Heer

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Operations Research
Eine neue Fähigkeit im Aufwuchs
Frank Peter Schmitz
Konfliktverhütung und Krisenbewältigung sowie der Kampf gegen den internationalen Terrorismus sind die
wahrscheinlichen Aufgaben der Bundeswehr. Das Heer, als Träger von Landoperationen, ist besonderes in
Afghanistan mit zunehmend komplexen Anforderungen an die Truppe und die militärischen Führer konfrontiert. Vor diesem Hintergrund werden Anstrengungen unternommen, um im Dreiklang „Aufklärung – Führung – Wirkung“ die Aufgabenerfüllung im Einsatz zu verbessern. Operations Research (OR) kann im Bereich
„Verbesserung der Führungsfähigkeit“ einen wertvollen Beitrag leisten, um insgesamt das Ziel der „Überlegenheit im Einsatz“ zu gewährleisten.
Konzeptionelle Grundlagen
und Begriffsdefinition
O
Für die Bundeswehr legt die Teilkonzeption
Modellbildung und Simulation in der Bundeswehr (TK M&SBw) die Grundlage für
die Ausgestaltung und Nutzung von OR in
den Streitkräften. Gemäß TK M&SBw sind
„zur Unterstützung bei der Vorbereitung,
Durchführung und Nachbereitung von Einsätzen der Bundeswehr ... OR-Methoden
bereitzustellen und anzuwenden“. Unterhalb dieser Teilkonzeption gab es kein
Folgedokument, das die grundsätzlich
streitkräftegemeinsam auszugestaltende
Fähigkeit weiter beschreibt. Eine solche
Lücke war in der Dokumentenhierarchie
nicht weiter hinnehmbar. Das Heeresamt
(HA) hat daher im Auftrag des Führungsstabes des Heeres (BMVg Fü H) das „Eckwertepapier Operations Research Unterstützung im Heer (OR-Ustg H)“ verfasst.
Auch wenn viele, insbesondere streitkräftegemeinsame Rahmenbedingungen
noch nicht abschließend festgelegt sind,
beschreibt dieses durch den Führungsstab
des Heeres zwischenzeitlich erlassene Dokument die derzeitige Zielsetzung, Grenzen und Möglichkeiten, sowie zukünftige
Entwicklungen für die Nutzung von OR im
Heer.
Das Eckwertepapier OR-Ustg H definiert
OR als „… die Anwendung wissenschaftlicher – vorwiegend mathematischer –
Methoden bei der Erforschung, Analyse
und Bewertung von Planungsproblemen
und Betriebsabläufen in soziotechnischen
Systemen in der Vorbereitung und Unterstützung von Entscheidungen und Einsätzen...“. OR-Methoden können sich dabei
von einfachen Berechnungen (z.B. mittels
Tabellenkalkualtion) bis hin zu komplexen Simulationen, auch unter Nutzung
der Simulations- und Testumgebung der
(Foto/Grafiken: Bundeswehr)
R ist ein Problemlösungsansatz,
der während des 2. Weltkriegs
entwickelt wurde. Der Aufbau von
Radarüberwachungssystemen oder die
Planung des Begleitschutzes von Schiffskonvois sind Beispiele aus jener Zeit, die
besonders in den USA und Großbritannien zum Aufbau entsprechender OR-Abteilungen führten. Ziel war es, die in einer
Operation aufkommenden Probleme zu
untersuchen und Lösungsvorschläge auf
Basis wissenschaftlicher Methoden zu unterbreiten. Seit den 50er Jahren wurde der
Ansatz auch von der Wirtschaft adaptiert
und mit Erfolg angewandt. Militärisch wird
OR unverändert bei unseren amerikanischen und britischen Partnern im Grundbetrieb und im Einsatz umfänglich genutzt.
Die Bundeswehr hat in der Vergangenheit
OR-Methoden überwiegend im Rahmen
von Studien und konzeptionellen Fragestellungen genutzt. Hierbei wurden komplexe
militärische Problemstellungen – in Ermangelung militärischer OR-Strukturen – in der
Regel an externe Einrichtungen vergeben.
Erst 2007 hat der erfolgreiche, prototypische Einsatz einer OR-Zelle im Provincial
Reconstruction Team (PRT) Kunduz des
14./15. deutschen Einsatzkontingentes der
International Security Assistance Force (DEU
EinsKtgt ISAF) die Möglichkeiten und den zu
erzielenden Fähigkeitszuwachs einer strukturellen Abbildung von OR durch die Streitkräfte dokumentiert. Das Thema ist damit
„auf der militärischen Tagesordnung“.
Autor
Oberst i.G. Frank Peter Schmitz,
Dezernatsleiter im Heeresamt Abteilung I,
ist u.a. zuständig für die konzeptionelle
Weiterentwicklung im Bereich Operations Research sowie Modellbildung &
Simulation.
Lagedarstellung unter Nutzung „Afghan Glyphs“
Strategie & Technik · November 2009
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Bundeswehr (SuTBw), erstrecken. Zu den
wichtigsten Methoden gehören Optimierungsverfahren, statistische Verfahren, Simulation, Warteschlangen- und
Entscheidungstheorie. Die Komplexität
dieses vorwiegend wissenschaftlichen Instrumentariums erfordert qualifizierte ORAnalysten. Darüber hinaus können neben
diesen klassischen quantitativen Methoden
des OR ggf. auch vorwiegend qualitative
Methoden anderer Wissenschaftsbereiche
bedarfsbezogen genutzt werden. Im Zuge der Arbeit der OR-Zelle im PRT Kunduz
wurden so durch die OR-Analysten auch
Methoden/Verfahren wie Prozessanalyse,
Visualisierung und Mediation erfolgreich
eingesetzt, die nicht den klassischen ORMethoden zuzurechnen sind.
Die in diesem Zusammenhang geführte
Diskussion zur Unterscheidung zwischen
klassischem OR (mathematische Methoden) und der neuen Terminologie des „soft
OR“ (stärkere Einbindung von Geisteswissenschaften) ist dabei nach hiesiger Auffassung im Hinblick auf die Unterstützung
der Truppe im Einsatz nicht zielführend.
Entscheidend ist, dass dem militärischen
Führer und seinem Stab in der Entscheidungsvorbereitung und Beratung der optimale Problemlösungsansatz angeboten
und vermittelt werden kann.
Das Eckwertepapier OR-Ustg H stellt vor
diesem Hintergrund, neben Überlegungen
zur Struktur/Organisation, Ausbildung,
materiellen Ausstattung und internationalen Zusammenarbeit, den OR-Analysten in
den Mittelpunkt. Erste eigene Erfahrungen
aus dem Einsatz, aber auch Erkenntnisse
der U.S. Army belegen, dass nur der ORAnalyst, der zugleich über militärischen
Sachverstand verfügt, als Berater anerkannt wird. Alle weiteren Überlegungen
haben diesem Leitgedanken Rechnung zu
tragen.
OR-Unterstützung
im Einsatz
OR-Unterstützung im Einsatz (OR-Ustg
Eins) geht auf eine nichttechnische Studie
des Heeresführungskommandos zurück, die
im Ergebnis zur prototypischen Einrichtung
einer OR-Zelle im PRT Kunduz im Rahmen
des 14. DEU EinsKtgt ISAF 2007 führte. In
enger Zusammenarbeit mit dem Zentrum
für Transformation der Bw (ZTransfBw) und
der Firma IABG agierte diese Zelle so erfolgreich, dass die Arbeit auf Antrag des PRTKommandeurs über den Kontingentwechsel hinaus verlängert wurde und so auch im
15. DEU EinsKtgt ISAF verfügbar war.
Die OR-Zelle bestand aus drei Soldaten (einem Stabsoffizier, studierter OR-Experte, einem Offizier mit OR-Fachkenntnissen sowie
einem Feldwebel mit fundierten Kenntnissen im Bereich IT/Datenmanagement) und
war im PRT-Stab außerhalb der Abteilungen
auf Ebene des stellvertretenden Kommandeurs angesiedelt.
Komplexere oder rechenaufwändige Untersuchungen wurden mit einer Reach Back
Organisation in Deutschland (ZTransfBw, Firma IABG) abgestimmt, an diese übergeben
und dort bearbeitet. Die Ergebnisse wurden
anschließend der OR-Zelle im Einsatz zur
Auswertung und Nutzung übermittelt.
Zwei ausgewählte Beispiele veranschaulichen die Unterstützungsmöglichkeiten der
OR-Zelle im 14./15. DEU EinsKtgt ISAF:
So leistete die OR-Zelle einen erheblichen
Beitrag in der Umsetzung und Implementierung des Zielsystems des Hauptquartiers
(HQ) ISAF für die Ebene des PRT. Basierend
auf der Combined Joint Effects Tasking
Order (CJETO), die zur Beschreibung der
Lage die Bewertung von jeweils 20 Effekten/unterstützenden Effekten in 24 Distrikten des PRT erforderte, konnte durch die
Visualisierung mithilfe von sogenannten
„Afghan-Glyphs“ die Komplexität deutlich
reduziert und so das Lagebewusstsein des
PRT insgesamt erheblich verbessert werden.
Die Verwendung von „Afghan-Glyphs“, die
auf der Theorie der Chernoff-Gesichter des
amerikanischen Mathematikers Hermann
Chernoff basiert, erlaubte, im Vergleich zu
einer Darstellung mit je 20 Ampeln pro Distrikt – entgegen anfänglicher Skepsis gegenüber den „Comic-Gesichtern“ – die schnelle
Lesbarkeit und Interpretation der Lage und
verbesserte somit signifikant das Lagebewusstsein des Stabes.
Als weiteres Beispiel wurde zur Untersuchung der Fragestellung nach optimaler Positionierung bzw. Höhenänderung von Überwachungssensoren ein 3D-Geländemodell
des PRT und ein ca. 15 mal 15 km großer
Ausschnitt der Umgebung um das Feldlager mit Hilfe einer analytischen Geländesimulation geschaffen und Funktionalitäten
zur Berechnung und Darstellung von nicht
einsehbaren bzw. einsehbaren Bereichen
programmiert. Dieses Modell zeigte sich
vielseitig in seinen Anwendungsmöglichkeiten, da die interaktive Veränderung der
verschiedenen Parameter, neben dem optimalen statischen Sensoreinsatz, auch klare
Entscheidungshilfen zum Einsatz mobiler
Sensoren lieferte. So konnte ein wertvoller
Beitrag zur Optimierung des Lagerschutzes
geleistet werden.
Insgesamt wurde nach Auswertung der Arbeit der OR-Zellen im 14./15. DEU EinsKtgt
ISAF festgestellt, dass sich durch die Einbindung des OR-Personals ein deutlicher Fähigkeitszuwachs in der Unterstützung der militärischen Entscheidungsträger ergeben hat.
Folgerichtig wurde zu Beginn dieses Jahres
durch den Einsatzführungsstab der Bundeswehr die Wiedereinrichtung der OR-Zelle im
PRT Kunduz angewiesen.
Im März dieses Jahres nahm die OR-Zelle
erneut ihre Arbeit auf. Schwerpunkt in der
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LEOPARD 2 PSO
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OR – Herausforderungen
und zukünftige Handlungsfelder
Computersimulation Umgebung Feldlager (Darstellung zur Freigabe im Rahmen einer Veröffentlichung verändert)
Unterstützung des 19. DEU EinsKtgt ISAF
war es, eine Basis zur Generierung und insbesondere zum Erhalt des „Kontingentgedächtnisses“ des PRT Kunduz zu schaffen
und bereits eine erste, prototypische Realisierung als Grundlage für die Übergabe
des Kommandeurs 18. DEU EinsKtgt ISAF
an seinen Nachfolger bereitzustellen. Hintergrund dieses Auftrages ist die Erkenntnis,
dass bei jedem Kontingentwechsel, trotz
aller Bemühungen der Beteiligten, ein erheblicher Wissensverlust in allen Bereichen
festzustellen ist, der dazu führt, dass erst
nach Wochen die „Lernkurve des vorangegangenen Kontingentes“ erreicht wird. Der
dezidierte Auftrag wurde durch den Kommandeur 18. DEU EinsKtgt ISAF PRT Kunduz
an die OR-Zelle erteilt, die Fortführung dieses Auftrages durch seinen Nachfolger unmittelbar nach Übernahme bekräftigt. Die
Realisierung dieses Kontingentgedächtnisses sollte auf dem Prinzip der freien OnlineEnzyklopädie „Wikipedia“ erfolgen, so dass
einfaches und intuitives Eingeben und Auffinden von Informationen ohne langwierige
Einarbeitung sichergestellt ist.
Die durch die Nutzer im Rahmen der täglichen Stabsarbeit abgelegten Informationen
sind so auch noch nach mehreren Kontingentwechseln einfach auffindbar und weiter
verwendbar. Der Wissensverlust zwischen
den Kontingenten kann somit deutlich reduziert werden.
Im Rahmen einer Systemdemonstration
wurden auf die bereits realisierte technische
Plattform weitere, zahlreiche Anwendungen
nach Vorgabe des Kommandeurs oder Anregungen der Stabsabteilungsleiter implementiert. Der durch die OR-Zelle entwickelte
Prototyp hat sowohl die Führer vor Ort, als
auch höchste Vorgesetzte im Rahmen der
Dienstaufsicht nachhaltig überzeugt. Die
Geschwindigkeit der Projektrealisierung und
die hohe Akzeptanz im PRT sind beeindruckend – die Implementierung von Erweiterungen wird vom Stab gefordert.
In der Bundeswehr wird mit militärischem
OR Neuland beschritten und nur selten
kann auf Etabliertes zurück gegriffen
werden. Die Qualität der Beratung mit
Methoden des OR steht und fällt mit der
Ausbildungshöhe und dem Erfahrungshintergrund des eingesetzten Personals. Hier
ist in erster Linie der studierte OR-Experte
zu nennen, da dessen Ausbildung am aufwändigsten ist. Derzeit kann nur auf eine
sehr überschaubare Anzahl von Offizieren
zurück gegriffen werden, die über ein Studium an einer akademischen Einrichtung
im Ausland (z.B. Naval Postgraduate School
in Monterey, University of Central Florida in
Orlando) verfügen.
Neben der Ausbildung ist die organisatorische Abbildung dieser neuen Fähigkeit ein
Handlungsfeld von herausragender Bedeutung. Hier kann derzeit auf nahezu nichts
zurück gegriffen werden, so dass jede Entscheidung als Ad-hoc-Maßnahme in persönlicher Kenntnis der betreffenden Personen und ihrer Ausbildung getroffen wird.
Nur durch Etablierung streitkräftegemeinsamer Personalbegriffe und Tätigkeitsbilder für OR/M&S-Personal ist der Aufwuchs
und eine zielgerichtete Ausbildungs- und
Verwendungssteuerung möglich.
Auf beiden Handlungsfeldern, Ausbildung
und Organisationsgrundlagen, wird an einem
streitkräftegemeinsamen Ansatz gearbeitet,
und entsprechende tragfähige Lösungen sollten in diesem Jahr erreichbar sein. Im Bereich
Ausbildung haben unter Federführung des
ZTransfBw bereits erste prototypische Ausbildungsgänge stattgefunden.
Die Erfahrungen mit OR-Ustg Eins beruhen derzeit nur auf Erkenntnissen der
taktischen Ebene eines PRT. Auf höheren
Heer
Führungsebenen sind die Fragestellungen
häufig komplexer und der Zeithorizont für
die Problemlösung in der Regel größer.
Um den eigenen Sachverstand auf diesen
Bereich auszudehnen, wäre mittelfristig
eine vertikale Ausfächerung der OR-Ustg
Eins anzustreben. Dieser Ansatz impliziert
zwangsläufig den Einsatz in einem multinationalen Umfeld und würde zu einem
erheblichen Erfahrungszuwachs führen.
Einsatzmöglichkeiten könnten sich ggf. in
einer entsprechenden Zelle im HQ ISAF in
Kabul ergeben. Vor einer entsprechenden
Empfehlung/Entscheidung sind aber weitere Untersuchungen notwendig.
Die erfolgreiche Unterstützung durch eine
OR-Zelle im Einsatzland erfordert zwingend
die durchhaltefähige Abstützung auf entsprechende Kapazitäten im Heimatland die
aufgebaut und alimentiert werden muss.
Eine prototypische Erprobung im Zuge des
19. DEU EinsKtgt ISAF bei ZTransfBw hat hier
erste Ergebnisse geliefert. Nach bisherigen
Erkenntnissen sollte die zu bildende Zelle als
alleiniger Ansprechpartner und Bindeglied
zur Industrie, Forschungseinrichtungen und
ggf. anderen militärischen Dienststellen (z.B.
Universitäten der Bundeswehr) agieren.
Eine dauerhaft tragfähige Unterstützung
mit Methoden des OR darf sich nicht auf
den Einsatz beschränken, auch wenn hier
zurzeit richtigerweise der Schwerpunkt
liegt. Die Unterstützung im Grundbetrieb
ist die zweite Säule, die hier betrachtet werden muss. Eine entsprechende nichttechnische Studie, deren Ergebnisse 2010 vorliegen sollen, wurde durch das Heer initiiert.
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November 2009 · Strategie & Technik
bewegt.
untersuchen, inwieweit Synergieeffekte
mit anderen Aufgabenbereichen der Entscheidungsunterstützung wie Controlling
oder Knowledge Development (KD), die
u.a. auch auf OR-Methoden zurückgreifen,
nutzbar sind.
OR wird bei unseren Bündnispartnern im
Einsatz und im Grundbetrieb eingesetzt.
Das Heer hat in diesem Zusammenhang
den Erfahrungsaustausch mit den USA und
Frankreich institutionalisiert. Mit der U.S.
Army, die enorme Ressourcen in diesem
Bereich einsetzt, findet seit 1996 jährlich
ein hochkarätiges OR-Symposium statt, infolge dessen u.a. Ausbildungsmöglichkeiten für deutsches Fachpersonal an US-Einrichtungen gewonnen werden konnten.
Fazit
Im Zuge von drei Kontingenten ISAF wurde
auf PRT-Ebene durch den jeweiligen militärischen Führer ein deutlicher Mehrwert im
Sinne eines Fähigkeitszuwachses durch die
OR-Ustg im Einsatz attestiert.
Auch wenn das Heer in diesem Bereich
vorangeht, ist OR grundsätzlich eine streitkräftegemeinsame Aufgabe. Eine vertikale
Ausfächerung von OR in den operativen,
multinationalen Bereich oder eine horizontale Ausweitung auf andere taktische
Stäbe ist – mit Blick auf die derzeit noch
nicht ausreichenden Ressourcen des Heeres (ausgebildetes Personal) – nur in einem
Ansatz zu realisieren, der auf die verfügbaren Kapazitäten aller militärischen Organisationsbereiche zurückgreift.
Weiterhin müssen solide Grundlagen geschaffen werden, um die derzeit überwiegend Ad-hoc initiierten Maßnahmen abzulösen. Die Einführung eines abgestimmten
streitkräftegemeinsamen Ausbildungskonzeptes und die Schaffung von Organisationsgrundlagen sind hier an prominenter
Stelle zu nennen – die Weichenstellung in
diesen Bereichen wurde bereits vorgenommen und man ist auf einem guten Weg.
Der Bereich OR-Unterstützung im Grundbetrieb, in dem es derzeit kaum nationale
militärische Erfahrungen gibt, ist im Rahmen
der diesbezüglichen Studie eng zu begleiten,
um einen möglichst großen Nutzen im Friedensbetrieb zu erzielen, der die Akzeptanz
von OR weiter erhöhen wird und damit die
Basis für die Fortsetzung dieser insgesamt
erfolgreichen Entwicklung verbreitert.
Insgesamt kann festgestellt werden, dass
durch den Erfolg dieser „neuen Fähigkeit
im Einsatz“ in vergleichsweise kurzer Zeit
enorm viel erreicht werden konnte. Es
kommt jetzt darauf an, einerseits diesen
Schwung zu erhalten, andererseits aber
eine breitere solide Basis für eine Verstetigung dieses Erfolges zu schaffen.