODA周期,並儘可能地增加敵方的OODA周期,使己方的決策周期短於對手的決策周期,就能掌握作戰的主動權,獲得巨大的優勢。

偵察環分解

發現目標,即通過把目標與背景作比較,或依據周圍背景的某些不連續性,將潛在的目標提取出來,即確定在某個地方有目標。以海上作戰為例,各種偵察設備根據自身工作原理和戰技指標不同,在海上作戰中,具有不同的偵察探測能力(發現概率不同),如上圖所示。

識別目標,即確定目標的真假和區分真目標的類型。發現的目標可能是真目標,也有可能是假目標;真目標中還有敵、友以及種類之分,例如,是敵方目標還是友軍目標、是坦克還是裝甲運輸車或汽車等,必須通過偵察加以識別與區分。

確認目標,即判斷同類物體不同種類的過程,如發現、識別的目標已斷定是坦克,確認階段則是辨認目標的真實面貌。

監視和跟蹤目標,即嚴密注視目標的動靜,並對目標進行連續不斷的監視。對於已發現並已識別的特定目標,特別是運動目標應進行連續不斷的監視。

目標定位,即按照一定的精度探測確定出目標的位置,包括目標的方位、高度和距離等。對於需要用直瞄武器或間瞄武器予以摧毀的目標,特別需要精確跟蹤和定位。

影響決策效果的主要因素包括決策機構、決策流程和決策方法等三個方面。見下圖。

按照飛彈作戰使用流程,行動環節主要包括飛彈出庫、發射準備、自主飛行、突防與對抗、命中與毀傷等幾個子環節。見下圖。

博伊德給出了米格-15與F-86搏鬥的例子。米格-15在機動性、火力上均優於F-86,但信息處理不如F-86迅捷;F-86具有更廣闊的視野、更準確的判斷、更迅速的決策和更敏捷的行動,在作戰時比米格-15有更大的優勢獲勝。一言以蔽之,就是「以快吃慢」。

2.擴展式OODA

戰時除了傳統意義上的OODA環路決定作戰效能外,飛彈的生產則是另一個關鍵環節。飛彈生產周期的長短直接決定了戰時的武器補給,決定了「打仗的資格」,飛彈生產本質上也是一個OODA環路。因此,綜合考慮武器全壽命周期的時間鏈條,在產品使用OODA環前增加產品生產OODA環,形成廣義的OODA雙環,將飛彈製造環節分解為設計、投產、快產、總裝四個大環節。見下圖。

廣義OODA雙環原理

OODA因素分解

生產OODA環因素分解

(三)OODA功能與要求

OODA有如下功能要求:

需之即產,即根據作戰需求完成飛彈的快研快產;

召之即來,即快速準確獲得信息、快速判斷、快速決策,飛彈快速出庫、快速到達陣地;

來之能戰,即飛彈到達陣地後即能發射,「零」準備時間;

戰之必勝,即飛彈發射後能夠實現高效突防、智能作戰、有效毀傷。

針對下圖所示的OODA因素,進行交互模式的四大轉變。

影響OODA循環時間的因素及相互關係

一是由「串行」向「並行」的轉變,即將傳統按層級展開、串行推進的「OODA」閉環更改為在協作性信息環境中網絡化展開、並行推進的指揮控制模式;

二是由「人工」向「智能」的轉變,即依託飛彈智能化技術,將傳統的人工串行任務規划過程轉變為飛彈智能在線任務規划過程;

三是由「預先」向「實時」的轉變,即指揮控制實時進行,情報信息實時共享,飛彈實時反應,快速打擊;

四是由「繁雜」向「簡單」的轉變,即基於飛彈免測試、免維護技術,簡化傳統飛彈紛繁複雜的技術準備過程,實現召之即來。

(四)五性模型

通過開展OODA研究,細化分解飛彈全壽命周期各階段工作流程,梳理低效環節,明確改進方向,確定關鍵技術,可對飛彈武器系統作戰綜合效能帶來5個方面提高,概括為五性,如下圖所示。

快速性。大幅縮短OODA閉環時間,實現飛彈武器系統「需之即產、召之即來、來之能戰、戰之必勝」,提高作戰的快速性與突然性。

準確性。依據對戰場信息進行充分偵察和判斷,提高決策的效率和準確性,通過高精度末制導系統和人工智慧目標識別算法等手段,提高精確打擊能力。

覆蓋性。通過構建地面超視距雷達、空中預警機、天基衛星偵察系統等多樣化、全方位偵察體系,保證對戰場區域的覆蓋性,提供可靠的戰場信息。

自主性。提升飛彈智能化水平,實現飛彈作戰由「人工」向「智能」,由「預先」向「實時」的模式轉變。

經濟性。快速、準確打擊敵要害節點,以有限的飛彈消費、可控的戰爭規模,最大程度的摧毀和瓦解敵體系作戰能力和抗擊意志。

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