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【CICC原創(chuàng)】探指揮控制之基,尋學(xué)科發(fā)展之路
 學(xué)會

 

劉玉超 中國指揮與控制學(xué)會

為加快指揮控制學(xué)科建設(shè),構(gòu)建指揮控制人才培養(yǎng)體系,推進(jìn)指揮控制系統(tǒng)工程發(fā)展,將新質(zhì)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化為新質(zhì)戰(zhàn)斗力,近期再讀了維納的《控制論》(郝季仁譯)和托馬斯·瑞德的《機(jī)器崛起》(王曉、鄭心湖、王飛躍譯)兩部著作,學(xué)習(xí)了戴浩院士在《中國指揮與控制學(xué)會通訊》中的主編思語系列文章,參與了李德毅院士認(rèn)知物理學(xué)思想中關(guān)于機(jī)器認(rèn)知方面的多次討論,引發(fā)了幾點(diǎn)思考。

一、形而上的科技哲學(xué):賽博(Cybernetics)

指揮控制(Command and Control, C2)的科學(xué)起源,可以追溯到“賽博(Cybernetics)”。“賽博”一詞源自希臘語“Kybernetics”,原意為操縱、舵手,也有統(tǒng)治、治理的意思。維納的賽博控制論為大家所熟知,他也是控制科學(xué)和人工智能行為主義學(xué)派的創(chuàng)始人。其實(shí),“賽博”一詞最早是被法國物理學(xué)家安培在《論科學(xué)的哲學(xué)》(安培去世后1838年和1843年分兩卷出版)中采用,意思是國務(wù)管理(civil government),可以說屬于社會科學(xué)范疇。

1948年,維納在著作《Cybernetics:Or Control and Communication in the Animal and the Machine》中,把“賽博”擴(kuò)展到生物和機(jī)器領(lǐng)域,創(chuàng)立了“賽博”的科學(xué)思想體系,“控制”“反饋”“通信交互”是其核心,其創(chuàng)立過程離不開二戰(zhàn)中軍事需求牽引的技術(shù)探索和應(yīng)用研究,維納的很多創(chuàng)新靈感均來源于此。

1954年,錢學(xué)森在著作《Engineering Cybernetics》(中文譯為《工程控制論》)中,把“賽博”具象到“機(jī)械伺服系統(tǒng)”,形成了完整的控制理論方法,支撐了控制學(xué)科的建設(shè)發(fā)展,但其研究對象主要是機(jī)器,核心是“控制”和“反饋”。該著作的主要內(nèi)容是“控制理論(control theory)”,但著作標(biāo)題用的是“Cybernetics”,這造成了人們后續(xù)對“賽博”一詞理解的局限性。

維納“賽博思想”可以理解為形而上的科技哲學(xué),蘊(yùn)含豐富,內(nèi)容磅礴。維納著作的副標(biāo)題“或關(guān)于在動物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)”表明,“賽博思想”的出發(fā)點(diǎn)是把不同對象(機(jī)器和有機(jī)體)放在同一概念體系中研究,研究對象是從自然、社會、生物、人、工程、技術(shù)等對象中抽象出來的復(fù)雜系統(tǒng)。維納“賽博思想”融合了機(jī)器操縱控制、組織管理治理、生物神經(jīng)反饋和信息通信交互等不同領(lǐng)域中信息、噪聲、反饋、通信、控制、穩(wěn)態(tài)、目的論等概念要素,并提出了賽博的普遍性、智能性、非決定性和黑箱方法等四原則。因此,“賽博”不能簡單翻譯為“控制論”。

二、形而下的工程科學(xué):指揮控制(Command and Control)

指揮控制(C2)誕生于二戰(zhàn)后,既是作戰(zhàn)指揮中對系統(tǒng)精確、快速、高效運(yùn)作的需要,也是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步在軍事領(lǐng)域運(yùn)用的產(chǎn)物,“需求牽引+技術(shù)推動”催生了指揮控制科學(xué)與工程的萌芽。指揮控制的研究對象是包含人、機(jī)器在內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng),更能體現(xiàn)維納“賽博思想”的本意。中國指揮與控制學(xué)會名譽(yù)理事長戴浩院士對指揮控制有一個(gè)簡明扼要的定義:“為完成事先指定的任務(wù),綜合運(yùn)用多種技術(shù)、資源和一系列信息過程,對群體性社會事件或活動進(jìn)行快速協(xié)調(diào)、調(diào)度、管理或治理”。軍事作戰(zhàn)、社會治理、企業(yè)管理等系統(tǒng)運(yùn)行活動都如此。

半個(gè)多世紀(jì)以來,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,在信息化戰(zhàn)爭中逐步建立起完整的指揮控制系統(tǒng)工程方法,系統(tǒng)的技術(shù)特征也經(jīng)歷了單機(jī)結(jié)構(gòu)、局部聯(lián)網(wǎng)、綜合集成、一體化設(shè)計(jì);以平臺為中心、以網(wǎng)絡(luò)為中心、以數(shù)據(jù)為中心、面向服務(wù),以及信息化、智能化,體現(xiàn)了指揮控制的發(fā)展之路和發(fā)展方向。

黨的十八大以來,以習(xí)近平同志為核心的黨中央堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力。學(xué)科的持續(xù)發(fā)展需要人才梯隊(duì)的支撐,尤其是在當(dāng)前復(fù)雜性、不確定性環(huán)境日益加劇的背景下,對理技融合的復(fù)合型指揮控制人才需求也日益迫切。加快指揮控制學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng),擴(kuò)大指揮控制科學(xué)與工程的普及和推廣迫在眉睫,必須通過學(xué)科建設(shè)去引領(lǐng)指揮控制科學(xué)與工程的創(chuàng)新發(fā)展,通過人才培養(yǎng)體系建設(shè)來激發(fā)指揮控制新學(xué)術(shù)新觀點(diǎn)新技術(shù)新應(yīng)用的創(chuàng)新活力。

 

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圖1 “賽博”思想的演化

三、認(rèn)知的過程模型:指揮控制“OODA環(huán)”

沒有指揮的控制就失去了大腦的方向指引,沒有控制的指揮就失去了行動的閉環(huán)反饋,因此,指揮控制也可理解為一個(gè)“腦+端”的有機(jī)整體。20世紀(jì)70年代,美國空軍上校約翰·博伊德提出的“OODA環(huán)”,即觀察(Observation)-判斷(Orientation)-決策(Decision)-行動(Action),被稱為指揮控制經(jīng)典模型,體現(xiàn)的也是感知、認(rèn)知、行動一體化的閉環(huán)過程。從這個(gè)意義上講,一個(gè)人的“感官+大腦+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)+肢體行為”也是一個(gè)指揮控制過程。海灣戰(zhàn)爭后,隨著信息化戰(zhàn)爭的到來,通信(Communication)、計(jì)算(Computer)、情報(bào)(Intelligence)、監(jiān)視(Surveillance)、偵察(Reconnaissance)等信息技術(shù)賦能要素逐步融入,甚至融入了殺傷(Kill)的行動效能要素,從C2演變到C4KISR,指揮控制也成為涵蓋感知、認(rèn)知、行動、保障一體化的體系工程術(shù)語。

(一)多維度視角理解“OODA環(huán)”

博伊德是上世紀(jì)推動美國軍隊(duì)改革的幕后力量之一,對近現(xiàn)代西方世界軍事思想有著極為深刻和廣泛的影響。從空軍飛行員到軍事科學(xué)家,博伊德是一個(gè)有個(gè)性、特立獨(dú)行的學(xué)者,其對孫子、成吉思汗、毛澤東等東方軍事思想廣泛的涉獵,對科學(xué)、工程和技術(shù)有深刻的思考,最終在上世紀(jì)90年代完善了OODA環(huán)理論。“OODA環(huán)”是沖突對抗形式化的圖形表達(dá),描述作戰(zhàn)雙方在時(shí)間、物理空間、認(rèn)知空間的螺旋發(fā)展與對抗形態(tài)。

很多人不知道,早在1936年12月,毛澤東在陜北的抗日紅軍大學(xué)做“中國革命戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略問題”的演講中,就提到:指揮員的正確的部署來源于正確的決心,正確的決心來源于正確的判斷,正確的判斷來源于周到的和必要的偵察,和對于各種偵察材料的連貫起來的思索。毛主席的描述是目標(biāo)任務(wù)驅(qū)動逐步引出A、D、O、O各環(huán)節(jié)要素,這也許就是“OODA環(huán)”產(chǎn)生的思維方式。但是毛主席的這段話卻不能像“OODA環(huán)”一樣快速傳播,這也恰恰說明了“信息”和“知識”之間的差異,毛主席的知識隱藏在自然語言描述的信息里,而博伊德用形式化的“OODA”環(huán)表征知識,使知識得以顯性化、標(biāo)準(zhǔn)化,可以更好地理解和傳播。

“OODA環(huán)”反映的是體系綜合能力,四個(gè)環(huán)節(jié)演化周期越短,表明從發(fā)現(xiàn)到處置的響應(yīng)速度越快。

 

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圖2 “OODA環(huán)”示意圖

如圖2所示,我們從空間數(shù)據(jù)流視角看“OODA環(huán)”:今天大家都在說數(shù)字孿生、信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems,CPS),空間可以分為物理空間和賽博空間,“觀察”和“行動”就是兩個(gè)空間交界的活動。物理世界的變化一直在發(fā)生,這些變化可以理解為客觀存在的、未被感知到的隱性數(shù)據(jù)。“觀察”就是解決數(shù)據(jù)從隱性到顯性的問題,回答“現(xiàn)實(shí)中發(fā)生了什么”,這是數(shù)據(jù)鏈條的第一環(huán)節(jié);“判斷”也可以叫“態(tài)勢分析”“態(tài)勢研判”,就是要通過數(shù)據(jù)的處理、融合,形成態(tài)勢,這是數(shù)據(jù)到信息的過程,要回答“為什么會發(fā)生,接下來會怎么樣,趨勢是什么”;“決策”是從信息到知識,要回答“該怎么辦”。當(dāng)前隨著智能技術(shù)的發(fā)展,我們要充分利用專家經(jīng)驗(yàn)、機(jī)器智能、群體智能,從主觀思維決策到智能輔助決策,形成定性定量相結(jié)合的科學(xué)的認(rèn)知決策優(yōu)勢,這也是錢學(xué)森先生提出的“人機(jī)結(jié)合的綜合集成研討廳”思想;最后,“行動”就是讓決策知識變?yōu)樾袆又噶?,成為?yōu)化數(shù)據(jù),反饋到物理世界,完成數(shù)據(jù)優(yōu)化的閉環(huán)。

從機(jī)械化、信息化和智能化的視角看:機(jī)械化主要是延伸拓展了人類物理上的觀察和行動能力;信息化是在賽博空間延伸拓展人類對數(shù)據(jù)的計(jì)算分析和對工具的自動控制能力;智能化是要延伸拓展我們的認(rèn)知決策核心能力。

(二)“OODA環(huán)”詳解

“OODA環(huán)”是博伊德理論思想的濃縮,雖然形式簡潔,但其蘊(yùn)含的認(rèn)知模式機(jī)理卻是靈活的、深奧的。戰(zhàn)爭是不斷演進(jìn)的社會行為,博伊德運(yùn)用不同學(xué)科的理論方法交叉研究,不斷對知識進(jìn)行反復(fù)更新完善,并將“OODA環(huán)”拓展到科學(xué)、工程和技術(shù)方面,使之成為一個(gè)有機(jī)體。相對于封閉的理論模型,“OODA環(huán)”更是一個(gè)開放的認(rèn)知模型框架,也正是由于這種開放性,才讓其可以在不同的時(shí)期、不同的領(lǐng)域都得到進(jìn)化和適應(yīng)。

 

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圖3 博伊德 “OODA環(huán)”的形式化

如圖3所示,在“OODA環(huán)”中,觀察到判斷、判斷到?jīng)Q策、決策到行動、行動到觀察,三個(gè)前饋和一個(gè)反饋構(gòu)成了循環(huán),最容易理解。但是,還有一個(gè)前饋和三個(gè)反饋:

判斷→行動(Orientation→Action),判斷到行動的前饋,這是一種隱式指導(dǎo)與控制。在某些情況下不經(jīng)決策就可直接進(jìn)入行動。

判斷→觀察(Orientation→Observation),判斷到觀察的反饋。如果判斷有困難,要重回感知,可能一直陷入循環(huán),無法進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié),這是先知后覺的體現(xiàn)。

決策/假設(shè)→觀察(Decision/Hypothesis→Observation),決策/假設(shè)到觀察的反饋。如果根據(jù)現(xiàn)有觀察和判斷很難決策,需要重新觀察。

與環(huán)境的持續(xù)交互→觀察(Unfolding interaction with environment→Observation),環(huán)境交互的信息反饋。

博伊德在“OODA環(huán)”中強(qiáng)調(diào)了三個(gè)基本觀點(diǎn):

(1)沖突博弈雙方互相較量,看誰更快、更高質(zhì)量完成“觀察—判斷—決策—行動”的循環(huán)。雙方都從觀察開始,洞察自己、洞察環(huán)境和敵人?;谟^察,獲取相關(guān)外部信息,判斷感知到的威脅,及時(shí)調(diào)整系統(tǒng),做出應(yīng)對的決策,以快吃慢。

(2)OODA循環(huán)周期由沖突的規(guī)模決定,空戰(zhàn)常以秒殺,縮短我方“OODA環(huán)”的循環(huán)周期,延長敵方循環(huán)周期,切入敵環(huán)內(nèi)部,我快你慢,通過隱晦、詭計(jì)、奇兵、機(jī)動等手段,將敵方置于無力合作的孤島,隔絕敵方重心,制造猜疑、緊張、摩擦,控制戰(zhàn)斗節(jié)奏,最終癱瘓瓦解。雙方的“OODA環(huán)”都隨時(shí)間形成螺旋。

(3)判斷環(huán)節(jié)最為關(guān)鍵,如果不理解作戰(zhàn)使命,對戰(zhàn)場威脅判斷有誤,如何達(dá)成作戰(zhàn)目標(biāo)不明確,或者對于周圍的環(huán)境感知理解有誤,必然做出錯誤決策。

“OODA環(huán)”描述簡潔,內(nèi)涵豐富,很多學(xué)者從不同視角對其進(jìn)行解讀和研究,對于軍事研究,更需要明確聚焦使命任務(wù)。中國指揮與控制學(xué)會名譽(yù)理事長李德毅院士提出四個(gè)方面的理解:

(1)戰(zhàn)爭是一次次的沖突,多個(gè)戰(zhàn)斗離散組合成序列,成為戰(zhàn)役。關(guān)鍵的一場戰(zhàn)斗很可能就是一場戰(zhàn)役,關(guān)鍵的一場戰(zhàn)役很可能就是一場戰(zhàn)爭,無論是戰(zhàn)爭、戰(zhàn)役、戰(zhàn)斗,作戰(zhàn)雙方任何規(guī)模的作戰(zhàn)單元,都可以用一個(gè)有向的“OODA環(huán)”來形式化表達(dá)在時(shí)間、物理空間和認(rèn)知空間的活動,所以它有普適性。我們可以解讀為:戰(zhàn)場跨模態(tài)感知,任務(wù)導(dǎo)向、態(tài)勢判斷,決心和行動計(jì)劃,機(jī)動和軟/硬殺傷。

(2)判斷是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。未來戰(zhàn)場環(huán)境,參與作戰(zhàn)的要素越來越多,根據(jù)作戰(zhàn)使命對戰(zhàn)場態(tài)勢的實(shí)時(shí)感知和理解變得越來越困難。這個(gè)環(huán)節(jié)是指任務(wù)導(dǎo)向,聚焦態(tài)勢,判斷威脅,明確距離完成作戰(zhàn)使命的目標(biāo)還有多少差距。這是體系作戰(zhàn)中事關(guān)強(qiáng)弱的鏈條,敵我誰勝誰負(fù),常常就卡在“判斷”環(huán)節(jié)上。

(3)沖突是敵我雙方一個(gè)回合接著一個(gè)回合的對決,加快己方“OODA環(huán)”的形成,在作戰(zhàn)中占據(jù)主動,切入并阻滯敵方“OODA環(huán)”,使得敵方陷入局部小循環(huán)、死循環(huán),難以及時(shí)行動。每一個(gè)回合都是敵我雙方觀察、判斷、決策和行動四個(gè)周期組成的環(huán)與環(huán)的對抗,看誰能主動控制戰(zhàn)斗的節(jié)奏。似乎不應(yīng)該存在環(huán)環(huán)相扣等解讀。

(4)“OODA環(huán)”可以描述任意作戰(zhàn)單元的循環(huán),但不體現(xiàn)體系作戰(zhàn)情況下各作戰(zhàn)單元之間的層次關(guān)系、指揮關(guān)系和協(xié)同關(guān)系,支撐“OODA環(huán)”的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)不可或缺;博伊德對不確定性和認(rèn)知科學(xué)有深刻見地,但沒有關(guān)注腦科學(xué)和人工智能(AI)發(fā)展的影響。

(三)C2模型的演進(jìn)發(fā)展

目前,國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)提出了許多關(guān)于指揮控制過程的參考模型,如基于作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃的P-OODA模型、基于蘭徹斯特方程的信息戰(zhàn)簡化擴(kuò)展OODA模型、基于AI技術(shù)的OODA模型優(yōu)化框架、Agent化的OODA模型、基于網(wǎng)絡(luò)對抗的OODA-NetAD模型、SHOR(Stimulus Hypothesis Option Response)、HEAT(Headquarters Effectiveness Assessment Tool)、CECA(Critique Explore Compare Adapt)認(rèn)知模型,以及我國自主提出的PREA環(huán)(Planning-Readiness-Execution-Assessment)等模型。各類模型的具體分析可參考《2018-2019指揮與控制學(xué)科發(fā)展報(bào)告》(中國科學(xué)技術(shù)出版社,2020年)。

四、系統(tǒng)的組織模式:復(fù)雜系統(tǒng)的指揮控制

通常我們說的指揮控制研究,主要是針對復(fù)雜系統(tǒng)組織的群體行為。從組織模式的角度,Davis S.Alberts和Richard E.Hayes同北約研究小組一起提出了C2模式度量的三個(gè)維度:決策權(quán)分配、交互模式、信息的分發(fā)(如圖4所示)。按照這三個(gè)維度能力從集中式到分布式的程度,將C2分為五個(gè)等級,1級和2級分別是有沖突和消除沖突的C2,3級和4級分別是協(xié)同型和協(xié)作型的C2,最高級5級是邊緣型(連貫一致的、扁平的)C2。

 

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圖4 C2模式度量

例如:16個(gè)人分成4組,每組1名組長,3名組員,4人共享1個(gè)網(wǎng)站。沖突型任務(wù)分配是固定的,4個(gè)組之間無網(wǎng)絡(luò),沒有總負(fù)責(zé)人;消除沖突型每個(gè)組長還被指派了另外一個(gè)關(guān)注領(lǐng)域,他可與負(fù)責(zé)該領(lǐng)域的組長共享信息。兩個(gè)組長之間有點(diǎn)對點(diǎn)的聯(lián)絡(luò),通過信息共享來消除沖突(如圖5所示)。

 

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圖5沖突型和消除沖突型組織

如圖6所示,在協(xié)同型組織中,增加一名協(xié)調(diào)員,他可與4個(gè)組長共享信息,還有權(quán)訪問所有小組的網(wǎng)站,通過協(xié)調(diào)員與組長以及部分組長之間信息共享來實(shí)現(xiàn)協(xié)同;在協(xié)作型的中,協(xié)調(diào)員關(guān)注所有領(lǐng)域,各位組長都要關(guān)注其它三個(gè)領(lǐng)域問題,他可與其他組長共享信息,并可訪問所有網(wǎng)站,此外每組都有2名組員,各指派關(guān)注另外一個(gè)領(lǐng)域問題,并可跨組共享信息。這樣通過協(xié)調(diào)員、各組組長之間、各跨組組員之間共享信息實(shí)現(xiàn)合作。

 

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圖6 協(xié)作型和協(xié)同型組織

邊緣型組織由17名個(gè)體和4個(gè)領(lǐng)域網(wǎng)站構(gòu)成。任務(wù)分配是靈活的,他們可以分別或共同查明某一領(lǐng)域的問題。可以與其他所有個(gè)體共享信息,而且可以訪問所有網(wǎng)站。

 

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圖7 邊緣型組織

行動中C2的組織模式運(yùn)用要視具體情況和環(huán)境而定,能夠運(yùn)用不同的模式,識別選擇恰當(dāng)?shù)哪J?,必要時(shí)轉(zhuǎn)用另一種更合適的模式。有證據(jù)表明,如果集體達(dá)不到所需的最低的成熟度等級,將不能完成使命。

美國耶魯大學(xué)的皮爾洛教授從管理科學(xué)的角度將指揮控制組織模式分為類似的五類:全部集中指揮控制、集中指揮分布執(zhí)行、協(xié)同指揮控制、分散指揮控制(任務(wù)式)、無組織指揮控制(如表1所示)。

 

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皮爾洛分析對比了每一個(gè)指揮控制方法的優(yōu)缺點(diǎn),并指出,對于復(fù)雜不確定性系統(tǒng)而言,更適合分散指揮控制方式。這種分散指揮控制方式要做到全局信息共享和力量自同步,由全局共享信息引導(dǎo),各組織力量無須上級指令就可跟上全局節(jié)奏自主協(xié)同,基層組織創(chuàng)新性可以得到極大發(fā)揮。過去由于難以實(shí)現(xiàn)信息共享,所以只能由匯聚信息的指揮中心集中控制,但與此同時(shí),各種不確定性和交互摩擦也被集中起來,反而造成了更大的不確定性和阻礙。“去中心化”并不是信息化建設(shè)的初衷,但卻是技術(shù)進(jìn)步的趨勢,符合復(fù)雜系統(tǒng)不確定性規(guī)律,只有最清楚實(shí)際情況的人才能做出正確的決策。華為創(chuàng)始人任正非先生提出,未來的戰(zhàn)爭是“班長的戰(zhàn)爭”,由沖在一線的人決定勝負(fù),管理人員要當(dāng)好“少將連長”,既要有全局,又要在一線。在當(dāng)今的管理思維中,“云端賦能、力量到邊”的理念越來越清晰,自上而下的指揮管理體系向賦能體系轉(zhuǎn)變,將云端聚集的系統(tǒng)能力服務(wù)化,為一線、為邊緣、為端賦能,力量下沉。

在社會治理領(lǐng)域也是如此,根本上是要解決好社會、政府、市場之間的和諧關(guān)系,建立需求側(cè)、供給側(cè)、平臺側(cè)的生態(tài)圈體系工程(如圖8所示)。社會治理是黨建引領(lǐng)下“管理+自治”,“管理”要成為自上而下的賦能體系,注重統(tǒng)一規(guī)劃、智能決策、精準(zhǔn)賦能,實(shí)現(xiàn)力量到邊的效果;“自治”要成為自下而上的聚能體系,注重智能物聯(lián)、平臺交互、群體聚能,達(dá)到力量無邊的效果;“+”就是要通過共建、共享、共治的社會治理平臺,打通管理賦能生態(tài)圈和自治聚能生態(tài)圈,滿足人民美好生活需要,推動社會治理現(xiàn)代化,同時(shí)又支撐市場服務(wù)的模式創(chuàng)新,也就是建立優(yōu)政、惠民、興業(yè)的和諧三角關(guān)系,從場景、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和模式等四個(gè)方面,構(gòu)建指揮調(diào)度能力和服務(wù)運(yùn)營能力兩大能力體系。

 

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圖8 構(gòu)建社會治理“兩圈一平臺”

五、人機(jī)結(jié)合之路:智能指揮控制

上世紀(jì)九十年代,面對開放復(fù)雜系統(tǒng)問題,錢學(xué)森先生就創(chuàng)立了“綜合集成研討廳”思想,提出人機(jī)結(jié)合,把古今中外千億人的頭腦組織成一個(gè)偉大的思維體系——大成智慧工程(meta Synthetic Engineering)!今天隨著人工智能技術(shù)飛速發(fā)展,大成智慧工程已經(jīng)初具雛形。

(一)智能時(shí)代到來

近年來,以“大數(shù)據(jù)、大算力、大模型”為特征的生成式AI技術(shù)的發(fā)展日新月異,不僅是很多藍(lán)領(lǐng)的體力工作,即使白領(lǐng)的腦力工作也不再神秘,可以被機(jī)器替代。工業(yè)時(shí)代,泰勒發(fā)明計(jì)時(shí)秒表,實(shí)現(xiàn)了對體力工作的標(biāo)準(zhǔn)化科學(xué)管理,同時(shí)也產(chǎn)生了管理階層,也就是德魯克定義的知識型工作。今天,AI的內(nèi)容生成創(chuàng)作已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)寫郵件、演講稿、文案、報(bào)告、代碼開發(fā)、藝術(shù)創(chuàng)作等等,“想象力、創(chuàng)造力”一直是人類高級知識工作者引以為傲的稀缺資源,而如今白領(lǐng)的知識型管理工作也不再深不可測,步入“知識生產(chǎn)線”時(shí)代!

很多人說“未來是人工智能的時(shí)代”,這個(gè)說法并不準(zhǔn)確,應(yīng)該是“人機(jī)混合智能的時(shí)代”。李德毅院士提出,人工智能是人類智能的體外延伸,人類正是因?yàn)榘l(fā)明了各種各樣的工具、動力機(jī)器和智能機(jī)器,才獲得了對物質(zhì)世界的充分支配權(quán)。未來人類文明的發(fā)展,就是要讓人發(fā)揮人的智慧,機(jī)器發(fā)揮機(jī)器的智能,用碳基生命的智慧引導(dǎo)硅基機(jī)器的智能,不會讓它算計(jì)人類。計(jì)算機(jī)之父阿蘭·圖靈在“計(jì)算機(jī)械和智能”一文中說,“我既不貶低不能在選美競賽中有出色表現(xiàn)的機(jī)器,也不貶低同飛機(jī)賽跑失敗的人”。古代先哲、物理學(xué)開山鼻祖亞里士多德曾經(jīng)說過,奴隸是“有生命的工具”;2500年后的今天,人類努力創(chuàng)造的智能機(jī)器是“非生命的奴隸(助理)”,這正是生命的尊嚴(yán)所在,更是人類的智慧所在。

智能時(shí)代,機(jī)器可模擬人類能工巧匠的智能,一專多能或多專多能,也可彌補(bǔ)人在疲勞過度、情緒失控下的智能缺失,還可協(xié)同人類探索未知問題,相互啟迪,迭代積累,以潤物細(xì)無聲的柔軟,把人類從繁雜的體力、智力勞動中解放出來,從事更有創(chuàng)造力的工作。人類創(chuàng)造的智能機(jī)器融入環(huán)境,反過來促進(jìn)人類智能的發(fā)展,輔佐人類創(chuàng)造。人工智能成為人類智能發(fā)展的新生態(tài),通過人類智能和人工智能的融合迭代,“智能”將以超自然進(jìn)化的速度進(jìn)化發(fā)展。

(二)AI賦能C2的優(yōu)勢與局限

在指揮控制領(lǐng)域,隨著情報(bào)、監(jiān)視、偵察(ISR)感知手段的加強(qiáng),情報(bào)大數(shù)據(jù)指數(shù)級增長,但數(shù)據(jù)的增長速度和規(guī)模并沒有為情報(bào)分析工作帶來相匹配的改善。相反,信息量越來越大,消耗的資源越來越多,信息的繁雜干擾反而讓我們可能做出更差或者不正確的決策。情報(bào)大數(shù)據(jù)的價(jià)值判斷需要看其在生成感知態(tài)勢方面的作用,以及通過在正確的時(shí)間以正確格式提供給正確的人或系統(tǒng)來為決策提供信息的能力。當(dāng)前AI技術(shù)的發(fā)展為解決大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)提供了解決方案。深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非常適合解決大數(shù)據(jù)的各種潛在特征問題,同時(shí)無需人工干預(yù)的自學(xué)習(xí)能力可以接管許多大數(shù)據(jù)處理任務(wù)。將計(jì)算、存儲、搜索、統(tǒng)計(jì)、抽取、生成內(nèi)容初樣等工作交給AI,尤其是大模型技術(shù)發(fā)展迅速,機(jī)器開始聽得懂人話了,涌現(xiàn)出多任務(wù)能力,正在賦能各行各業(yè),生成式AI更是讓我們看到了AI的創(chuàng)造力。與人類認(rèn)知一樣,機(jī)器認(rèn)識也需要在不斷的交互過程中,逐步構(gòu)建、優(yōu)化豐富的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),才能進(jìn)而涌現(xiàn)出更多的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力。人與機(jī)器在交互中,教學(xué)相長,互相啟發(fā),各智其智,智智與共!

目前深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性使得AI運(yùn)行對人類來說是不透明的,存在被對手利用算法本身來傳播錯誤信息的隱患。同時(shí),由于不可信的數(shù)據(jù)和算法中的不正當(dāng)激勵,AI技術(shù)也很容易“學(xué)壞”。所有這些因素,都要求人類必須參與到指揮控制過程中,成為人工智能系統(tǒng)的監(jiān)督者。

(1)指揮控制的智能化過程需要“人在回路”,人機(jī)結(jié)合,提供任務(wù)驅(qū)動的目標(biāo)界定區(qū)分和相稱性的準(zhǔn)確評估能力(目前AI方法存在界定區(qū)分原則和相稱性原則挑戰(zhàn));

(2)多源數(shù)據(jù)融合,需要在多個(gè)數(shù)據(jù)源之間進(jìn)行數(shù)據(jù)比較與融合驗(yàn)證(避免單一數(shù)據(jù)源問題帶來的“偏見”或被操控的隱患);

(3)人員培訓(xùn),先進(jìn)的AI需要大數(shù)據(jù)、大算力,還需要熟練的技術(shù)人員作為支撐,尤其是業(yè)務(wù)系統(tǒng)分析師和操作人員需要接受AI系統(tǒng)及其應(yīng)用方面的大量培訓(xùn),需要增加對算法的了解,以能夠最好地利用AI的潛力,發(fā)現(xiàn)故障,避免AI“學(xué)壞”。

(4)人機(jī)界面設(shè)計(jì),提高智能決策的透明度,讓人類可以有效檢測、報(bào)警、提示、判斷和建議,對AI系統(tǒng)如何得出的結(jié)論有一定了解,對抗AI“黑盒子”的隱患。

(三)科技推動+需求牽引的創(chuàng)新發(fā)展

指揮控制科學(xué)發(fā)展是科技推動+需求牽引。海灣戰(zhàn)爭催生了以信息化為特征的世界性軍事變革,今天AI技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,將催生以智能化為特征的新軍事變革。新技術(shù)催生新裝備,新裝備使用帶來作戰(zhàn)方式的改變,這些新的作戰(zhàn)方式和方法積累到一定程度,進(jìn)而引發(fā)理論的變革,并最終導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)和體制機(jī)制的變革。近年來,美軍陸續(xù)推出“空海一體戰(zhàn)”“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”“決策中心戰(zhàn)”“馬賽克戰(zhàn)”“分布式作戰(zhàn)”“聯(lián)合全域作戰(zhàn)”等一系列新型作戰(zhàn)概念。今天,指揮控制所涉及的對象(人、裝備、設(shè)施、信息、時(shí)空、結(jié)構(gòu)等)都已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生深刻的變化,戰(zhàn)爭形態(tài)不再局限于傳統(tǒng)的軍事沖突,整個(gè)領(lǐng)域面臨著一場深刻的“范例轉(zhuǎn)移”式的大變革。創(chuàng)新發(fā)展指揮控制理論、方法和技術(shù),解決C4ISR中多學(xué)科交叉研究的創(chuàng)新問題,有效開發(fā)軍地信息資源,提高指揮控制的敏捷性,已成為當(dāng)前推進(jìn)軍事變革、應(yīng)對不確定性挑戰(zhàn)關(guān)鍵路徑上最重要和迫切的任務(wù)。

(四)未來指揮控制能力

適逢百年未有之大變局,國際形勢風(fēng)云變幻,復(fù)雜性和不確定性成為當(dāng)今時(shí)代的主要特征,開放交叉、多學(xué)科融合的復(fù)雜理論時(shí)代拉開了帷幕。隨著科學(xué)技術(shù)與社會相互作用的不斷加強(qiáng),政治、經(jīng)濟(jì)、文化等因素圍繞著科學(xué)技術(shù)交互作用衍生出更多不確定性,科學(xué)困境演化為決策困境。被譽(yù)為“愛因斯坦之后最杰出的科學(xué)思想家”的英國理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金在2000年就曾說到,“處理各種復(fù)雜系統(tǒng)將是21世紀(jì)理論科學(xué)面臨的主要任務(wù)”。面對日益增長的非連續(xù)性的復(fù)雜環(huán)境變化,將人工智能(算力、算法、數(shù)據(jù))與人類智慧(想象力、創(chuàng)造力)兩者有機(jī)結(jié)合,運(yùn)用集體智慧提高應(yīng)變和創(chuàng)新能力,正是指揮控制科學(xué)發(fā)展的時(shí)代使命。

從戰(zhàn)略發(fā)展和轉(zhuǎn)型變革的視角看,未來指揮控制能力的預(yù)期目的是從戰(zhàn)術(shù)層面到戰(zhàn)略層面更快、更好地做出決策。一項(xiàng)新技術(shù)本身并不能為復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境中的指揮控制提供全面的解決方案,要想真正實(shí)現(xiàn)顛覆性,新技術(shù)或新能力必須起到催化劑作用,在應(yīng)用中取得顯著效果,才能刺激產(chǎn)生所期望的變化。未來指揮控制能力要充當(dāng)推動根本性變革的催化劑,不能強(qiáng)迫變革。轉(zhuǎn)型變革是一項(xiàng)長期投資,給組織的人員、生存和學(xué)習(xí)帶來透明度和包容性兩方面的問題。人們往往討厭變革,但如果一開始就讓他們切實(shí)獲得充分的信息和支持,并了解他們的任務(wù)在何處與變革融為一體,他們就會支持變革。透明度和包容性是實(shí)現(xiàn)變革和避免阻力的關(guān)鍵原則。決策層必須知道如何在一個(gè)組織內(nèi)加強(qiáng)透明度(在所有層面強(qiáng)化期望的結(jié)束狀態(tài))和包容性(風(fēng)險(xiǎn)和錯誤是可以接受的)。

面對復(fù)雜性科學(xué)與工程問題,不存在一勞永逸的解決方案。新問題、新發(fā)展,需要我們?nèi)ゲ粩嗟刂匦抡J(rèn)識指揮控制的元素、過程與對象。當(dāng)前階段,本質(zhì)問題是如何應(yīng)對復(fù)雜系統(tǒng)所面臨的不確定性(Uncertainty)、多樣性(Diversity)和復(fù)雜性(Complexity)。美國CCRP(Command and Control Research Program)提出的針對特定任務(wù)和使命的敏捷、聚焦、匯聚(Agility, Focus, and Convergence, AFC)是未來指揮控制的核心。“聚焦”就是心往一處想,“匯聚”就是力往一處使,更加強(qiáng)調(diào)敏捷性!在創(chuàng)建共同理解的基礎(chǔ)上,根據(jù)目標(biāo)、威脅和環(huán)境確定因素,快速選擇合理的解決方案,靈活改變決策權(quán)、交互模式和信息分發(fā)的能力,實(shí)現(xiàn)應(yīng)對復(fù)雜不確定性的跨域敏捷有效的指揮控制。

六、總結(jié)

學(xué)科建設(shè)是中國指揮與控制學(xué)會成立和發(fā)展的基礎(chǔ)。學(xué)會的成立經(jīng)歷了從工程實(shí)踐到科學(xué)凝練,到學(xué)科設(shè)立的過程。學(xué)會的創(chuàng)會秘書長、已故的秦繼榮先生持之以恒、不懈努力,聯(lián)合業(yè)界同仁們,在李德毅院士、戴浩院士、費(fèi)愛國院士等院士專家們的大力支持下,2009年將指揮與控制系統(tǒng)工程寫入國家《學(xué)科分類與代碼》標(biāo)準(zhǔn),為學(xué)會成立提供了必要的支撐。

歷史照亮未來,我們需要清楚從哪里來,更要思考到哪里去。如何構(gòu)建指揮控制領(lǐng)域的學(xué)科體系、學(xué)術(shù)體系和話語體系?學(xué)科如何建設(shè)?人才如何培養(yǎng)?學(xué)會工作如何更好支撐我國指揮控制事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展?這些都需要我們不斷思考和探索。期待指揮控制領(lǐng)域同仁們的廣泛參與,繼承和發(fā)揚(yáng)前輩們?yōu)橹笓]控制事業(yè)發(fā)展奉獻(xiàn)青春的精神,貢獻(xiàn)自己的智慧和力量,迎接智能指揮控制新時(shí)代!

(《中國指揮與控制學(xué)會通訊》編輯部供稿)