“数字孪生战场与JADC2”研究课题正式启动

在2021年发布《数字孪生国防白皮书》基础上，数字孪生战场实验室近期启动了“数字孪生战场与JADC2”专题研究项目，这是工业4.0研究院“领先2025”计划中的重点课题，主要为“反马赛克作战”（Anti-Mosaic Warfare）提供基础研究成果。

从美国国防部对JADC2的管理来看，由联合作战J6负责，它在2021年发布了《JADC2战略》（JADC2 Strategy）报告，明确了数据、人、技术、核武器和任务等五方面的数据机制。

工业4.0研究院提出的“数字孪生战场”跟JADC2具有一定的对标意义，深入分析JADC2最近进展以及颠覆性技术对它的影响，有助于数字孪生战场研发工作正常开展，达到预定的应用目标。

认识美国JADC2的军事需求

联合作战J6对JADC2提出了“是什么”“怎么做”“为什么”的分析。

首先JADC2是为了实现立体分布式作战，这跟传统的任务战术（Auftragstaktik）和空地战（AirLand Battle）不同，JADC2更强调空军、陆军、海军和太空军之间的无缝协同，达到互操作的目标，这显然是一个大胆的假定。

C2的概念来自德国任务战术，它强化了指挥控制的价值和意义，这很大程度上是通过无线电技术来实现的。从本质来看，任务战术是2D的战术概念，时间以小时来计算，跟现代战争相比，其节奏要舒缓得多。

然而在冷战时期，苏联的坦克装甲战给美国盟军带来了困惑，为此空军和陆军联合开发了空地战，以对付坦克装甲战带来的影响。由于加入了空军，这个时候已经是3D的战术概念了，时间开始以分钟来计算，即便引入的卫星导航技术具有一定的延迟，但仍然能满足作战的需要。

利用电子战加强的空地战法在1991年海湾战争完美展现了其威力。

当时伊拉克拥有77个师、120万人，号称是全球第4大陆军，它在科威特战区部署了42个师， 约54万人，坦克4280辆、火炮2800门、装甲输送车2800辆。然而仅仅42天，伊拉克损失10余万人，而整个多国部队总损伤不过1000人，美军更是只有27人。

在这样的背景下，美国把JADC2作为未来称霸的新概念。在回答“怎么做”问题上，美国国防部认为应该引入新一代数字技术，按照2021年8月12日美国国会服务对JADC2的介绍，这些新一代数字技术有三个：人工智能、云环境和通信。

最后是关于“为什么”问题，实际上美国国防部非常直白，那就是为了遏制其他国家崛起，这不符合美国的国家战略利益。这些问题在美国发布的国家战略、安全战略和国防战略等进行了详细的介绍，大家有兴趣可以自行查阅。

未来战场环境和装备的变化

针对未来战场的数字化转型，工业4.0研究院提出了“数字孪生战场”（DTB，Digital Twin Battlefield），体现了面向未来作战和颠覆性创新的意图。如果谈影响未来10年全球格局的关键，应该把“颠覆性技术”作为其核心。

按照50年的技术革命周期论，1969年开始的工业数字化进入了新的阶段，即第四次工业革命（The Fourth Industrial Revolution），这对战场建设和武器装备将产生革命性的影响，这一点从2018年美国国防部提出的“数字工程战略”显露无遗。

美国陆军下属TRADOC最近几年持续研究“联合战场环境”（Joint Operating Environment），它把开展这个工作的计划称为“疯狂科学家”，展现了其颠覆性创新的想法，符合美国国防部一直倡导的第三次抵消战略（The Offset Strategy）。

国会研究服务对未来战场环境和装备做了分析，总体以新的作战模式来分析的，它以2维、3维和n维来描述未来战场的变化，毫无疑问，新型技术的引入，使得未来战场越来越复杂，仅仅依靠海湾战争总结出来的信息战方法，不足以应对未来大国之争需要。

工业4.0研究院提出，随着装备软硬件二八定律倒置，引入数字孪生体、人工智能和数据科学等新一代数字技术是必然趋势，2009年DARPA提出数字孪生体就是想解决这种复杂问题。

数字孪生战场 vs. JADC2

工业4.0研究院是全球数字孪生体研究的领先者之一，早在2015年就开始相关研究，2019年发起了全球第一家数字孪生体联盟，比美国同类组织早7个月，比德国的要早1年时间，展现了工业4.0研究院领先的战略判断能力。

经过多年探索，工业4.0研究院认为中国数字孪生体产业发展必须引入军民融合模式，为此在2021年筹建了达钯科技发展中心（DAPA，Digital Advanced Projects Accelerator），下设UXV创新实验室、数字太空实验室（Digital Space Laboratory）和数字孪生战场实验室（Digital Twin Battlefield Laboratory）等。

数字孪生战场实验室的使命是面向未来作战开展颠覆性创新工作，围绕未来联合作战军事需求，重点研究战场环境、武器装备、指挥控制等关键议题，并建设一个实验性的数字孪生战场操作系统，抽象出改变未来战场的决胜要素。

为了更好对标马赛克作战等JADC2计划，数字孪生战场实验室拟引入AFSIM等先进工具，实现兵棋推演、作战仿真以及装备研制等理论验证工作，形成满足基本需要的数字孪生战场工程体系，该工作预计2022年底完成。

目前数字孪生战场实验室主要通过数字孪生体挑战赛（Digital Twin Challenge）对外开放，引入符合基本技术和创新要求的合作方，在理论体系方面提供一定的支撑，解决好认识的基本问题，借此建立一套完整的信息资料库和知识体系。

从数字孪生战场实验室已有研究来看，美国JADC2在引入人工智能方面不遗余力，但它显然把一些关键要素隐藏起来了，这需要通过基础理论研究来拼图或补图，“数字孪生战场与JADC2”研究课题的主要目的即为此。

在开展该研究课题的时候，数字孪生战场实验室继续采取同步建设研究社区的做法，即欢迎具有分享意识的同行人士参与相关研究工作，积极引入在数字孪生体挑战赛中表现良好的团队成员参加相关工作，为进一步深入应用奠定基础。

作者：胡权，工业4.0研究院院长，数字孪生战场实验室主任