徐秉君| 数字工程：推动美国陆军现代化的加速器_风闻

​数字工程：推动美国陆军现代化的加速器

原创 晓华哥 华语智库 2023-10-25 08:02 发表于北京收录于合集#徐秉君108个

作者：徐秉君（华语智库高级研究员、新华社瞭望智库特约军事观察员）

替代车辆平台与各种商业移动网络技术原型集成。来自第3步兵师第2 ABCT试点部队的士兵将评估网络设备原型的各种组合，并向陆军提供反馈，以告知从营到师的网络化装甲部队的作战概念。（德特里克·摩尔上尉/陆军）

据美媒近日报道，在现代战场上，威胁以惊人的速度变化，美国陆军正在通过数字工程提升其能力，利用它为过时的系统注入活力，塑造最先进的原型，无缝融入新兴技术以推动现代化，并保持与对抗对手的竞争优势。

文章认为，数字工程（DE，Digital Engineering）在军队创新中发挥了核心作用，帮助推动作战部队进入一个新的备战时代。美国陆军领导层在最近的一篇文章中提到，三个经过行业验证的加速器正在推动数字工程的发展。

数字工程概念虽然早已提出，但直到2018年美国国防部发布了《数字工程战略》，才对数字工程概念给以明确，该战略基于理论和技术的体系对数字工程概念给以定义：

“数字工程”是一种集成的数字方法，采用系统的数据和模型权威来源作为连续体，以支持从概念到处置的生命周期活动。

该文章对三个加速器进行了探索，并对数字工程如何塑造能力和战争的现在和未来加以分析探讨。

加速器之一：快速设计原型

文章认为，加速设计到原型流程的概念深深扎根于各种商业部门，如一级方程式赛车、航空和建筑设计。在军队内部，这种技术的采用使设计审查的方式发生了革命性的变化，带来了数字化的第一参数。比如，美国陆军在无人驾驶航空系统的开发和原型制作中对数字工程的成熟运用。

这一方法大大加速了对战场态势感知至关重要的侦察和监视无人机的制造。同样，它也在下一代战斗车辆和士兵装备的发展中得到应用。利用数字建模,这些系统被细致模拟和改进,导致优化设计和大幅度减少从设计概念过渡到功能原型所需的时间。在很多情况下，这些努力将创新推向市场的时间缩短了惊人的50 %，甚至更多。

陆地领域的系统也利用数字工程和模块化开放系统的方法,以便插入技术,例如混合电力推进和先进的C5ISR系统。我们看到了在仅仅23个月内通过操作测试从清洁版设计转向实际原型的例子，展示了DE以创纪录的速度将项目从概念设计转向生产就绪设计的能力。

对数字设计的前期小投资只是一个开端，通过在整个系统生命周期中创造更大的灵活性，它将在数月和数年后带来指数级的回报。

加速器之二：新兴技术集成

数字工程的终极目标是生产数字孪生。数字工程及其相关的数字孪生可以改变人们构建和设计未来系统的方式。文章认为，新兴技术一体化集成构成了第二种加速器。

数字孪生、逆向工程和人工智能的实施是不可或缺的DE武器库的一部分，能够将先进技术集成到遗留系统中。这些多方面的工具不仅简化了程序，而且还提高了关键军事资产的有效性和可靠性。

以陆军未来的车辆提升组合为例——这是数字工程如何重塑军用车辆发展前景的显著体现。通过复杂的模拟和严格的测试，FVL倡议探索了各种各样的配置和材料，确保它满足严格的可靠性和性能基准。

这种积极主动的做法不仅加快了开发周期，而且还可以作为针对潜在问题的主动防范措施，并增强陆军根据作战需求不断发展的敏捷性。

这种集成延伸到维护和维持领域，数字孪生在预测维护需求和延长设备运行寿命方面发挥着关键作用。

通过创建现实世界资产的精确虚拟副本，可以精确地预测和解决维护需求，从而大大缩短成本高昂的停机时间，并确保最高运行准备状态。这种数字技术的整体融合提高了作战效率，同时提高了军队保持强大和适应性强的兵力态势的能力，以应对不断变化的威胁。

通过在基于模型的产品维护方法中利用建模和仿真以及人工智能，可以增加至少20%的作战可用性，并减少30%的维护成本。

加速器之三：增加作战人员接触点

在基于模型的方法和实践实验的战略融合的推动下，作战人员接触点的急剧增加，使军队的能力发展方式实现了预期的和深刻的转变。多方面战略不仅围绕满足已知要求，而且还积极鼓励对未来作战概念进行试验。

技术上的进步使得能够以更快的速度和更广泛的分布进行更稳健的实验。更广泛的高保真度和低保真度模拟器是这一概念的一个很好的例子。士兵可以迅速接受最新和最真实的先进技术培训，使他们能够用模拟实际情况和加强准备的尖端工具进行培训。此外，在系统到达原型阶段之前，这些技术还为操作概念提供了信息。

这种方法还允许根据特定任务要求定制系统，根据不同部队的精确需求定制设备。适应性有助于提高陆军部队的整体效能和战备状态，确保他们有能力精确应对各种场景和挑战。快速的实验周期与模块化架构和数字设计相结合，进一步提高了能力开发的灵活性。在威胁升级和竞争加剧的世界中，数字工程（DE）加速器的关键作用怎么强调都不为过。

简析

自美国陆军提出“21世纪部队”数字化建设计划以来，美国国防部一直致力于推进数字化转型。近年来，美国国防部重点加速推进这一进程。2018年6月，美国国防部发布了《数字工程战略》，明确了数字工程的发展目标。2019年7月，美国国防部又发布了《国防部数字现代化战略》，进一步为美军未来数字化转型指明了方向。

美国陆军数字化转型战略，将同步陆军所有技术现代化工作，以支持多域作战。该战略包括三个目标：一是现代化与战备，包括创建数字化、数据驱动的部队。二是改革，包括优化和调整数字投资。三是人才与伙伴关系，包括人才队伍建设。

值得注意的是，美国陆军的目标是，要在2028年实现战备度更高、更具杀伤力、更现代化的陆军。其数字现代化包括三部分内容：作战平台和武器系统的现代化、多域作战行动下的业务流程的现代化、以及多域作战行动下的人力资源的现代化。

由此看来，数字工程对于美军来说变得越来越重要，特别是在一个资源有限、挑战不断变化的战场背景下，数字工程将作为加速器为美国陆军现代化提供动力。快速数字化设计、加速技术投入和增加作战人员接触点，将实现能力开发和使用的良性循环，最终提高战备状态。采用这三种加速器为美国陆军创造了更多的选择，同时也要求工业界在设计、架构和接口方面更加开放。