How to maintain and support the capability of programmable electronics in post-modern armed forces?

How to maintain and support the capability of programmable electronics in post-modern armed forces?

1 Introduction

Programmable electronics proliferate the space of military operations. In post-modern operations information is an asset like men, material, will and competence. With right information processing one can multiply the effect of other assets. Within some current weapon systems over 60 % of their capability and price is based on programming and applications. IC -technology is spreading through out the post-modern force many times more than assault rifle did after the end of WW II. Consumer electronic industry and mass markets have made even military electronics and devices disposable or short lived, but programs are being updated, reconfigured, integrated and repaired with life-cycle extending ten´s of years.



In this writing programmable electronics means any type of processor or circuit that is executing an application in order to process information. Programmable electronics may be networked or standalone, within ICT -systems or embedded, COTS, GOTS or MOTS products. Any program may include errors or circuits in executing an application may end up in illogical status and start behaving in an unintended way. Programs and applications are reconfigurable and reprogrammable either as bigger structure or as small object or service.



Programmable electronics can be found for example in war heads, small arms sights, positioning and surveillance equipment, vehicles on ground, in water or in air, containers, all weapon platforms, fire control systems, intelligence technology, ICT -technology, automated systems, soldiers protective clothing, etc. With system of systems concept all these subsystems integrate into one coherent system that can yield bigger force than the sum of its parts.

2 Capability of system of systems is in information and programs

A modern combat system consists of sub-systems like weapons, sensors, soldiers, procedures, logistics, management and leadership. All these components are programmed and trained to create an effective fighting team – a system of systems with emergence of new capabilities. There is a greater trend of evolution where organism or society is more capable to adjust and survive in change with collaboration, specialization and creating bigger entities from smaller units. At some level of integration an emergence of totally new kind of capabilities is observed.¹ This is to be seen, if one studies evolution of military armament from system approach.²



Information and its sharing is one important enabler for system integration. Civilian sector has evolved and improved its productivity from early industrialization times with information sharing and processing. Paper mills and steel factories of today with extended chains of subcontractors are live example of integrated systems with new capabilities. Similar ecosystems can be found in finance (with surprising interdependencies between hubs), retail chains and production facilities (WallMart being one of the most famous) and global logistics networks (1-4 levels of different value adding roles in global supply chain).



Information and programming is enabling combat system also at subsystem level to new capabilities. U.S. Army is planning to utilize new capabilities of XM25 (target sensing detonator), XM2010 sniper rifle with 1 200 m range, Squad Mission Support System with autopiloted ATV, HULC (lower-body, electro-hydraulically-powered exoskeleton) or flying hummer.³ These component capabilities may enable unforeseeable capabilities after integration to larger systems. Those new capabilities may be strategical or operational advantage over other forces. In commercial world these are called disruptive innovations.

3 Programmability enables new capabilities but require special maintenance and development

Complexity is increasing in one component or subsystem, when specialized hardware (HW) and layers of software (SW) elements are integrated for better capability. Most often new military systems include mass products from other mainstreams like consumer electronics (game graphics, GPS -circuits, 3D -graphic accelerators), automation technology (sensors and buses), automobile industry (Vehicle Area Network or CAN), ICT -industry (operating systems, databases, general applications), health industry (pulse and body monitoring, telemedicine), logistics (intelligent packaging and transportation robots) or information queried from other public agencies (geography, weather, population, civil events). These features are combined with military components and configured for military purposes. Having a military system constructed with these subcomponents that have different lifecycles, update rates and vulnerabilities is challenging for maintenance and development organisations. When these complicated subsystems are networked to create first weapon systems and further combat system of systems, both their strength and weaknesses are combined. Maintenance must keep weaknesses at bay not to be exploited by opponent and strengths interoperable with other systems to maintain the leverage and emergence.

A network is different to maintain than a monolithic system

One can find following challenges in maintaining such interdependent system of myriad subcomponents⁴:

• commercial software requires daily testing and updating of virus fingerprint files to be able to resist possible malware coming with imported files or information from Internet
• commercial operating systems like Microsoft Windows requires monthly repair or update to patch discovered malfunctions and weaknesses
• generally used applications require quarterly updates to get rid of discovered malfunctions
• military applications may require annual update but they must be adapted to other changes of their platform and environment
• consumer electronic products are produced and marketed within weeks or months, so after the purchase, similar supplements are hard to find within the rest 5 years of capability lifecycle
• enterprise ICT -hardware products are produced within maximum of 18 months period so one has to procure substitutive devices following manufacturing cycles
• military hardware includes many civilian components so their sustaining features requires provider to buy a stock of components which inclines unit prices although total cost of ownership may be more efficient.
• Users may be rotated every 6 months in operation and conscript training where as professional soldiers may serve many years in same role
• Changes of Man-Machine-Interface is to be trained to users otherwise readiness is degrading. Standing armies do not have major problems but reserve armies continuation training or rotation cycle is shortened unless MMI is mimicking generally used interface
• Standing armies are using equipment all the time so wear and harsh environment will create losses between 4 – 7% of fleet annually
• Training new soldiers is even more consuming due mishandling and ignorance. Losses may reach up to 15% annually.
• Reserve troops programmable system of systems cannot be stored like piece of artillery, but in warm storage and online to be able to update stored systems and maintain compatibility with used systems
• post-modern battlefield or space of operation is more lethal than before so 20 – 40 % weekly losses may be anticipated in intensive combat. This requires combat service support to supply hardware with continuous flow and compatible with other parts of system.
• Within digitalized and programmable battalion task force combat system of systems at least one subcomponent is chancing weekly thus requiring either reconfiguration or integration of whole system.

To manage thousands of changes during an year, to distribute files or parts of programs daily, to configure and maintain availability weekly and to supplement hardware losses monthly, requires different maintenance and supply system than previous forces. Changes, born from variety of sources, must be integrated and tested:

1. technically at system level,
2. technically and operationally at system of system level and
3. again system of systems must be tested with vigorous field testing to minimize risks for safety.

Military logistics and service support must adapt best practices of civilian service production

This requires military force to adapt Information Technology Service Management (ITSM), which is ICT -industry⁵ best practice for supply chain management (SCM) and enterprise resource management (ERP).⁶ With evolving ITSM maturity, organisation can adapt ITIL, COBIT, SPSPR or eTOM processes or business frameworks.



With maturing ITIL -processes and COBIT -practices within eTOM -business framework, a military service provider can build supply chain management i.e. logistics, that enable specialization, networking and cost-effective service production while maintaining agility and sustainability during crises situations. Operational agility is gained by clustering providers as nodes, by having parallel options for production and by coaching providers to learn faster from chains experiences. This requires Lean⁷ -production in which customer, user or supported is driving the value of entire chain and optimizing the support with continuous improvements.



Understanding the complex and continuously changing combat system of systems, requires system engineering view with architectural framework. In this understanding combat capabilities and procedures are combined with information and technical structures and human users forming intertwined structure and sometimes non-linear system. Architecture should be followed with modelling and simulation as far as possible to understand major interdependencies and to find possible non-linearities before commencing the production. Modelling and simulation is a definite requirement to understand software defined systems (like Software Defined Radio, Software Defined Network and Virtualized infrastructures) operation and integration requirements.



Component level production and testing may follow traditional Waterfall development and testing defined by CMMI, but as software development gets more agile, more test-driven programming is deployed and changes are better managed within programming sprints. System of systems change approval requires small world Alpha and Beta testing. Alpha -testing should be carried out in a separate miniature combat system of systems, where partly in laboratory and partly semi-field conditions each component is presented. This may be called as integration or reference tests for system of systems. Beta -testing is following a successful Alpha -test with pilot unit of real world users, maintenance and administrators. This is again a small world test, but together with simulation testing and Alpha -testing they assure that a manageable level of risk may be approached before Change Advisory Board makes decision to field a change or increment of new capability following the ITIL -service support processes. Lean -development should be utilized with every feedback. Even previously fielded increments of capability should be retested again in Alpha-environment, monitored in big world and user feedback should be collected to further improve the entity of combat system of systems.

4 If programmable electronics require continuous maintenance and testing procedures, why not use those also for development of combat system of systems

As previous chapter did describe, an agile maintenance and sustaining system for delivering changes of configuration, updates of software, supplements of hardware or bytes of new information, one may harness these procedures also to deliver new capabilities by investment programs. Since post-modern combat system of systems is not to be purchased readily from any shelf, but sub-systems may be both COTS, GOTS and MOTS⁸ products. There may be hard to find a single company that can be burdened with integration responsibility. This requires a new methodology for Military system providers to manage development programs as supply- or ITSM -chain. eTOM -telecommunication industry business model offers usable framework for this kind of methodology. ITSM -model includes customer driven capability development and eTOM -defines a structure for more strategic development with both shareholder and stakeholder views. This development is not only product or service oriented, but considers also the development of the capability of entire supply chain. Thus Military is having a status of network hub for military capabilities development and sustainment.

Spiralling is the method to develop intertwined system and seek for emerging capabilities
The combat system of systems is an organism that is improved with increments and seldom all by once. Thus investing development suites to agile maintenance procedures and gains from its vigorous testing and configuration management process. Development programs must include all lines of operation of combat capability (Doctrine, Organization, Training, Material, Leadership and Learning, Personnel, Facilities, Information and Integration) because of their intertwined nature in military force. The spiral development method has proved to be most effective way to develop capability increments and field them through series of tests followed by adjustments that are driven by feedback from each phase of testing. The spiral development and DOTMLPFII -capability building is elaborated further in an other article.⁹



Combining maintenance improvements by Lean -development and capability investments by spiral development, organization is coping better with continuous changes and is able to try and learn new ways of executing their tasks. This strategical agility supports the sustainment of emergence and keeps one ahead of his adversaries. There is a major advantage, if one party can improve his force twice a year, when other party is able to update force only every 5-10 years. This advantage is found also in post-modern industry or customer driven commerce.

5 If one can update a combat system of systems once a day for maintenance reasons, what can be achieved if frequent reprogramming or reconfiguration is introduced in operations

As the space of operation is widening into new spheres like cyberspace, there are:

• fewer soldiers to monitor events,
• numerous automatic sensors and unmanned platforms that are substituting human beings,
• more surprises since “clean fighting” is rare and most of the operations are conducted amongst people
• more stake holders to be taken into account. ¹⁰

In a more complex space of operations fighting following only one kind of tactics may end up with unintended results. A Force, that is projecting power, must be agile to be fitted into an operation, to be able to identify lessons and learn to adjust standard operational procedures according to needs of situations. When soldiers have to change or adjust their Rules of Engagement (RoE) or Standard Operational Procedures (SOP) so should their whole combat system of systems. In order to do this machines of war must understand human information and ontology. They must adapt to changes of battle field with reprogramming and distribution of altered applications.¹¹

Reprogrammable system of system can be educated to new procedures or understanding during operation, if maintenance structure is enabling the following functions:

• All configurable items (sub systems) are connected to delivery system within reasonable window of upgrade. This is to maintain interoperability within system and to enable agility for troop establishment during fighting.
• There is a change management that is aware of situation to balance requirements for change with requirements for availability.
• There is test procedures and A – B -test environments to verify each iteration in small world conditions and interoperability requirements.
• There is a structured way to develop capability of the system of systems with small iterations and not only by monolithic update procedures.

The combat system of system can learn new things overnight, if:

• programming is following the basic principles of Resource Description Framework (RDF) and information is modelled utilizing Knowledge Models with many layers of Ontology abstraction,
• managing applications and information like services calling them on demand with Simple Object Access Protocol (SOAP),
• constructing of user interfaces is following the portable method of HTML 5,
• all applications are using virtual structures to run on. Not on particular Operating System, which is tailored to a defined hardware,
• development is orchestrated using Scrum -method to enable iterative programming within short time frames.

Men and Machines can learn new things and procedures over night

This ability of troops and their combat system of systems to learn new things enables them together achieve something that Napoleon utilized when riding through his troop in the night before main engagement to give last advice and changes of his plan of operations. Now the whole force (men and machines) is able to embrace new things over night. This opens new possibilities to more initiative commanders since continuing emergency also introduces more possibilities to utilize own capabilities (like German general staff officers did in last phases of II WW). To be able to commence synchronized changes is one approach of capability development. Another approach is troops ability to team up with each other and develop a particular way of fighting most suitable for them. This supports human ability to improve team work with training, interaction and proximity, which is a strategic advantage for most team sports.

6 Programmable capabilities create new possibilities for tactical and strategical advantage

The new way of maintaining programmable capabilities in a force consisting of systems and men is building tactical advantage on the basis of learning. If both men and machines can learn new things over night, apply force tailored to situation or in a surprising way, there is tactical possibility to have an advantage over adversary.



The ability to change capabilities of the whole fleet of systems with both Lean improvements by users and Strategic improvements by investment programs is creating an strategical advantage. Programmable capabilities of the force creates cost-effective method to be continuously ahead of adversaries updates. Since this capability is not purchasable but creatable, it is hard to copy thus a good base for sound strategy.



With more agile and iterative change process one is able to detach people and assets from monolithic upgrades to do more productive work in operations and training. Which again enforces combat system of system to evolve, specialise and fit differently to each situation or operation. The end state is more cost-effective force and force projection.

Referencies:

1 Joseph Needham:Integrative levels: a revaluation of the idea of progress. Oxford: Clarendon Press 1937

2 See article Juha Mattila: How to enhance capabilities of a complex military battle system by C4I development. http://c4isys.blogspot.ae/ 2013

3 http://nextbigfuture.com/2010/12/new-technology-for-us-army-from-2011-to.html

4 Experiences gained during Finnish Army Battle System 2^nd and 3^rd generation digitalization programs

5 Defined by OECD in September, 1998

6 ITSM is developed and promoted internationally and in some countries by interest societies called itSMF.

7  "Lean," is a production practice that considers the expenditure of resources for any goal other than the creation of value for the end customer to be wasteful, and thus a target for elimination. Working from the perspective of the customer who consumes a product or service, "value" is defined as any action or process that a customer would be willing to pay for. By John Krafcik 1988

8 Commercial, Governmental or Military Of The Shelf

9 Juha Mattila: How to enhance capabilities of a complex military battle system by C4I development. http://c4isys.blogspot.ae/ 2013

10 Juha Mattila: Post-modern confrontations, conflicts and their management 2013.

11 G. Scott Taylor: Beyond the Battlefield: Institutional Army Transformation Following Victory in Iraq 2012. “Change is achieved through a continuous cycle of adaptive innovation, experimentation, and experience. In Iraq, out of necessity while in contact with a dynamic enemy, the Army transformed on the battlefield with radical changes in doctrine, organization, training, and materiel, which significantly enabled battlefield success.”

Taistelujärjestelmän spiraalikehittäminen ja ohjelmoitavan elektroniikan ylläpito mahdollistavat strategisen edun ja turvaavat taktisen ketteryyden

Taistelujärjestelmän spiraalikehittäminen ja ohjelmoitavan elektroniikan ylläpito mahdollistavat strategisen edun ja turvaavat taktisen ketteryyden

KTM Harri Haavikko kehittää viestiaselajin toimintatapoja Maavoimien Esikunnassa

Eversti (evp) Juha Mattila toimii konsulttina yksityisellä sektorilla

Tässä kahden artikkelin sarjassa kirjoittajat käsittelevät taistelujärjestelmän kehittymistä yhdessä tekniikan ja taktiikan kanssa. Ensimmäisessä osassa kuvataan 5.sukupolven taistelujärjestelmän kompleksisuuden edellyttämää rakentamistavan muutosta ja toisessa osassa kuvataan 5.sukupolven ohjelmoitavaan elektroniikkaan perustuvan suorituskyvyn ylläpitotoiminnan muutosta.

OSA I: Ohjelmoitavaan elektroniikkaan perustuvan taistelujärjestelmän kokonaissuorituskyvyn kehittäminen

Taisteluosaston suorituskyvyn osatekijät (taisteluvälineet, ajoneuvot, sotilaat, materiaali, tukivälineet, tieto, johtajat, kokemus ja suunnitelmat) muodostavat yhteentoimivan taistelujärjestelmän, jonka komentajan tahto, johtajien aloitteellinen toiminta sekä esimerkki ja johtamisjärjestelmän tarjoamat tiedot pitävät tavoitteellisessa toiminnassa. Taistelujärjestelmän osana ohjelmoitava elektroniikka mahdollistaa uudistetun taistelun, joukko- ja välineresurssien joustavan hyödyntämisen sekä yhteensovittamisen muuttuvien suorituskykykerrosten (DOTMLPFII = doktriini, organisaatio ja toimintamallit, harjoittelu, materiaali, henkilöstö, johtaminen ja koulutus, tilat, informaatio ja yhteensopivuus) kesken.

Taistelujärjestelmän kompleksisuuden lyhyt historia ja kehittymisnäkymä

Kuvassa 1 esitetään karkeasti taistelujärjestelmän kompleksisuuden lisääntyminen sekä taistelutaktiikan ja elinjakson ylläpidon muutos.

Kuva 1: Esimerkki taistelujärjestelmän rakenteen muuttumisesta teknologian kehittyessä

1200 -luvun mongoliarmeijassa ratsukko muodosti yksittäisen asejärjestelmän, jossa hevonen tarjosi vastustajaa paremman liikkuvuuden, jousi pidemmän ulottuvuuden tulelle ja ihminen sensorin sekä kyvyn toimia osana suurempaa kokonaisuutta. Teollisen yhteiskunnan taistelujärjestelmien 1. sukupolvessa ryhmä muodosti aseen kanssa järjestelmän, kuten raskas konekivääriryhmä I MS:ssa. Aseet valmistettiin teollisesti massatuotantona ja ihmiset koulutettiin taisteluteknisesti käyttämään aseita ryhmänä.

2. sukupolvessa ase liitettiin lavettiin, jossa voitiin tehostaa toimintaa. Lavetti paransi järjestelmän liikettä, patruunatäydennystä ja tähtäystä koneistamalla osan manuaalisista tehtävistä. Panssarivaunun toimitti ensin yksi tehdas, mutta standardoinnin kehittyessä alihankkijat kykenivät valmistamaan vaunun osajärjestelmiä tai komponentteja.

Järjestelmälavetit liitettiin 3. sukupolvessa toisiinsa ihmisten ja viestijärjestelmien avulla, jolloin lavettijärjestelmät saivat tietoa toistensa tekemisistä. 1930-luvulla saksalaiset Guderianin vision mukaisesti yhdistivät panssarivaunut ja syöksypommittajat toisiinsa radioilla, jolloin laveteista muodostui suurempia järjestelmäkokonaisuuksia (yhtymiä ja panssariarmeijoita).

4. sukupolven taistelujärjestelmissä aselavettiin liitettiin myös sensoreita, jotka kytkettiin ammunnanhallintaan ja sitä kautta aseen toimintaan. Suuret aseteollisuusyritykset tai konsortiot kykenevät toimittamaan monimutkaisia integroituja asejärjestelmiä, jotka ovat pääosin automatisoituja ihmisen ollessa mukana tulitusprosessissa vain ratkaisevalla hetkellä.

5.sukupolven taistelujärjestelmässä usean eri valmistajan aselavetit, sensorijärjestelmät, huolto- ja tukijärjestelmät sekä sotilaat, ajoneuvot, johtajat ja heidän suunnitelmansa liitetään toisiinsa siten, että yhteinen operatiivinen sekä taktinen havainnointi, suunnittelu ja vaikuttaminen toimivat nopeammin ja joustavammin. Koneet ja ihmiset keskustelevat keskenään täydentäen informaatiota ymmärrykseksi ja käyttäen sitä edun saamiseksi vastustajasta. Tätä kutsutaan integroiduksi järjestelmien järjestelmäksi tai koneiden ja ihmisten verkoksi.

Tällaisen taistelujärjestelmän - uudistetun taistelun - rakentamiselle ja ylläpidolle on kaksi päävaihtoehtoa:

1. Yksi valmistaja rakentaa sensorit, johtamisjärjestelmän ja ammunnanhallinnan kaikkien asekomponenttien käyttöön.

2. Johtamisjärjestelmä rakennetaan ymmärtämään kaikkien valmistajien kieltä ja kaikki alijärjestelmät integroidaan johtamisjärjestelmään.

Miten Suomi voi rakentaa strategisen edun suurten massojen ja kalliin puolustusteknologian keskellä?

Suomessa rakenteilla olevaa 5. sukupolven taistelujärjestelmän suorituskykyä ei voi ostaa puolustusteollisuuden hyllystä eikä sitä voi rakentaa kerralla kuntoon. Taistelujärjestelmä käyttää olemassa olevia komponentteja (aseita, sensoreita, tietoja, osaamista), ottaa käyttöön uusia sotilas-, viranomais- että siviilikomponentteja, sopeutuu olemassa oleviin ja uusiin alijärjestelmiin ja on taisteluteknisellä tasolla koulutettavissa asevelvollisille. Johtamisjärjestelmä kyetään uudelleen opettamaan operaation aikana vuorokausissa ja järjestelmäsuorituskykyjen osalta elinkaarensa aikana puolivuosittain. 5. sukupolven taistelujärjestelmälle on luonteenomaista dynaaminen, verkostomainen toimintatapa ja jaettu ontologia sekä tiedon käyttö järjestelmävaikutuksen moninkertaistajana.

Kuvattua taistelujärjestelmää ei voida jäädyttää edellisten taistelujärjestelmäsukupolvien tapaan. Pelkkä olevan suorituskyvyn ylläpitäminen edellyttää muutosten tekemistä ohjelmistojen ja elektroniikkamateriaalien osalta. Uudistettu taistelujärjestelmä on kiinteä osa tukiverkoston muita järjestelmiä, joiden muutoksia ja kehitystä ei voida Maavoimien tahdolla ohjata. Toimivan järjestelmän ylläpitämiseksi ja tavoiteltavien suorituskykyjen saavuttamiseksi on Maavoimissa muututtava teollisen maailman mukana. Toisaalta Maavoimien organisaatiossa taistelujärjestelmän suorituskykyjen kehittäminen ja ylläpitäminen limittyvät matriisissa toisiinsa kaikissa järjestelmäarkkitehtuurin osa-alueissa (DOTMLPFII). Näiden ulkoisten ja sisäisten muutosten koordinointi hallitusti mahdollistaa 5. sukupolven taistelujärjestelmän kehittämisen ja ylläpitämisen.

Koordinointi mahdollistetaan yhtenäistämällä kehityksen ja ylläpidon prosessit siten, että kehitysohjelma käyttää olemassa olevaa taistelu- sekä ylläpitojärjestelmää. Prosesseja ohjataan suorituskyvyn käyttäjän tarpeiden mukaan yhdessä muiden yhteisvaikutteisten suorituskykyjen kanssa. Prosessi sisältää kaikki taistelujärjestelmän osien kehittämisen ja ylläpidon. Prosessi pienentää kerralla tehtäviä muutoksia, tiivistää muutosten toteuttamisen tahtia, mutta parantaa yhteentoimivuutta ja poistaa vikoja. Toimintamalli, organisaatiot ja prosessit toimivat lähes identtisesti normaali- ja poikkeusoloissa. Kehittämistä, joka toteutetaan limittäisillä pienillä askelilla kehityksestä kentälle ottaen opiksi joka askelella, kutsutaan spiraalikehittämiseksi.

Kuva 2: Ohjelmoitavan elektroniikan tuotannon, ylläpidon ja kehittämisen dynaaminen malli

Kuvassa 2 on esitetty taistelujärjestelmän tuotannon, ylläpidon ja kehittämisen yhteenliittyminen niin, että samoilla prosesseilla kyetään optimoimaan tuotantokäytön käytettävyys, käytöstä tulevan palautteen mukainen kehitys sekä strategisten kehitystavoitteiden mukainen muutoksen hallinta.

Taistelujärjestelmästä rakennetaan kolme kehityksessä ja ylläpidossa tarvittavaa kokonaisuutta:

1.  Kentällä ja koulutuskäytössä oleva tuotantoversio.
2. Kenttätesteissä käytettävä prototyyppiversio, jota käytetään pilottijoukossa ja koordinoidaan kaikki DOTMLPFII -alueiden muutokset.
3. Järjestelmätesteissä ja ylläpidossa käytettävä referenssiversio, jota ylläpitävät Materiaalilaitos, kehitys- ja kunnossapito toimittajat sekä aselajikoulut.

Strateginen etu saavutetaan taistelujärjestelmän kehityksen ja ylläpidon toimintaprosessien hallinnalla, jossa ylläpitojärjestelmä luo perustan myös kehitykselle. Prosessien hallinta mahdollistaa ulkoisen maailman muutoksista ja sisäisestä kehityksestä aiheutuvien riskien ennakoimisen. Kehityksen notkeus ja ylläpidon tiheys luovat perustan ylivertaiselle taistelujärjestelmän kyvykkyydelle. Ohjelmoitavuuteen pohjautuva suorituskyky kykenee oppimaan lähes samassa tahdissa kuin ihminenkin, jolloin rauhanaikainen kokemusten soveltaminen voi jatkua myös poikkeusoloissa.

Miten spiraalikehityksen periaatetta on sovellettu tähän asti?

Uudistettavan maapuolustuksen ytimessä taisteluosaston taistelujärjestelmää kehitetään pienin askelin varmistaen koordinoidut muutokset tarvittavilla DOTMLPFII -alueilla, jotta suorituskyky on ylläpidettävissä, koulutettavissa ja muutettavissa myös tulevaisuudessa. Kuvassa 3 esitetään esimerkki siitä, miten maavoimien taistelujohtojärjestelmää on kehitetty osana taisteluosaston taistelujärjestelmää spiraalikehittämisen avulla edeten tutusta tuntemattomaan ja testien avulla oppien.

Kuva 3: Spiraalikehittämisen askelia maavoimissa vuosina 2009–2013 4. sukupolven (M05) 5. sukupolven taistelujärjestelmään (M18)

Muutoksen edellytys on henkilöstön osaamisen kehittäminen, organisaation toimintatapojen muutoksen jalkauttaminen sekä uuden suorituskyvyn käytettävyyden takaaminen ylläpito- ja tukirakenteella. Seuraavassa julkaisussa tarkastellaan syvemmin ohjelmoitavan elektroniikan ylläpito- ja tukijärjestelmän toimintaa.

OSA II: Ohjelmoitavan elektroniikkaan perustuvan taistelujärjestelmän suorituskykyjen jatkuva kehittäminen, elinkaarihallinta ja ylläpito

Tässä artikkelisarjan toisessa osassa kirjoittajat käsittelevät 5. sukupolven taistelujärjestelmän ohjelmoitavaan elektroniikkaan perustuvan suorituskyvyn kunnossapitotoiminnan muutosta.

Miksi ylläpidosta tarvitsee puhua erikseen ohjelmoitavien suorituskykyjen kohdalla?

Ohjelmoitavaan elektroniikkaan perustuvien suorituskykyjen tukiorganisaatioiden ja käyttäjien näkökulmasta kehitys ja ylläpito näkyvät samana ilmiönä. Ylläpidon prosessit ja toimenpiteet on määritetty vakiomuotoisiksi ja ne tukevat niin kehityksen kuin tuotannon tarpeita. Kehityksen ja ylläpidon välinen ero ohjelmoitavan elektroniikan kohdalla on haastavaa havaita, ja on puhtaudessaan byrokraattisen hallinnon tuotetta. Konkreettisimmillaan kahtiajako näkyy, kun kehityksestä ovat vastanneet hankkeet ja ylläpidosta huollon toimijat tukenaan strategiset kumppanit. Heikoimmillaan näiden kahden toimijan intressit eivät ole kohdanneet ja kentälle tulevat tuotteet ovat olleet kauhu sekä ylläpidolle että käytölle. Ylläpidon ja kehityksen tulee henkilö-, prosessi- ja organisaatiotasolla limittyä, jotta suorituskyvyn kunkin hetkinen käytettävyys, toiminnan edellyttämä parantaminen ja strategian haluama kehitys voidaan optimoida.

Vanhat organisaatiokäytännöt ohjaavat kehityshankkeet toimimaan vesiputousmallin tapaisesti. Tämä on ollut aiempien kehityshankkeiden riskinhallinnan kannalta usein helpoin tapa saavuttaa osaoptimoidut vaatimukset. Haasteena on eriytyminen olevasta tuotantojärjestelmästä ja DOTMLPFII -kokonaisuudesta, joka on edellytys 5. taistelujärjestelmäsukupolven kehitykselle ja tuotannolle. Hankkeiden tuotteita on otettu tuotantokäyttöön ja ylläpitoon kentällä ilman hankkeiden tai projektien varsinaista panosta ylläpidon suunnitteluun, vaikka vastuu asian suunnittelemiseksi ja toteuttamiseksi on määritetty.

Kehitys ja ylläpito ovat kohdanneet kentällä, jolloin hankkeen rakentama ylläpito ja poikkeusoloihin tarkoitettu ylläpito eivät ole sopineet yhteen. Toimintamallina ylläpidon tuottamisessa on perinteisesti pidetty varaosien ja huoltotarpeiston hankkimista suorituskykyjen koko elinkaaren ajalle. Periaate on ollut 3. taistelujärjestelmäsukupolven kohdalla toimiva, mutta esimerkiksi 4. sukupolven immateriaalisia omaisuuseriä ei voida hankkia varastoon ja ne menettävät suorituskykyään ajan kuluessa. Uudistettu taistelu ja sen mukana tuleva 5. sukupolven taistelujärjestelmä pakottaa korjaamaan tilanteen. Kehityksen ja ylläpidon tulee toimia yhdessä ja ne ovat jatkuvia prosesseja. Projektijohtoinen suorituskykyjen rakentaminen voidaan kyseenalaistaa ja rakentaa linjaorganisaatioon kyky kehittää suorituskykyä jatkuvalla tahdilla säilyttäen etu mahdollisiin vastustajiin nähden.

Sovellukset ja muut ohjelmat ovat ohjelmoitavan elektroniikan tuoretuotteita. Ohjelmistomuutoksilla toteutetaan teknisten järjestelmien syvimmät suorituskykymuutokset. Ohjelmistomuutokset aiheuttavat kerrannaisvaikutuksia sekä alempiin että ylempiin järjestelmäkerroksiin. Osaamisen muutosten kerrannaisvaikutuksena voi olla että ylläpidon kustannukset nousevat liian korkeiksi. Ilmiötä voidaan havainnollistaa taulukon 1 vertailulla.

Rakenne- ja ylläpitovertailua	Rynnäkkökivääri, 762 RK	Taistelujohtojärjestelmä, TSTJJ
Käyttäjä	Asevelvollinen, joka ei pääsääntöisesti ole harrastanut ammuntaa	Asevelvollinen, joka pääsääntöisesti on käyttänyt sovelluksia
Käyttötapa	Taistelutekniikka	Taktiikka
Suorituskyvyn perusta	Teollisesti valmistettu ase 20-30 vuotta	Koodattu ohjelmisto 15-30 vuotta
Kuluvat osat	Piippu ja patruunat ammuttaessa	Päätelaitteet ja oheisohjelmat 2-5 vuodessa
Ylläpito	Standardit varaosat, jotka säilyvät varastossa	Ohjelmistopäivitykset, joita julkaistaan päivittäin, kuukausittain ja neljännesvuosittain

Taulukko 1: Esimerkkivertailu 2. ja 5.sukupolven järjestelmien kesken

Ohjelmoitavien suorituskykyjen kustannukset muodostuvat kolmesta tekijästä. Ensimmäinen on ohjelmoitavan elektroniikan materiaaliset ja immateriaaliset tarpeet. Toisena on ylläpitojärjestelmä eli ylläpito-organisaatio, järjestelmät ja verkostotuki. Kolmas kustannuskomponentti on eri alijärjestelmien suorituskykyjen yhteensovittamisesta syntyvät kustannuserät. Nykyisin on olemassa myös neljäs kustannustekijä, joka johtuu organisaation siilomaisesta toiminnasta. Suorituskykyjä hankitaan aselajikohtaisesti ilman teknistä yhteensovittamista, muiden DOTMLPFII -osatekijöiden muutostarvetta huomioon ottamatta tai ylläpitojärjestelmään sovittamatta. Tulevaisuudessa kustannusten tulisi muodostua lähinnä vain kahdesta ensimmäisestä tekijästä.

Ohjelmoitava elektroniikka ja sen tuleminen merkittävään rooliin perinteisen linjaorganisaation aselajikohtaisten rajojen rikkojana uudistetun taistelun myötä pakottaa Puolustusvoimat yhdistämään kehityksen ja ylläpidon prosessit. 5. sukupolven johtamisjärjestelmien rakentaminen lähtee organisaation sisällä liikkeelle matriisissa, joka sitoo mukaan käyttäjät, tuotannon ohjaajat, materiaalin ja aineettoman materiaalin kunnossapitäjät sekä kehittäjät kuvan 4 esittämänä toimintaketjuna.

KUVA 4 PUUTTUU

Kuva 4: Ohjelmoitavan elektroniikan kehittämis- ja kunnossapitoverkoston

toimintamalli

Materiaalisten sekä immateriaalisten järjestelmäkomponenttien ylläpito- ja kehitysketjun hallinta

Teollinen massatuotanto- ja kulutuselektroniikkamateriaali

Materiaalinen ohjelmoitavien suorituskykyjen ylläpito toteutetaan kolmella periaatteella. Ensimmäinen periaate on rakentaa hyllytuotteille (sekä siviili-, viranomais- että sotilastuotteet) massahankintarakenne. Periaatteen tarkoituksena on ylläpitää jatkuvaa hankintavalmiutta yllä puitesopimuksin ja tarkennetuin vuosisopimuksin. Toimintamalli poistaa värikkäät tuotevalikoimat ja selkeyttää materiaalihankintoja sekä järjestelmien ylläpitoa. Toimintamalli rajoittaa myös tuoteyksilöiden elinkaaren suunnittelematonta jatkamista, jolloin piilevät ylläpitokustannukset eivät kasva kohtuuttomasti ostokustannusten varjolla.

Toinen periaate on irrottaa ohjelmoitavien suorituskykyjen rakentaminen ja ylläpito laitetason tuotteista, joiden saatavuus, yhteensopivuus ja kirjo vaihtelevat merkittävästi kulutus- ja sotilaselektroniikan välillä. Hankintasopimuksia ei sidota tuotteisiin vaan laitetason suorituskykyihin. Valittu toimittaja hakee markkinoiden tuotekirjosta sopivan ratkaisun, testaa sen referenssiympäristössä ja tarvittaessa pilottiympäristössä ja toteuttaa ostotilausvalmiuden kattamaan vuosittaisen 4% laitehävikin, 20% uusimistarpeen sekä lisävarustustarpeet.

Kolmas periaate on ylläpidon porrastaminen materiaalihallinnassa kuvassa 5 esitetyllä tavalla. Materiaalin varastointiperiaatetta on muutettava siten, että kertahankittavan sotilasmateriaalin varastoinnin lisäksi MILLOG Oy kykenee hallitsemaan läpivirtausvarastointia kustannukset ja kriisiajan täydennystarvevaatimukset tasapainottaen. MILLOG pitää vaihtolaitevarastoinnin joukko-osastoissa käytettävyyden edellyttämällä tasolla. Hajautettuja varastoja täydennetään keskitetymmillä varastoilla, joista kyetään reagoimaan harjoituksiin tai valmiuden kohottamisen vaatimuksiin nopeasti. Näiden lisäksi materiaalia virtaa jatkuvasti täydennysketjun läpi lisäarvoa keräten. Lisäarvottomat logistiikkaketjut karsitaan pois ja merkittävä osa materiaalin saatavuudesta hallitaan maahantuojien sekä laitetoimittajien globaaleissa varastoissa. MILLOG:n ja sen päätoimittajien on kyettävä hallitsemaan omien varastojensa lisäksi myös toimitusketjussa oleva materiaali yhteensopivuusyksityiskohtien tarkkuudella. Laiteriippumattomuuden saavuttaminen edellyttää sekä arkkitehtuurilta että järjestelmärakenteilta uudenlaista kerroksellisuutta sekä käyttöjärjestelmän että käyttöliittymän suuntaan. Virtuaalinen alustarakenne ja HTML 5 mahdollistavat tavoitellun laiteriippuvuuden, mutta lisäävät monimutkaisuutta ohjelmistotasolla.

Kuva 5 ohjelmoitavan elektroniikan materiaalisten ja immateriaalisten osien

ylläpidon järjestäminen

Aineettoman materiaalin eli ohjelmistojen ja tiedon elinkaarihallinta

Aineettoman materiaalisen elinkaarihallinnan tavoitteena on käytettävyys maksimoiden säilyttää tasapaino tietoturvallisuus-, käyttötarve-, tuote- ja kehitysmuutosten ristitulessa. Tämä edellyttää horisontaalisten prosessien tehokasta toimintaa niin, että palvelutuotannon prosessit (Information Technology Service Management, ITSM) limittyvät riidattomasti logistiikan toimitusketjuhallinnan (Supply Chain Management) sekä sotilasjohtamisen linja-esikuntaprosessien (Command and Control, C²) kanssa. Kokonaisuutta voidaan kutsua palveluhallinnaksi. Palveluhallinnalla on kahden tason ”taistelujohtokeskuksia”. Joukoissa toimivat operatiiviset järjestelmäryhmät (OJR) sekä keskitetysti maavoimien kokonaisuutta ohjaava Operatiivinen järjestelmäkeskus (OJK). Keskukset ohjaavat ja valvovat matriisiprosessien toimintaa. Ensimmäinen tehtävä on muutoksen hallinta. Toinen tehtävä on tuotannossa olevien palveluiden valvonta ja käyttäjien tukeminen. Näissä tehtävissä tarvitaan sekä menneen, nykyisen että tulevaisuuden hallintaa kompleksissa järjestelmäverkostossa, jonka yksi osa voi olla kymmeniä vuosia vanha ja toinen muutaman tunnin takainen päivitys.

Kolmantena tehtävänä on pitää toimijaverkosto tietoisena tarpeista ja antaa lisäarvoa ketjussa tuottaville palveluille. Tuloksellisen toiminnan edellytyksenä on tuntea ja ylläpitää yhteys asiakkaaseen, toimittajiin sekä kehityksen ja ylläpidon toimijoihin näiden välissä. Yhdistämällä aika- ja toimintakenttäulottuvuus saadaan yksinkertaistetussakin tapauksessa 9-ulotteinen kuvaus taistelujärjestelmästä ja sen toimintaympäristössä vaikuttavista asioista. Järjestelmän ulottuvuuksia auttaa hallitsemaan arkkitehtuuri ja muutosdokumentaatio. Neljäntenä tehtävänä on osallistua arkkitehtuurityöhön ja ohjata arkkitehtuurilla verkoston muita toimijoita ylläpitämään ja kehittämään yhteensopivia suorituskyvyn osia taistelujärjestelmän kokonaisuuteen.

Aineettoman materiaalin ylläpito edellyttää kolmea välinettä: 1) taistelujärjestelmän referenssi- ja testiympäristöä, 2) muutoksen hallintaa sekä 3) sovellusten jakelujärjestelmää verkkovarastoitujen järjestelmäosien päivittämiseksi. Referenssi- ja testiympäristöt ovat samoja sekä ylläpidon että kehityksen tarpeille. Jokainen immateriaalimuutos testataan referenssiympäristössä teknisesti ja toiminnallisesti yleisimmillä käyttötapauksilla. Tarvittaessa testaus ulotetaan pilottiympäristöön, jossa kirjavampi käyttäjäjoukko kenttäolosuhteissa saattaa aiheuttaa ennakoimattomia tilanteita. Muutoksenhallinnassa varmistetaan muutososan yhteen toimivuus koko DOTMPLFII rakenteen läpi ja lopulta ajoitetaan käyttöönotto muutosriskit ja käyttökatkot minimoiden. Sovellusten jakelujärjestelmällä muuttuneet ohjelmat ja konfiguraatiotiedostot jaetaan nopeasti ja automatisoidusti kaikkiin verkkovarastoituihin konfiguraatioyksiköihin, jolloin varmistuu koko järjestelmäpopulaation toimivuus ja yhteensopivuus. Yksiköitä on jatkuvasti käytössä, joten päivitykselle määritetään muutosikkuna, jonka aikana laitteet automaattisesti päivittyvät käyttäjälle otollisena ajanhetkenä.

Maataistelujärjestelmän taktinen etu rakentuu järjestelmävaikutuksen ja oppivuuden varaan.

Taistelujärjestelmän toimintarakenteiden muuttaminen tiedolla ja ohjelmistoilla sellaiseksi, että eri sukupolvien ase- ja sensorijärjestelmät toimivat yhdessä siviili- ja viranomaiselektroniikalla täydennettyjen osien kanssa, mahdollistaa järjestelmän kokonaisvaikutuksen kohdistamisen maaleihin. Ohjelmoinnin nopeus ja sovellusten jakelujärjestelmä mahdollistavat koneiden oppimisen samaan tahtiin kuin ihmistenkin, jolloin taistelujärjestelmä voi muuttaa taistelutekniikkaansa tai taktiikkaansa operaation aikana. Tätä etua ei voi ostaa kaupan hyllystä, vaan se on rakennettava organisaation osaamiseksi ja mahdollistettava prosesseilla sekä arkkitehtuurilla.

Maataistelujärjestelmän strateginen etu rakentuu ohjelmoitavan elektroniikan ja sen ylläpitojärjestelmän varaan.

Taistelujärjestelmän normaaliaikainen ylläpito edellyttää päivittäistä, kuukausittaista ja puolivuosittaista muutosta sekä käyttäjäpalautteen, tekniikan että strategian edellyttämään suuntaan. Taistelujärjestelmän suorituskyvyn tärkein osa - ohjelma on uudelleen ohjelmoitavissa ja päivitettävissä suorituskyvyn elinjakson aikana useaan kertaan. Suorituskyky ei ole enää ostohetkeen jäädytetty tai suurten elinaikamuutosten (Mid Life Update) rajaama, vaan toteuttaa notkeasti niin jatkuvan kehittämisen periaatteita (Lean) kuin strategisen kehittämisen tarpeita. Tällä toteutuksella kirjavasta puolustus- ja siviilimateriaalista saadaan enemmän suorituskykyä koko elinjaksonsa ajan, eikä vaaranneta suorituskyvyn ylläpitoa hallitsemattomilla ylläpitokustannuksilla.

How to command and control the renewing land component of Finnish Defence Forces and how to support it with signals

How to command and control the renewing land component of Finnish Defence Forces and how to support it with signals

By Juha Mattila, Colonel (ret)

This article was published in Finnish Military Magazine (Sotilasaikakauslehti) December 2012

The Finnish Defence Forces is renewing its land operations by integrating a combat system of systems for battalion task force, improving capabilities to modify battlespace, developing better understanding of space of operation and ability to foresee possible events, enabling combat system to engage opponents combat system deeper within his formation, enabling reconnaissance and surveillance to keep closer contact with opponent and shortening time to restore fighting capability. This renewal includes all land component troops and restores their compatibility. The renewal requires to modify command and control procedures, to replace C4ISR system, to rethink signals tactics and to improve signals and C² training.

Battalion task force is executing its mission as a part of Finnish Homeland Defence under provincial leadership

A Battalion task force is operating decentralized either by company or by group of companies using simultaneously different battle procedures and troops distributed in battle space of several tens of squarekilometers. Battalion task force is being commanded and controlled with information and services provided by tactical Battle Management System, which integrates seamlessly units, weapons, sensors and logistics. Tactical battle management system is complemented by push-to-talk, collaboration and telephone voice services.

All organisations, that are supporting battalion task force, are connected either to tactical battle management system or provide information via integrated, joint C4ISR -system. Battalion may be reinforced with several additional units and can manage all supporting elements with joint C4ISR-services.

The commanding officer of battalion task force is able to extend his command and control to the level of subordinates subordinate, to supporters sub-provider and to other elements acting within his area of influence. The task force is able to analyse opponents goals, forces and weaknesses. This can be done, besides military lines of operation, also along lines of psychological and electro-magnetic operations.¹

Planning and foreseeing aims to limit opponents options for operation, to broaden the spectre of own possibilities and to gain surprise at operational level

To reach an end state within dynamic and complex space of operation, requires analytical tools to see own and opponents possibilities in interaction with other entities and environment. The most effective way to innovate with different views and alternatives is to include different experts in war gaming together with planning staff. Every stakeholder is represented in a role game, where all thinkable alternatives are being tested, decisive points are found and optimum courses of action are seasoned.² The best courses of action are further defined to draft plans amongst which the commanding officer is deciding the course that is to ordered to troops. The planning staff continues playing with other possibilities testing assumptions against unfolding situation and other options revealed during games. The executing staff starts to implement and control troops with operations order. Commanders decision is condensed to intent of operation and further communicated to entire network of co-operators to create alignment for combined effort and guide lines for unexpected situations.

The Common Operational Picture is delivered to every leader to enable understanding of current situation. If commanders are acting only on basis of a current situation, they will not be able to get ahead of events and will eventually lose initiative, tempo or balance³. Whereas leaders and staffs, who combine symptoms in current picture to scenarios of war gaming and in the light of this information re-analyse their assumptions and alternative plans, may be able to understand the bigger picture and therefore foresee possibilities and events and prepare troops to confront them. In the other hand, if commanders remain waiting for better information, clearer awareness or guidance from superiors, they may end up with major casualties⁴.

The commander of task force must create discontinuous events and surprise opponent by deviating his manoeuvres and combat methods. Success is being created with unforeseeable tactics⁵. When surprising force is being projected towards weak points of opponent´s combat system, it may destroy his confidence and trust for the very ground of his action. In this process it is important to control imagines and thoughts of opponent´s force.⁶ Sun Tzu advices to attack to the mind and plan of your opponent⁷ .

The commander in post-modern space of operation is not able to interact physically with every subordinate like Napoleon did riding through his troops during the night before attack. Neither is commander being seen everywhere amongst his troops or support chain like Alexander the Great was when he charged among the first soldiers. Commander is not a “slave” of his command post, but is able to disembark amongst his troops and still maintain understanding of overall situation, to keep contact with his staff, to control his support chain and to give a feeling of presence via virtual means.

At tactical level Commander must have courage to part complicated tasks and make them as simple as possible.⁸ Modern command and control system supports commander in his effort to co-ordinate subtasks, but allows subordinates also to adapt to the unfolding situation, if they have understood the commanders intent. A complex operational mission is executed with simple tactical level tasks and that requires all stakeholders to participate the planning process.⁹ When one has participated in the planning and war gaming, it is easier to understand commanders intent and to prepare for all possible scenarios at tactical level.

If you know your opponent and your own force, you can execute mission in the edge of chaos, where your opponent may not be able to reach.

When the force is employed through the whole battlespace, Common Operational Picture is enabling cohesion with supporting awareness of enemy, own forces and environment. Improved ability to reconnoitre and survey enables distributed force to keep contact to opponent and other stakeholders of battlespace. Information presented in COP is giving needed early-warning for troops and explains change of situation to support elements and reserve forces employed in the same area of interest.

COP is tailored to role and it is possible to subscribe on demand extending from infantry patrols to logistics patrols and present in their combat management terminals. The picture gives information also about accessibility of roads, weather forecasts, enemy reconnaissance, usage of fire and changes of terrain. The information is real time enough to provide awareness of physical and electro-magnetic events in the space of operations.

Renewed tactics necessitates that combat management system is able to support troops even when deployed amongst opponents formations. Communications system must tolerate losses, network must be reconfigurable to maintain connectivity and transportation of data must adapt to emission control restrictions using cable connections or different wireless waveforms. It is imperative to shape the space of operations beforehand, to build cable connections and to prepare ICT -infrastructure of the area.

Mission tactics of distributed troops is effective only if separate parts of combat system are able to synchronize their action with others. In some context this is called self-synchronization or swarming¹⁰, but examples of their time is to be found in II WW battles of the Suomussalmi 1940 and the Karelian Army attack with battalion task forces 1941.

The units and weapon systems of task force do align as system of systems effect when everyone understands the commanders intention similarly, all arms see their situation in relation to units they are supporting and everybody sees the time to target situation. The new awareness of battle space will enable to loose some boundaries and restrictions between troops. Instead it allow areas of interest and areas of effect to be created differently and change them as needed. Awareness also allows to execute supporting tasks with less preparation but without further friendly fire casualties. The battle system is able to react on unforeseeable events with self-synchronization while continuing the execution of own battle intent.

Swarming and deploying troops in distributed way is altering traditional methods of leadership and sustaining organizational integrity¹¹. Patrols and sections are not able to see or hear each other and platoon leader is not able to meet all his subordinates. Presence and leading by example is not possible in real world but in cyber world. Patrols are able to see each other as blue force signs in Battle Management System (BMS). This calls new tools to build integrity and troop spirit. Troops and sections can be brought together time to time, but the integrity of a platoon or company requires collaboration and trust building via BMS. This is done by introducing BMS to patrols early in the basic training, having platoons and companies real life exercises augmented with BMS simulation. Gradually this integrates real world and augmented reality in to seamless reality, hardens operational procedures and builds new integrity and “you don´t leave your buddy” spirit.

At the level of combat technique a distributed force is focusing timely its effect to weaknesses of opponents battle system and thus breaking his integrity, tempo or stability

Tactics is channelling opponent to vulnerable situation and combat technique is focusing system effect on weak nodes of his force. Distributed patrols infiltrate into opponents formations, recognise opponents weak points as targets and destroys them with multiarm effects: intelligent mines, intelligent explosives, indirect fire, electro-magnetic jamming, heavy direct fire and anti-tank weapons fire.

Attacking to singular or most accessible targets is not necessarily effective. Opponent must be seen as fighting system in which people, material, information, procedures, plan and spirit is joining as one entity. The kinetic and unkinetic effect must be focused to planned points of opponent´s fighting system in order to unstable its tempo and synchronization both physically and mentally¹². Leaders must recognize the time when opponent is in a brink of losing his control and engage reserve forces at that moment to unbalance his system. When opponent´s system starts to collapse, force must be utilized continuously not letting opponent to recover.¹³

In quest of asymmetry, it is beneficial to evade your opponents strengths or planned effects of his combat system. With light infantry against mechanized force, it is good to utilize terrain, weather and light conditions to infiltrate within the opponents formations to evade his heavy direct fire and to get closer to the weak points of his combat system. Light infantry can project multiarms combat power to opponents systems most critical nodes and disperse to be concentrated again engaging next wave of system targets.

There is no battle management or communications system that could substitute combat skills of a soldier. In stressful and fearful situations the amygdala of human brains takes control and it is driving action using reflex-like reactions and deep automated behaviour.¹⁴ To achieve the level of combat skills that can overcome fear and stress requires continuous training and numerous repetitions at individual level. To achieve that within patrol, squad and platoon with multiarms combat system requires even more repetitions to achieve trust and self assurance with complex system. As leaders have to be able to train their troops continuously, they themselves should improve tactical skills with more demanding war gaming executed with combat management systems.

The management of logistics network is aiming to maintain troops fighting capability and retain it as fast as possible simultaneously escaping opponents kinetic effect.

The logistics of distributed and mobile troops is possible only by establishing points of storage into the battle space. Light moving patrols are not able to carry all needed supplies with them. As battle space is being prepared with fortifications, minefields, explosive devices and communications cabling, the logistics is to prepare by establishing caches of material. This requires logistics to participate in operational planning and in war gaming of different scenarios. This is to foresee as much possible situations in order to anticipate needs of supplies when situation is evolving. Supply caches and their usability is being presented in Common Operational Picture.

There are no single key weapon systems in battalion task force, but many critical subsystems, that require special skills to repair. Specialized repair patrols are moving amongst troops and being able to repair most key subsystems. Those patrols have to move safely within battle space, to have warnings and information on enemy action, to be able to locate moving platform with malfunctioning system and to be able to repair severe problems in the battle space with possible teleconsultation. Most of the maintenance requirements has to be supplied with replacements and surplus batteries from supply caches.

The Battalion task force is not autonomous but requires support from network of logistics, fire and intelligence. This requires a chain of units, executing their special tasks within the intent of commander and trusting that each unit is doing its best to support troops in battle. The commander must be able to communicate his intent through to entire chain in understandable way and involve all necessary stakeholders in planning process. Even the supporting functions must be prepared for different scenarios and being able to react on unforeseeable events.¹⁵ The support network must be as transparent as possible to be able to run by trust and not only contracts and legal sanctions. The C4I system supporting supply chain management must be able to transfer messages and information from battle management systems to Enterprise Resource Planning systems of supporting organizations. The C4I system is to give access to joint and combined planning process for all required stake holders. The C4I system must also connect battle management systems and logistics mobile systems to provide seamless information of the situation in both systems.

Armed forces has been structured traditionally with weber-bureaucratic administration and hierarchical line-staff organization¹⁶. The post-modern armed forces has to move towards more process driven matrix-organization, that can be both hub of network and provider of support for clients. The transformation is enabled with C4I -system, but executed by changing procedures and culture of organization and by enabling people with new education and delegation of responsibility.

Battle Management System and Communications is being controlled from fighter to fire support and from patrol to commander with signal tactics

With renewal of land operations one is going for the system effect of distributed task force combat system of systems in deeper area of operations. BMS and Communications is the glue that contacts leaders, weapon systems, troops, sensors and logistics networks in to coherent combat system. The tactics of Signals begins at company level and ends at the level of last organization of supporting network. Signal tactics is including command, control, communications, computers, intelligence, information, surveillance and reconnaissance including soldiers access to home front media services.

Signals must support troops with battle management system fighting in deep within opponents deployed troops, must stand heavy losses of equipment because of opponents strong air and electro-magnetic weaponry and must support distributed and moving troops. C4I-services has to be available starting from fighters and ending in the depth of support network. The command of Signals in not only deploying command posts or signal stations but also providing information and services. This recalls Information Technology Service Management skills as defined by library of ITIL¹⁷ but executed in military environment.

Targeting picture, Common Operational Picture, Fires and Logistics situation are the most important processes supported by C4I systems. Voice communications is more important at platoon level and battle management system is taking automated data processing out to leaders and patrols in the field.¹⁸ The most challenging situation for signals is to support troops with required services when emission control is denying all wireless transmissions or when opposing troops are attacking through signals network and trying to disconnect it to non-usable pieces.

Soldiers and leaders can learn from situations of battle space. Combat technique and tactics may be altered to be better suited for new requirements. Battle Management System is also able to learn in order to support users new queries. Signal tactics must understand, how to define the most favourable window for reprogramming of BMS, while otherwise maintain services as available and stable as possible.

Commanders will is not anymore the only thing to overcome friction of battle. C4I -system enables soldiers to understand commanders intent better, to self-synchronize without delay of command line and to see supporters efforts and maintain self-confidence through hardship. This is the capability that is enabled with next generation of tactical battle management system and communications.

References (Pardon the Finnish originals but sometimes they presents issues better than any English source): 

1 Juha Mattila: Maapuolustuksen uudistettu taistelutapa ja johtaminen. Viestimies 1/2011.

2 James W. Bryant: Strategic Development in a Large World. The International C2 Journal | Vol 5, No 1

3 John Keegan: The Mask of Command - A Study of Generalship.

4 The Red Army´s 44. Division was paralysed both at command level and troop level when attacking to Suomussalmi 1939-1940. Mika Kulju: Raatteen tie – talvisodan sankaritarina. Gummerus Juva 2011.

5 Emphasis is on the defeat and disruption of the enemy - by taking the initiative, and applying constant and unacceptable pressure at the times and places the enemy least expects - rather than attempting to seize and hold ground for its own sake. John A.Boyd: The Essence of Winning and Losing 1995.

6 Matti Nojonen: Jymäyttämisen taito. Strategiaoppeja muinaisesta Kiinasta. Gaudeamus 2009 s.65

7 Sun Tzu: The Art of War, translated by Samuel B. Griffin. Duncan Baird Publishers 2005. Ukrainian soldiers of 44. Division were panicked and left their positions after hearing some noises that sounded like Finnish soldiers skiing in dark forest – White Death -phenomen. Mika Kulju: Raatteen tie – talvisodan sankaritarina. Gummerus Juva 2011.

8 Jari Sarasvuo: Huomiotalous. Otava 2005. ISBN 951-20566-8

9 FM 5-0, The Operations Process. U.S. Armed Forces 2010: Understanding complex, ill-structured problems is essential to mitigating the effects of complexity on full spectrum operations. This understanding, achieved through collaborative dialog and analysis, facilitates learning and allows commanders to better appreciate numerous factors that influence and interact with operations.

10 Boyd, John R: The strategic game of ? and ?. A lecture from June 1989.

11 Mälkki, Juha. YEK 54: Tehtävätaktiikan olemus - Tehtävätaktiikan muodostuminen preussilais-saksalaisessa sotataidossa vuosina 1806–1945: ”Yksilön tuli osoittaa aloitteellisuutta sekä tarvittaessa rohkeutta toimia jopa annettujen käskyjen vastaisesti. Kurin rakentumisessa korostui näin ollen toimijalähtöisyys, itsemuodostettu kuri.”

12 ”the essence of maneuver is taking action to generate and exploit some kind of advantage over the enemy […] That advantage may be psychological, technological, or temporal as well as spatial.” US Marines MCDP-1 chapter 4:The Conduct of War

13 Juha Mattila: Konfliktin ratkaisun johtaminen postmodernissa maailmassa. Sotilasaikakauslehti 12/2011.

14 Daniel Coleman: Sosiaalinen äly. Suom. Laura Jänisniemi, Auri Paajanen. Otava 2009 ISBN 978-951-1-23968-0

15 Ref. Infantry Regiment 22 situation in summer 1944 with supply problems from depots of Viipuri area.

16 Pauli Juuti, Petri Virtanen: Organisaatiomuutos. Otava 2009. ISBN 978-951-1-23601-6

17 ITIL: Information Technology Infrastructure Library is the most widely accepted approach to IT service management in the world. ITIL provides a cohesive set of best practice, drawn from the public and private sectors internationally.

18 Juha Mattila: Urakan päätössanat. Viestimies 4/2012 s.