根據(jù)美國海軍未來艦隊(duì)發(fā)展計(jì)劃，未來30年，美國海軍將大力發(fā)展海上無人系統(tǒng)，并重點(diǎn)瞄準(zhǔn)這類系統(tǒng)發(fā)展數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。但是，美海軍海上無人系統(tǒng)在成本預(yù)算、戰(zhàn)略目標(biāo)、組織管理及原型開發(fā)方法等方面，目前還存在著一系列問題。2022年4月，美國政府問責(zé)局（GAO）發(fā)布最新評估報(bào)告，對這些問題進(jìn)行了評估。
一、海上無人系統(tǒng)主要項(xiàng)目
（1）主要項(xiàng)目
美國海軍正在開發(fā)六類大型海上無人系統(tǒng)原型。其中四類由海軍采辦組織即“海上無人系統(tǒng)辦公室下無人和小型戰(zhàn)斗系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室”（PEO USC）發(fā)起。另外兩類原型由國防部科技機(jī)構(gòu)組織發(fā)起，包括DARPA、國防部長戰(zhàn)略能力辦公室和海軍研究辦公室。目前，這兩類原型開發(fā)工作也已移交給PEO USC。
海上獵人/海鷹（Sea Hunter/Seahawk） 中排量無人水面艦艇
發(fā)起機(jī)構(gòu)：DARPA/海軍研究辦公室
重要事件：
·2018 年 6 月，帶有偵察載荷的海軍演習(xí)
·2020 年 9 月，先進(jìn)自主性和感知能力演習(xí)
·2021 年 4 月，秘密有效載荷演習(xí)
原型數(shù)量：已交付2艘，計(jì)劃中0艘
潛在任務(wù)：支持中型無人水面艦艇（MUSV）和大型無人水面艦艇（LUSV）開發(fā)
霸王無人水面艦艇（Overlord Unmanned Surface Vessel）
發(fā)起機(jī)構(gòu)：國防部戰(zhàn)略能力辦公室/海上無人系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室
重要事件：
·2020年10月和2021年4月，對兩種可用原型開展從墨西哥灣沿岸地區(qū)到西海岸的自主運(yùn)輸演習(xí)
·2020年12月，電子戰(zhàn)有效載荷海軍演習(xí)
原型數(shù)量：已交付2艘，另有2艘計(jì)劃2023財(cái)年交付
潛在任務(wù)：支持中型無人水面艦艇（MUSV）和大型無人水面艦艇（LUSV）開發(fā)
大型無人水面艦艇（LUSV）
發(fā)起機(jī)構(gòu)：海上無人系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室
重要事件：
·2019 年 9 月，海軍授出價(jià)值 4200 萬美元的六項(xiàng)概念設(shè)計(jì)研究
·根據(jù)2021財(cái)年預(yù)算，海軍決定推遲采購
原型數(shù)量：交付0艘，打算將開發(fā)計(jì)劃變更為主要能力采購
潛在任務(wù)：海上作戰(zhàn)
中型無人水面艦艇（MUSV）
發(fā)起機(jī)構(gòu)：海上無人系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室
重要事件：
·2019 年 7 月，海軍授予 L3 Harris 公司價(jià)值 3500 萬美元的制造合同，預(yù)計(jì)在 2023 財(cái)年第二季度交付
原型數(shù)量：交付0艘，已定計(jì)劃開發(fā)2艘，在擬合同7艘
潛在任務(wù)：具有可互換有效載荷，任務(wù)多功能艦艇，可執(zhí)行監(jiān)視和電子戰(zhàn)任務(wù) target drone
“逆戟鯨”超大型無人水下航行器 (XLUUV)
發(fā)起機(jī)構(gòu)：海上無人系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室
重要事件：
·2017年3月，海軍授予波音公司一份價(jià)值2.74億美元的合同
·因持續(xù)的生產(chǎn)問題，第一艘XLUUV的交付將延遲21個(gè)月至2022年9月完成
原型數(shù)量：已交付0艘，5艘在建，在擬合同4艘，打算將開發(fā)計(jì)劃變更為主要能力采購
潛在任務(wù)：用于海底戰(zhàn)爭的模塊化有效載荷
（2）美國海軍對海上無人系統(tǒng)的研究情況
海上無人系統(tǒng)是美國海軍艦隊(duì)現(xiàn)代化方案的一個(gè)重要組成。美國海軍曾開展了一系列研究認(rèn)為，海軍未來艦隊(duì)通過海上無人系統(tǒng)應(yīng)對當(dāng)前和預(yù)期的威脅至關(guān)重要。
2020年，美國國防部和海軍研究了不同的艦隊(duì)現(xiàn)代化方案，以應(yīng)對海上環(huán)境中來自對手的日益激烈的競爭。美國海軍將艦隊(duì)運(yùn)營商與情報(bào)和采辦界聚集在一起，在規(guī)定的預(yù)算限制范圍內(nèi)，分析未來作戰(zhàn)備用艦隊(duì)部隊(duì)結(jié)構(gòu)，這其中包含了不同級別的海上無人系統(tǒng)。在此之后，在2021年3月，海軍發(fā)布了一個(gè)無人作戰(zhàn)框架。該框架要求開發(fā)和部署一系列無人系統(tǒng)，以補(bǔ)充海軍現(xiàn)有艦隊(duì)，并強(qiáng)調(diào)了海上無人系統(tǒng)將在海軍未來能力中發(fā)揮重要作用，描述了通過使用空中和海上系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)來開發(fā)和改進(jìn)海上無人系統(tǒng)的戰(zhàn)略。此外，海軍還在框架中強(qiáng)調(diào)了海上無人系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可承受性。
通過研究，海軍確定，海上無人系統(tǒng)可以通過提高載人艦船的能力或獨(dú)立操作而解決能力差距。例如，海軍認(rèn)為LUSV系統(tǒng)的最初任務(wù)是通過提供更多的導(dǎo)彈能力來打擊敵艦，從而增強(qiáng)載人水面艦艇的能力。MUSV可以通過提供更低成本和更易消耗的艦船來增強(qiáng)水面艦隊(duì)的情報(bào)、監(jiān)視、偵察和電子戰(zhàn)能力。
盡管海上無人系統(tǒng)最終可能有潛力執(zhí)行各種不同的任務(wù)，但海軍的重點(diǎn)是利用盡可能少的技術(shù)開發(fā)滿足既定任務(wù)的初始要求。
對于XLUUV，海軍計(jì)劃最初將其設(shè)計(jì)為一種自主、長航時(shí)、碼頭發(fā)射型水下無人系統(tǒng)（UUV），用于輸送如水雷這樣的有效載荷。
此外，海軍計(jì)劃讓LDUUV成為一種長航時(shí)、多任務(wù)水下無人系統(tǒng)，可使用模塊化和可重新配置的有效載荷來提高海軍的載人潛艇的態(tài)勢感知能力。
在對這些系統(tǒng)的能力分析方面，海軍的進(jìn)度不一。目前，美國海軍根據(jù)2021國防授權(quán)法案，已啟動了針對LUSV的備選方案的進(jìn)攻性地面火力分析。而針對XLUUV和LDUUV系統(tǒng)對潛艇艦隊(duì)的潛在能力影響，海軍尚未啟動任何分析。按照計(jì)劃，在原型交付后，將在2024年完成對XLUUV的軍事效用評估。目前，海軍和國防部的成本評估和項(xiàng)目評估辦公室仍在對未來艦隊(duì)的組成進(jìn)行評估。
二、自主能力和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施
美國海軍計(jì)劃采購一種數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，并通過逐步增強(qiáng)其人工智能能力，使這種數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施能夠自主操作海上無人系統(tǒng)。國防部和海軍官員將“自主”描述為“運(yùn)動中”的人工智能，其中自主是通過使用通信、感知和數(shù)據(jù)管理等多種能力實(shí)現(xiàn)的一系列行為，例如避障行為。根據(jù)海軍官員的說法，為了開發(fā)無人系統(tǒng)自主能力，海軍將需要專門的工具、技術(shù)和計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，例如：
· 可用于仿真的軟件模型
· 自主軟件開發(fā)過程和任務(wù)規(guī)劃
· 具有分析和機(jī)器學(xué)習(xí)功能的大型數(shù)據(jù)存儲庫
· 以及商用軟件和技術(shù)，可快速購買并集成到海軍系統(tǒng)中。
為了推進(jìn)該領(lǐng)域的這些發(fā)展，美國海軍正在建立稱為“海上無人自主體系架構(gòu)”的一套自主功能軟件開發(fā)規(guī)則。該體系架構(gòu)旨在確保海軍軟件與多個(gè)承包商提供的其他軟件、無人系統(tǒng)和有效載荷兼容。此外，海軍計(jì)劃建立自主集成實(shí)驗(yàn)室，旨在支持承包商自主功能軟件的測試和開發(fā)。根據(jù)海上無人系統(tǒng)辦公室稱，美國海軍計(jì)劃利用該實(shí)驗(yàn)室快速更新軟件，并在對水下的物理原型進(jìn)行測試之前，對無人系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真模擬。根據(jù)海軍官員的說法，在2022財(cái)年，海軍計(jì)劃開始將第一批無人系統(tǒng)“霸王無人水面艦艇”集成到快速自主集成實(shí)驗(yàn)室軟件開發(fā)過程中。
三、采購計(jì)劃及成本預(yù)算評估
海軍在其艦船研制計(jì)劃中對海上無人系統(tǒng)的列支達(dá)43億美元。但據(jù)GAO審查評估認(rèn)為，該投資計(jì)劃低估了與開發(fā)這些系統(tǒng)相關(guān)的一些成本，即沒有考慮所有成本，尤其是沒有考慮運(yùn)營和維護(hù)成本，以及所需的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施成本。
（1）采購計(jì)劃
2020年12月，海軍發(fā)布了一份30年艦船制造計(jì)劃，指出到2045年將采購143艘海上無人系統(tǒng)和403艘有人系統(tǒng)。而在未來5年，海軍計(jì)劃花費(fèi)43億美元采購21艘海上無人系統(tǒng)，其中2022財(cái)年計(jì)劃5.81億美元。根據(jù)該建造計(jì)劃，按照2021年幣值計(jì)算，未來30年，海軍計(jì)劃平均每年要投入341億美元采購海上無人和有人系統(tǒng)。其中，海上無人系統(tǒng)（不包括數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施）平均每年采購費(fèi)12億美元，占比4%，有人系統(tǒng)平均每年采購費(fèi)329億美元，占比96%。該建造計(jì)劃的平均每年采購費(fèi)比海軍過去5年的平均采購費(fèi)高出50%。
2021年6月，海軍又發(fā)布了一份造船計(jì)劃，以配合其2022財(cái)年預(yù)算請求，但該計(jì)劃僅涵蓋2022財(cái)年預(yù)算，而非30年預(yù)測。但是，海軍2021年6月的造船計(jì)劃對海上無人系統(tǒng)重要性的認(rèn)識與2020年12月計(jì)劃一致。
（2）成本預(yù)算的缺失
GAO以2020年12月計(jì)劃為基礎(chǔ)，對海軍海上無人系統(tǒng)成本投資預(yù)算進(jìn)行了審查。根據(jù)GAO審查結(jié)果認(rèn)為，美海軍海上無人系統(tǒng)投資預(yù)算缺少兩方面：1）運(yùn)營和維護(hù)成本；2）所需數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的成本。
而根據(jù)《美國法典》第231條第10條，年度造船計(jì)劃必須包括每艘船舶的預(yù)計(jì)運(yùn)營和維護(hù)成本。因此，GAO審查認(rèn)為，在不了解運(yùn)營和維護(hù)成本的情況下，海軍無法全面評估海上無人系統(tǒng)的可承受性。海軍2020年12月的造船計(jì)劃指出，海上無人系統(tǒng)沒有足夠的成熟度和保真度，無法模擬運(yùn)營和維護(hù)成本。因此這些成本的估算需要隨著時(shí)間的推移進(jìn)行細(xì)化。此外，美國海軍對海上無人系統(tǒng)的運(yùn)營人力和所需設(shè)施還沒有明確的評估結(jié)論。
海軍的43億美元預(yù)算也不包括數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)成本。根據(jù)海軍的初始原型設(shè)計(jì)計(jì)劃，開發(fā)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，包括快速自主集成實(shí)驗(yàn)室（Autonomy Integration Lab），將需要進(jìn)行比造船項(xiàng)目更大的軟件開發(fā)工作。根據(jù)海軍研究、開發(fā)和采辦辦公室一位高級海軍官員的說法，目前數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施仍在開發(fā)中，預(yù)計(jì)將達(dá)到數(shù)十億美元。目前海軍已經(jīng)為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施提供了2.93億美元預(yù)算。即將提交的2023財(cái)年預(yù)算，預(yù)計(jì)將為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施提供更多資金。
四、未來發(fā)展情況
海軍戰(zhàn)略規(guī)劃對投資海上無人系統(tǒng)的必要性進(jìn)行了審查，但也僅是剛剛開始評估它們對現(xiàn)有造船計(jì)劃的影響。根據(jù)GAO的審查認(rèn)為，美國海軍在海上無人系統(tǒng)發(fā)展方面，在戰(zhàn)略目標(biāo)定位、投資風(fēng)險(xiǎn)管理、項(xiàng)目管理組織機(jī)構(gòu)以及利益相關(guān)者責(zé)任分工等方面還都存在著不完善的問題。在原型開發(fā)方法和時(shí)間進(jìn)度等方面也存在著一系列問題?？傊?，美國海軍的海上無人系統(tǒng)發(fā)展還存在著一系列延期或計(jì)劃變更的不確定性因素。
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