2/2003

Majuri, FM Pertti Kuokkanen, Projektin johtaja, Johtamisen laitos, Maanpuolustuskorkeakoulu

KOMENTAJA- JA ESIKUNTAKOULUTUKSEN SIMULOINTIJÄRJESTELMÄT (osa 1/2)

Kuten monessa muussakin sotilasjohtamiseen ja –strategiaan perustuvassa historian alkuajoista lähtevään toimintaan tässäkin viitataan noin 3000 vuotta sitten vaikuttaneeseen Sun Tzuhun. Hänen sanotaan luoneen ensimmäisen sotapelin. Kuitenkin varsinainen läpimurto tapahtui Preussissa 1811. Paroni von Reisswitz kehitti pelin ”Kriegspiel” ja esitteli sen prinsseille Wilhelm ja Friedrich. Peli otettiin kenttäkomentajien päätöksien harjoitteluun mukaan. Peli koostui hiekkapöydästä, jolla siirrettiin sääntöjen mukaisesti puusta tehtyjä erityyppisiä aikakauden sotilasyksiköitä. Säännöt liittyivät liikkeeseen ja maaston vaikutukseen taistelussa. Myöhemmin hiekka poistettiin ja maasto kuvattiin monivärisillä alueilla. Peli oli levinnyt Italiaan, Venäjälle, Japaniin ja USA:han ennen vuotta 1867.

Toisen maailmansodan jälkeen tietokoneaikakaudella aloitettiin taistelujen mallinnus myös tietokoneavusteisesti. Suomessa ensimmäinen tietokoneavusteinen esikuntasotapeli on pelattu SKK:lla 1971. Tämän jälkeen tämän tason sotapelien kehitys on jäänyt meillä hieman taka-alalle. Maailmalla pelit ovat kehittyneet niin kaupallisesti kuin ammatillisesti. 1990-luvulla on kehitetty useita järjestelmiä, jotka ovat levinneet eri maiden komentaja- ja esikuntakoulutukseen erityisesti pataljoona- ja prikaatitasoille (commander and staff trainer).

Toiminnan tavoitteet

Mallinnuksen ja simuloinnin sovellusalueet voidaan jakaa esimerkiksi kuvan 1 tapaan. Alueet voidaan jakaa tasoittain suoritustason mukaisesti strategiseen, operatiiviseen, taktiseen ja järjestelmiin kohdistuvaan tasoon. Lisäksi alueet voidaan jakaa toiminnan mukaisesti tutkimukseen, opetukseen/harjoitukseen ja suunnitteluun/analyysiin. Nämä alueet voidaan kattaa erityyppisillä simulaatiojärjestelmillä kuvan mukaisesti. Tässä artikkelissa keskitytään operatiivisen ja taktisen tason mallien ja simulointien käyttömahdollisuuksien tarkasteluun. On muistettava, että strategisen tason simulaatiot ovat malleiltaan yleisempiä kuin järjestelmätason hyvinkin tarkat ja yksityiskohtaiset välinesimulaattorit.

Kuva 1. Mallinnuksen ja simuloinnin sovellusalueet

Komentaja- ja esikuntakoulutusjärjestelmän tavoitteet voidaan selkeästi jakaa seuraavasti:

1. Komentajien ja heidän esikuntiensa koulutus ja harjoitus
2. Taktiikan ja operaatiotaidon opetus
3. Taktiikan ja operaatiotaidon tutkimus

Ensimmäinen tavoite mahdollistaa tehokkaan ja innovatiivisen harjoittelun ja itsensä sekä joukon kehittämisen komentajille ja heidän esikuntien henkilöstölle. Tällainen harjoitusympäristö mahdollistaa esikuntaprosessien sisäistämisen ja toisaalta myös oman toiminnan testaamisen ja varmistumisen siitä, toimivatko johtamisjärjestelmän organisaatio, prosessit ja välineet halutulla tavalla.

Opetus ja tutkimus mahdollistavat erilaisten roolien ”pelaamisen”, ongelmaratkaisutaitojen ja päätöksenteon kehittymisen, analysointitaitojen kehittymisen sekä toiminnan erilaisissa simuloiduissa tilanteissa, joita ei voida rauhan aikana koulutuksessa toteuttaa. Nykyisessä toimintaympäristössä on niin sotilaallisia kuin ei-sotilaallisia operaatioita, joissa sotilasjohtajien on osattava toimia oikein.

Harjoituksen elementit ja toteutus

Tietokoneavusteinen esikuntaharjoitus on harjoitus, jossa käytetään tietokonepohjaisia simulointimalleja muodostamaan operatiivisesti realistinen ympäristö komentajien, esikuntien ja heidän johtamisjärjestelmien käytölle päätöksen teossa, esikuntaprosesseissa ja yhteistoiminnassa muihin esikuntiin. Harjoitus koostuu yleensä seuraavista elementeistä: harjoituksen johdosta ja sen edustamasta ylemmästä johtoportaasta, harjoitettavasta/harjoitettavista esikunnista, vastustajan esikunnasta/esikunnista, sekä edellisten johdettavista alajohtoportaista (operaattorit). Lisäksi toimintaan liittyy simulaatiojärjestelmän ja johtamisjärjestelmän tarkoituksenmukainen yhteenliittyminen. Periaatekuva tällaisen harjoituksen elementeistä ja niiden välisistä tietovirroista on kuvassa 2.

Kuva 2. Tietokoneavusteisen harjoituksen elementit (prikaatitason harjoitus)

Harjoitus kestää yleensä viikon. Alkuvaiheessa se on jaettu harjoituksen perustamiseen ja käyttäjäkoulutukseen. Tämän rinnalla simulointijärjestelmän tarvittavat asetukset tarkistetaan ja asetetaan harjoituksen vaatimaan tilaan. Varsinainen harjoitus kestää noin kaksi ja puoli vuorokautta työskentelyajan ollessa  joko 12 tai 24 tuntia vuorokaudessa. Harjoituksen viimeisenä päivänä käytetään 3-6 tuntia palautteen antoon ja harjoituksen tapahtumien kertaamiseen. Yleisesti käytetty tietokoneavusteisen harjoituksen läpivienti on kuvassa 3.

Kuva 3. Esimerkki tietokoneavusteisen harjoituksen läpiviennistä

Haasteet ja mahdollisuudet

Uusi simulointijärjestelmä on aina haaste sen käyttöön ottavalle organisaatiolle. Sen tuomat haasteet ja tavoitteet on osattava painottaa oikealla tavalla omaan toimintakulttuuriin sitoen. Uudet asiat saattavat haastaa kehittämään ja  muuttamaan johtamisjärjestelmäkoulutusta. Toisaalta on ymmärrettävä ja sisäistettävä simulointikoulutuksen mahdollisuudet ja rajoitukset niin taktisessa, operatiivisessa kuin rauhanturvaoperaatioiden ympäristössä. Simulointi avaa uusia mahdollisuuksia tutkia tulevaisuuden johtamisen koulutusjärjestelmiä.

Vakioidut simulaatioharjoitukset kehittävät taktiikan ja operaatiotaidon osaamista komentajien ja esikuntien osalta. Samanaikaisesti analysointi- ja päätöksentekotaidot kehittyvät. Lisäksi simulaatiot antavat hyvän mahdollisuuden laajamittaistenkin suunnitelmien testaamiseen. Ehkä raadollisinta on kehittää esikuntien mittausjärjestelmiä, mutta toisaalta palautteen kautta omista virheistä opimme parhaiten. Simulointijärjestelmät ovat osa tulevaisuuden johtamisjärjestelmiä.

Suomessa on hankinnan alla edellä kuvattuun tarkoitukseen käytettävä pataljoona- ja prikaatitason komentajien ja heidän esikuntiensa kouluttamiseen ja harjoittamiseen tarkoitettu simulointijärjestelmä KESI-projektin toimenpitein. Tämän järjestelmän ominaisuuksista ja mahdollisuuksista kerrotaan kirjoituksen seuraavassa osassa.

Tulevaisuudessa ihminen on myös osa simulaatiota

Simulointi ja simulaattorit ovat olleet nykypäivää koulutuksessa ja testaamisessa jo jonkin aikaa. Ne ovat kuitenkin olleet approksimaatioita olemassa olevasta maailmasta ja sen tilan muutoksista. Tietokoneiden laskentakapasiteetin kasvaessa on tullut tarpeelliseksi kehittää myös laskentamalleista tarkempia ja enemmän tietoa käsitteleviä. Taistelusimulaattoreiden kehittyessä on esiin tullut voimakas tarve kehittää simuloitujen joukkojen ja jopa yksittäisten henkilöiden käyttäytymismalleja simuloinnissa.

Simuloituihin joukkoihin liittyy termi Computer Generated Forces (CGF). Tätä yleistä termiä käytetään viittaamaan tietokoneella muodostettuihin objekteihin, jotka yrittävät mallintaa ihmiskäyttäytymistä riittävästi, jotta synteettisessä maailmassa olevat joukot voivat toimia osittain automaattisesti ilman käyttäjän ohjausta ja vaikutusta. Synteettisellä maailmalla tarkoitetaan sisäisesti verkottunutta simulaatiota, joka esittää taistelukentän olosuhteet tarkoituksenmukaisella realistisella tasolla ja tuottaa tähän tarvittavat prosessit. Tämä maailma on voitu luoda yhdellä tai usealla verkottuneella tietokoneella lisäämällä siihen ohjelmalliset erikoisefektit ja tarkat käyttäytymismallit. Nämä mahdollistavat vuorovaikutuksen ja visualisoinnin sekä liittymisen simuloituun ympäristöön.

Simuloituja joukkoja (CGF) voidaan käyttää asioiden taitelutekniikan ja taktiikan opettamiseen ja harjoittamiseen ja avustamiseen opitun tietämyksen siirtämisessä sekä simulaatioharjoitusten tukihenkilöiden määrän vähentämiseen. Lisäksi niitä voidaan käyttää tulevaisuuden suunnittelussa (esim. uudet joukkotyypit ja organisaatiot), johtamisjärjestelmien rakenteiden tutkimukseen ja kehittämiseen sekä hankintoihin liittyen järjestelmien käytettävyyden testaamiseen. Tutkittavat teknologiat ovat keskittyneet synteettisen ympäristön luonnin, simulaattoriarkkitehtuurien, mallinnuksen, ihmiskäyttäytymisen ja -vuorovaikutuksen alueille.

Luetelluista alueista mallinnus on ehkä tärkein nykyinen tutkimusalue. Siihen liittyy seuraavia osa-alueita: tiedon kerääminen (tietokantateknologiat, data mining, tietämystutkimus), tilanteenluonti (datafuusio, sääntöpohjaisuus, neuraaliverkot, hahmontunnistus, jne.), päätöksenteko (simulaatiot, operaatioanalyysi, sumealogiikka) ja viestintä (puheentunnistus, liikkeentunnistus, hahmonluonti).

Mallinnuksessa pyritään huomioimaan seuraavia henkisiä tekijöitä. Helpoimmin mallinnettavissa olevia kokonaisuuksia ovat toiminnan kohteiden ja henkilöiden vaikutus päätöksiin ja toimintaan, päätösten vaikutus henkilöiden toimintaan sekä toiminnan vaikutus toiminnan kohteisiin. Vaikeita mallinnettavia on sitten lukumääräisesti reilusti enemmän. Esimerkkeinä voidaan mainita motiivien vaikutus henkilöiden valintoihin, arvojen, tunteiden, herkkyyden ja stressin vaikutus henkilöiden tekemiin päätöksiin ja toimintaan sekä ympäristön toiminnan vaikutus henkilön fyysiseen ja psyykkiseen tilaan.

Asiaa tutkivien organisaatioiden tavoitteina tulevaisuudessa on kehittää yleiset käyttäytymismallit toimintapainotteisiin tehtäviin, lisätä ymmärrystä sosiaalisesta vaikutuksesta käyttäytymiseen, mallintaa informaation vaikutuksia käyttäytymisessä sekä kehittää ryhmänkokoisen organisaation laskennallinen malli. Aihealueet ovat mielenkiintoisia ja samalla aikaa erittäin vaikeita. Niiden mallintaminen todellisiksi synteettisen maailman objektien käyttäytymismalleiksi vie useiden vuosien työpanoksen. Tulevaisuudessa näemme, kuinka kaukana synteettinen maailma on reaalimaailmasta - vai yhtyvätkö ne?