從20世紀40年代到現在，美國空軍領導人已將軍事運籌融入空軍文化中了。從二戰的轟炸精度研究到冷戰損耗模型，以及現今的兵力結構和風險消解模型，美國空軍領導人依靠基於軍事運籌的合理建議來完成他們最重要的決策。
二戰時期——軍事運籌的起源
早在二戰的美國陸軍航空兵時期，空軍就使用了運籌分析和軍事運籌等術語。英國皇家空軍在二戰初期階段創造了“運籌學”一詞，當時是指改進戰鬥機、無線電和雷達的運用，以更有效地攔截德國轟炸機。美國空軍迅速效仿其英國盟友。在《第二次世界大戰的運籌分析》的前言中，後來擔任空軍第一任參謀長的卡爾·斯帕茲將軍描述了在1942年提出建立第一個軍事運籌組織的情況，當時他負責在英國海威科姆機場指揮第8轟炸機司令部（此後很快重新命名為第8航空軍）。第一個軍事運籌組織取得的成功使其他美國空軍指揮官瞭解軍事運籌分析的概念，並加速了更多其他軍事運籌組織的建立。1942年年末，美國空軍總司令亨利·阿諾德支持建立軍事運籌組織，並在整個美國空軍將其制度化。
運籌帷幄之中 決勝千里之外— 美國空軍運籌學的發展歷程
《美軍軍事運籌史》包括題為《軍事運籌在美軍的起源》的章節，重點介紹了阿諾德將軍下令研究英國皇家空軍的經驗，以及美國空軍與國家科學院、其他機構合作的建議，戈登·薩維爾上校和西里爾·詹斯基上校奉命成立分析小組。1942年3月20日之後，詹斯基被任命為特別顧問，並建立了一個小型軍事運籌部門，以支持美國陸軍航空兵參謀部級別的防空作戰計劃和行動。當薩維爾和詹斯基繼續與作戰部隊合作的同時，詹斯基寫了《關於戰爭部運籌分析的備忘錄》，概述了整個戰爭部吸納文職分析員的情況。同期，美國空軍少校沃爾特·巴頓·利奇和愛迪生聯合電氣公司研究主任沃德·F·戴維森博士及其團隊，對英國和美國軍隊的軍事運籌活動進行了全面的調查分析，並於1942年8月17日提交了他們的報告。阿諾德將軍將報告轉交給他的顧問委員會。根據該報告、顧問委員會的建議以及部隊對運籌分析的需求，阿諾德指出，民事專家和現役軍官為空軍司令部進行運籌分析具有重要價值。阿諾德將軍還指示在空軍參謀部的管理控制局設立一個運籌分析處。運籌分析處成立於1942年12月31日，以利奇為處長。美國空軍軍官利奇被許多人認為是“美軍軍事運籌之父”。
在二戰期間，美空軍共有245名軍事運籌分析員，同一時間最多175人，他們分佈在26個運籌分析組，其中16個航空隊各有1個，另外幾個在美國空軍海外司令部以及本土的培訓機構。最大的組在英格蘭的第8航空軍，存在有兩年半時間，共有48名各種專業的分析員加入其中，數學家最多，有15人。每個空軍部隊都有專門的分析員對作戰計劃提出建議，並評估作戰計劃和隨後的成本。
亨利•阿諾德
運籌學的有益結果不僅限於二戰期間的歐洲戰場。第8航空軍運籌分析組的數學家W·J·約登在1942年和1943年改進轟炸效能方面發揮了重要作用。1944年，他轉到第20戰機聯隊，在那裡他為太平洋戰區成功的B-29轟炸機作戰運用做出了貢獻。戰爭部還在美國空軍的統計控制辦公室戰鬥分析組開發運籌分析應用程序，數學家喬治·B·丹茨格開發了一個報告系統，使戰鬥部隊能夠記錄飛機出動次數、失蹤和損壞的飛機、投放的炸彈以及受到攻擊的目標。丹茨格還提出了用於規劃相關活動的概念，這些概念後來幫助他將資源決策抽象為線性規劃模型。完成博士學位後，丹茨格回到五角大樓擔任最優規劃科學計算項目的首席數學家。在該項目中，由數學家、統計學家和計算專家組成的文職人員負責提出和解決各種空軍規劃和計劃問題，丹茨格博士開發瞭解決線性規劃問題的單純形法，被認為是20世紀的十大算法之一。
20世紀50年代——建立軍事運籌研究機構
隨著二戰的結束，大多數分析員返回大學、實驗室，或從事其他民事活動。面對人才的大量流失，阿諾德將軍認識到在國防規劃方面有必要將私營部門的技術、學術研究和政府之間的協作制度化。阿諾德與道格拉斯飛機公司的唐納德·道格拉斯、麻省理工學院的愛德華·鮑爾斯以及其他人合作，於1945年創建了蘭德項目，蘭德於1946年5月發佈了第一份報告《實驗性環繞地球太空船的初步設計》，為空軍太空作戰奠定了基礎。1948年5月，在美國空軍參謀長的指導下，蘭德項目被轉移到蘭德公司。蘭德公司是一個獨立的非營利組織，也是空軍唯一由聯邦政府資助的進行研究和分析的研發中心，它在軍事運籌學和系統分析學科的建立中發揮了核心作用。空軍賦予蘭德公司的任務範圍廣泛，同時蘭德公司在確定其研究課題時有很大的自由度，這使得蘭德公司研究人員多年來建立了專業研究的基礎，例如博弈論、蒙特卡羅技術、動態規劃、定義和量化成本和風險的概念方法，這些概念方法不僅奠定了軍事運籌學的基礎，也為其更廣泛的政策分析提供了有利條件。蘭德公司已經從一個擁有200名人員的將空軍作為其單一客戶的研究項目，發展成為擁有1875名研究員、為眾多客戶服務的世界頂級智庫。
二戰期間的運籌學研究人員合影
在阿諾德將軍創建蘭德公司的同時，空軍（1947年成為獨立軍種）在空軍司令部和主要司令部內建立了軍事運籌組織。空軍司令部運籌分析辦公室有兩項職能：向空軍參謀部提供科學分析，並作為空軍運籌分析組織的中心。截至1951年，空軍司令部和10個職能司令部都有運籌分析辦公室，分析員數量增加，達到70個，實際編制95個崗位。95個崗位大多由文職人員擔任，當時還沒有現役軍職分析員。柯蒂斯·勒梅將軍招募了許多傑出的軍事運籌分析員到內布拉斯加州奧馬哈的戰略空軍司令部。由於蘭德公司側重於相對遙遠的未來問題，空軍的運籌分析辦公室側重於當前和近期的問題。在朝鮮戰爭期間，來自空軍運籌分析辦公室和蘭德的運籌分析員負責提供分析支持。
到20世紀50年代中期，空軍司令部運籌分析辦公室有25名分析員，分為5個小組。1組專門研究核武器的影響，2組專門研究彈道導彈和巡航導彈的影響；3組主要處理從測試和演習中獲取有關作戰行動的信息；4組負責整合前3個組的輸入，用於協助空軍參謀部規劃人員；5組與現有的運籌分析辦公室保持聯絡，併為那些希望建立新的運籌分析辦公室的指揮官提供幫助。新建的運籌分析辦公室按照這些相同的一般原則進行組織，主要研究作戰行動和相關問題，以及新技術和其對未來武器系統的影響。當時運籌組織的大部分增長來自建立新的運籌分析辦公室，而不是擴大現有運籌分析辦公室。
20世紀60年代——兵力結構分析與越南戰爭
20世紀60年代，當國防部長羅伯特·麥克納馬拉將國防部長辦公室內的系統分析制度化時，空軍的分析焦點發生了顯著變化。許多蘭德公司分析員，特別是那些發展核威懾理論的人，成為麥克納馬拉的“神童”，對軍種兵力結構與預算產生了很大影響。由麥克納馬拉部長委託的一個重要研究項目，由當時的空軍准將格倫·肯特領導，國防研究和工程辦公室主任哈羅德·布朗博士負責監督。在幾乎所有空軍將軍都是飛行員的時候，格倫肯特上升到中將軍銜，因為他的分析幫助空軍向一個日益具有分析意識的國防部證明其立場。肯特中將的研究得出的結論是“美國和蘇聯都不能在全面的熱核戰爭中避免國家遭受破壞”。
越南戰爭
越南戰爭需要進行分析，以支持戰區日常運作和長期研究。五角大樓研究和分析辦公室正在忙於進行兵力結構分析以支持預算決策，與戰役決策相距甚遠。因此，一小部分軍事運籌分析員在越南第7航空隊司令部工作。從1968年10月到1972年，空軍實施了“狩獵突擊隊”行動，其目的是從空中攔截通過越南和老撾邊境的胡志明小道的物資和士兵。第7航空隊分析員每天向作戰主任和指揮官提交包含趨勢分析和卡車毀傷預測的簡報，為未來1周的決策提供信息。當時常規轟炸效率低下，從1965年到1968年，近900架次轟炸都未摧毀位於松馬河上的清化鐵路和公路大橋，而美軍有11架飛機失蹤。他們的主要軍事運籌學工具是迴歸分析，以預測未來的結果。該分析小組還專門研究了諸如烏鴉系統的有效性等問題，這是一種部署在AC-130飛機上的高靈敏度無源傳感器，可以探測隱藏在密集叢林樹冠下沿著胡志明道路行駛的北越卡車。
第7航空隊估計在“狩獵突擊隊”行動中至少有46000輛卡車被空襲襲擊摧毀或損壞，但美國飛機損失比“滾雷行動”少得多，小喬治·J·基岡少將（從1968年到1969年，任第7航空隊的情報處副處長）認為“空中力量只能阻礙10％～15％的敵方後勤保障”。複雜的傳感器系統主要針對汽車發動機進行了優化，而不是步行交通，因此對於1972年3月北越入侵南方而言至關重要的步兵補給受到的影響較小。越南戰爭期間，蘭德公司還通過越共囚犯和逃兵的供詞對戰士的動機和士氣進行深入分析，為駐越美軍提供了決策支持。
在此期間，空軍的軍事運籌組織繼續發展。最優規劃科學計算項目後來成為了空軍研究和分析辦公室。1971年，研究和分析辦公室合併了規模較小的司令部運籌分析辦公室（大約35名專業人員），1991年該組織成為了空軍研究和分析局。空軍研究和分析局非正式地擔任軍事運籌學中心，定期舉辦研討會，負責國防相關的專業化分析。隨著空軍越來越多地參與軍事運籌學的多軍種機密研討會，空軍每半年一次的運籌分析技術研討會也停辦了。1966年，軍事運籌學會成立，空軍是其創始組織之一。
海灣戰爭
20世紀七八十年代——冷戰
20世紀七八十年代，軍事運籌作用得到了加強，不僅應用於國防規劃預算、作戰，還用於滿足作戰需求提出新方法。空軍仍然是這一領域的領導者，創建了從戰略到任務的分析。1970年夏天，因為新型戰略運輸機C-5A計劃的成本超支，參議院將對是否取消該項目以及F-15項目、機載預警和控制系統項目進行辯論。空軍參謀長約翰·瑞安將軍指示肯特中將為國會審查的3個項目準備合理的分析評估。肯特中將對這3個項目“從戰略到任務”的分析說服了參議員威廉·普羅克米爾，使其撤回了中止這些項目的修正案。今天，這3種裝備仍然是美國和盟國重要的空軍裝備。
軍事運籌在飛機設計以應對新的作戰挑戰方面也發揮了重要作用。根據軍事運籌分析，空軍用F-15和F-16取代了老化的F-4、F-100和F-105戰鬥機。這些20世紀七八十年代的新型飛機將成為北約用來對抗蘇聯威脅的主要武器系統。空軍研究和分析辦公室的拉里·韋爾奇領導著有37位分析員的戰鬥機分析組，他們的工作對於奪取空中優勢的F-15戰鬥機以及重量更輕、價格更便宜的F-16戰鬥機至關重要的設計和採辦非常重要。韋爾奇與總部空軍研究和發展需求少校約翰·博伊德、空軍系統司令部數學家托馬斯·Ｐ·克里斯蒂合作，應用蒙特卡羅模擬模型和能量機動性概念，在確定F-15和F-16的設計參數方面發揮了關鍵的作用。1974年，由空軍部署的F-15的重量、機翼載荷和推力與重量之比等參數，與韋爾奇模擬的具有最佳效費比的設計參數差距在5％以內。韋爾奇針對F-4、F-15和F-16的仿真模型是TAC AVENGER模型的基礎。空軍研究和分析辦公室使用該仿真模型評估了A-10雷電攻擊機、F-4G野鼬鼠戰鬥機、EF-111電子戰戰機和機載預警與控制系統。
冷戰期間威脅的持續演變需要一種系統的方法來評估美國的能力差距。作為戰術空軍司令部的計劃主管，韋爾奇與他的系統司令部同行建立了一個分析小組，目標是確定未來的防禦能力需求以及現有能力的差距。這種能力差距分析方法導致第一代隱形飛機F-117、EC-130H羅盤呼叫系統、F-15E遠程和全天候打擊項目，以及夜間低空導航與紅外尋的吊艙系統的開發和部署，以對抗新的蘇聯SA-5地對空導彈和華約綜合防空系統。作為空軍參謀長，韋爾奇將軍繼續依靠合理的分析。在徵求F-22製造建議時，空軍規定使用“戰術空戰模型”進行方案選擇。韋爾奇根據對突防蘇聯縱深目標的分析，證明了具有核打擊能力的先進巡航導彈的合理性。
在20世紀七八十年代，戰略空軍司令部、空軍研究和分析局、參謀長聯席會議部隊和評估局委員會將大量資源集中在核戰分析。每年都有比較詳細的蘇聯對美國實施的大規模核攻擊計劃和應對方案，主要方法是線性規劃和離散事件模擬。這些分析為部隊結構、裝備需求和採辦決策提供了基礎。蘭德公司還研究了蘇聯彈道導彈的選擇及其潛在的基地，其為軍備控制分析和許多條約的簽訂奠定了基礎。
在此期間，空軍繼續推動軍事運籌學的專業化，特別是在其教育計劃中。空軍理工學院分別於1973年、1978年、1992年開始授予軍事運籌學專業學士學位、碩士學位、博士學位。截至2017年，已授予1262個碩士學位、63個博士學位；截至2016年，已授予1190個學士學位。
到20世紀80年代中期，空軍分析員的總人數普遍持續增長，但速度有所放緩。在里根總統領導下，國防部的預算在1986年達到頂峰，然後國防部的規模普遍下降，包括軍事運籌分析員。1986年，空軍擁有1626名軍事科學家，其中約60％是軍事運籌分析員。1988年，軍事運籌學分析員職業系列中有476名文職分析員。截至2000年底，與分析相關的空軍文職人員規模水平比1988年低約20％。2000年之後，分析員又開始增加。2015年，空軍有563名文職分析員、492名軍職分析員。
1990年代中期——中東戰爭
1992年，戰略空軍司令部解散，並在內布拉斯加州奧夫特空軍基地成立了戰略司令部。戰略司令部繼承了勒梅將軍的傳統，比其他作戰司令部更依賴於軍事運籌分析員。1991年，空軍研究和分析局成立，向空軍參謀部報告。
1993年，空軍在司令部設立了建模、仿真和分析委員會，空軍研究和分析局作為下屬單位。該委員會於1997年擴編為指揮和控制委員會，其中包括增加1名建模、仿真和分析副主任。為了更好地競爭有限的國防部撥款，2001年空軍研究和分析局可以直接向空軍副參謀長報告。
海灣戰爭中，空軍研究和分析局的成員參與美國中央司令部“黑洞”小組，負責制定周密作戰計劃。這場戰爭出現了新式的空戰方式，證明了空軍對隱形、精確武器和夜間傳感器的投資價值。冷戰後國防預算的縮減使軍方更加重視運籌學，以更好地闡明能力需求和選擇投資策略。從1993年開始，空軍為隨後的所有《四年防務評估》提供了重要的兵力結構分析。
在阿富汗戰爭和伊拉克戰爭中，空軍部署戰鬥分析員以支持戰役指揮官。他們對實際作戰問題進行研究，包括關於近距離空中支援對地面指揮官的響應時間，打擊簡易爆炸裝置措施的有效性，以及減少平民傷亡措施的有效性。憑藉這些戰時分析經歷，軍職運籌分析員更多地晉升為上校。
2006年至今——中東戰爭與重組
支持阿富汗戰爭和伊拉克戰爭的主要運籌分析之一是改善作戰部隊的空中補給。華納羅賓斯航空後勤中心採用“關鍵鏈”項目管理技術，將C-5運輸機維修和檢修時間縮短了33％，相當於增加5架C-5運輸機。5架飛機的額外運營每年至少產生4980萬美元的額外收入。空軍分析員開發了一項新技術，使用50個迴歸方程來標準化飛機類型、任務類型、出動時間和貨物重量的燃油效率指標，證明了使用空軍C-17和C-5運輸機運輸燃料較地面運輸的經濟可行性。截至2017年，使用6000架次運輸飛機向阿富汗運送了燃料，減少了600支運輸車隊，挽救了生命和裝備，為國防部節省了2.7億美元。
由於軍種、聯合參謀部和國防部辦公室之間的差異，2006年開始為分析課題制定標準想定和戰役模型輸入。在2010年，標準想定和戰役模型輸入改名為“戰略分析支持”。空軍開發了合成戰區戰役研究模型，這是一項大約200萬行C代碼的離散事件仿真，該模型從20世紀90年代末開始使用，直到2010年一直是空軍、海軍和海軍陸戰隊的標準戰役模型。
2006年，空軍參謀部成立了軍事運籌局（命名為AF/A9），負責向空軍參謀長提供諮詢。2006年，每個主要司令部還建立了一個負責監督其分析、研究、評估和經驗教訓的軍事運籌辦公室，並作為軍事運籌的中心。2014年，為了減少人力資源，空軍軍事運籌局肩負起管理蘭德項目的職責。
結 語
過去，美國空軍應用軍事運籌來支持最重要的決策。未來，軍事運籌學分析員和熟知軍事運籌學的領導者將繼續在整個空軍中工作，並繼續通過合理的分析支持重要的資源配置和人員使用決策。
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