数字孪生体自动化什么时候到来？

早在2019年，美国国防部系统工程研究中心就发布了系统工程现代化计划，力图在提出数字工程之后，进一步推进美军的装备系统研发能力，为大国竞争提供保障。

值得注意的是，当时提出的系统工程现代化计划，提出了五个目标三个阶段，其中，目标2的可信源发展趋势中，“数字孪生体自动化”（Digital Twin Automation）是长期追求的目标。

在本人写的《数字孪生体：第四次工业革命的通用目的技术》一书中，把“数字孪生化”（Digital Twinning）列为关键技术，其含义跟美国国防部的想法是一致的。

历经5年时间的发展，美军已经实现数字孪生体自动化了吗？

据观察，通过多个数字孪生化项目，美军确实已经大幅降低该技术的使用成本，能够满足武器装备数字孪生化的需要。

同时，结合到数字线程的开发和利用，能够很好对各种数字孪生模型进行管理，把2018年《数字工程战略》中提到的可信源目标大大推进了，为任务工程（Mission Engineering）的发展提供了必要条件。

数字孪生体、AI/ML和数据科学等技术的发展，为数字工程和任务工程提供了机会。

随着数字工程的使用，使得“面向X设计”（Design for X）成为可能；然后数字孪生靶场的广泛应用，让“面向测试和鉴定设计”（Design for Test & Certification）加快武器装备的研制速度；现在，对任务一级的建模仿真已经实现，任务工程成为常用的工具，那么“面向速度和规模设计”（Design for Speed & Scalability）就成为可能了。

系统工程研究中心认为，可信源的发展，需要经理数据集成和互操作、数字工程设计过程、语义数据连接等阶段，然后才会实现数字孪生体自动化。

这几年AI/ML的发展非常迅速，它跟数字孪生体的融合日益深入，从认知数字孪生体、预测数字孪生体等军工实践，到英伟达的数字孪生地球，以及工业4.0研究院的数字孪生大脑应用，不断推动数字孪生体的发展。

由于基于数字孪生体的软件工程发展迅速，很好解决了数字孪生化大规模应用的理论问题，试点示范的效果非常突出，数字孪生体自动化逐步成熟。

据美国国防部披露，它在推进复制者无人机计划的时候，已经全面采用数字孪生体相关技术，这大大加快了复制者无人系统的研制速度，并跟其无人作战任务并行发展，让设计研发的复制者无人系统在研制之初就能能跟任务需求不断交互，避免了武器装备研制到生产交付的脱节。

不管怎样，数字孪生体自动化应在2030年前就会全面到来，这个时候，基于数字孪生体的数字工程才称得上成熟。

作者：胡权，工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长