數(shù)字孿生國防——由成本和靈活性引發(fā)的新一輪軍事革命

netouch 2022-05-31 發(fā)布于北京

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作為推動新一輪軍事革命的顛覆性技術(shù)，數(shù)字孿生體自 DARPA 提出后，受到全球軍事專家的關(guān)注。工業(yè) 4.0 研究院長期跟蹤研究顛覆性技術(shù)，對人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)、數(shù)字孿生體和物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù)做了深入系統(tǒng)的分析，結(jié)合到技術(shù)生態(tài)和發(fā)展經(jīng)濟學(xué)等多種學(xué)科，構(gòu)建了完備的數(shù)字孿生體理論體系。

美國國防部負責(zé)推進系統(tǒng)工程的專家稱數(shù)字孿生體是新的“曼哈頓計劃”，工業(yè) 4.0 研究院根據(jù)其數(shù)字工程之本質(zhì)，稱之為“數(shù)字曼哈頓計劃”。數(shù)字曼哈頓計劃體現(xiàn)了新一輪軍事革命的核心目標(biāo)，它是美國爭奪全球軍事、產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟領(lǐng)導(dǎo)地位的重大戰(zhàn)略計劃。

為了保證數(shù)字孿生體領(lǐng)先戰(zhàn)略的實現(xiàn)，美國國防部公開了部分資料，但并沒有進行系統(tǒng)的闡釋，特別是 DARPA 一直隱身其后，近期才在馬賽克作戰(zhàn)中提及數(shù)字孿生體的應(yīng)用。按照美國軍方慣例，這意味著它在數(shù)字孿生體工程應(yīng)用方面有了實質(zhì)性突破，才公開談?wù)撓嚓P(guān)技術(shù)，這一點跟工業(yè) 4.0 研究院分析結(jié)果是吻合的。

工業(yè) 4.0 研究院對第四次工業(yè)革命做了深入研究，針對正在發(fā)生的數(shù)字化革命，提出了軟硬件二八定律倒置的認識框架，其背后的驅(qū)動力正是包括人工智能、數(shù)據(jù)科學(xué)、數(shù)字孿生體和物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的新一代數(shù)字技術(shù)。以能否在多個產(chǎn)業(yè)推動經(jīng)濟發(fā)展作為判斷依據(jù)，數(shù)字孿生體是第四次工業(yè)革命的通用目的技術(shù)。

基于工業(yè) 4.0 研究院 2020 年發(fā)布的“數(shù)字孿生 ”戰(zhàn)略框架，《數(shù)字孿生國防白皮書》給出如下定義：數(shù)字孿生國防是基于數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施的戰(zhàn)場環(huán)境和裝備工程體系，包括數(shù)字孿生戰(zhàn)場、數(shù)字孿生裝備和數(shù)字孿生訓(xùn)練等應(yīng)用場景，它具有成本和靈活性兩大核心優(yōu)勢。

從全球數(shù)字孿生國防的實踐來看，美國走在了前面。利用數(shù)字孿生體等新一代數(shù)字技術(shù)的能力，DARPA 提出了馬賽克作戰(zhàn)模式；從美國空軍研究實驗室、海軍研究生院等透露的項目介紹來看，它們建立了基于數(shù)字孿生體的裝備研發(fā)體系；在作戰(zhàn)訓(xùn)練上，海軍研究生院則專門有一個系統(tǒng)工程工作組，較成功引入了數(shù)字孿生體。

本白皮書構(gòu)建了基于數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施的三大支柱，即面向未來作戰(zhàn)的數(shù)字孿生戰(zhàn)場、基于數(shù)字工程的數(shù)字孿生裝備和融合的數(shù)字孿生訓(xùn)練新模式。隨著數(shù)字孿生化成本大幅下降，傳統(tǒng)的戰(zhàn)場、裝備和訓(xùn)練等都會發(fā)生難以想象的變化，通過數(shù)字線程實現(xiàn)了數(shù)據(jù)機制，能夠滿足數(shù)據(jù)交換、流動和分享的要求，這為分布式作戰(zhàn)提供了基本條件。

如果要推進數(shù)字孿生國防戰(zhàn)略，就需要打造一個技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)。美國空軍研究實驗室利用對象管理集團（OMG，Object Management Group），于 2020 年 5 月設(shè)立了美國數(shù)字孿生體聯(lián)盟；工業(yè) 4.0 研究院早在 2019 年發(fā)起了全球第一個數(shù)字孿生體聯(lián)盟，比較早就開展了相關(guān)工作。結(jié)合到數(shù)字孿生國防技術(shù)的專業(yè)化分工需要，工業(yè) 4.0 研究院提出了技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)的建設(shè)方法和實踐，計劃未來 5 年基于 UXV 創(chuàng)新實驗室平臺，標(biāo)桿四大數(shù)字孿生國防案例，推動數(shù)字孿生國防開源社區(qū)實踐。