美国国防部数字工程转型的探索与实践

美国国防部力求设计、交付和维持能够灵活适应不断变化的任务、威胁和技术的能力。技术优势对于国家安全、推动创新和支撑美国作战人员能力的解决方案至关重要。

为了取得成功，国防部必须具有弹性，保护信息，确保系统是模块化的，并按照广泛支持的基于共识的标准构建，并以比现在更短的周期时间以低成本的方式提供先进功能。

在这个技术、信息和复杂性快速增长的时代，国防部需要改进工程实践。这种演变融合了国防部工程方法（方法、流程和工具）的进步，以在整个采购生命周期中实现数据驱动的决策。

负责系统工程的副助理国防部长办公室(ODASD(SE))利用军种、机构、工业界和学术界的优势来改造工程企业以满足作战人员的需求。ODASD(SE)采取了多项举措来加强该部门的工程能力。

为此，数字孪生体联盟举办数字工程研讨会，分析美国国防部推动数字工程转型的三项计划。

第一，数字工程。这是国防部一项计划，意在塑造文化和员工队伍，以便通过权威的事实来源更有效地协作和工作。它将技术创新融入基于集成数字模型的方法中，以改变支持生命周期活动的工程实践状态。

第二，工程弹性系统(ERS)/计算研究和工程采办工具环境(CREATE)。这两个程序，无论是组合的还是独立的，都提供了强大的功能，可以在概念设计级别和整个采购流程上使用新的工程工具。ERS以数字方式将先进的工程技术与高性能计算相结合，以提供能够实现战略和运营决策的数据。CREATE计划部署了一套政府开发和政府拥有的基于物理的工程软件工具，用于设计、测试和分析新的和现有武器系统的计算原型。

第三，模块化开放系统方法（MOSA）。这是一种集成的业务和技术战略，用于有竞争力且负担得起的新系统或旧系统的采购和维护。MOSA提供的设计实施能够实现模块化组件的共享、系统设计功能的可重新配置、基于标准的设计以及先进技术的快速交付。这种设计实现使模块化架构和设计能够在数字工程工件中编码。

为了便于业界了解数字工程转型方法，美国国防部组织专家撰写了文章，展现了数字工程的本质含义和价值。

（一）美国国防部的数字工程转型

分析五个数字工程目标的愿景：

• 将模型的开发、集成和使用正规化；

• 提供持久的可信源；

• 纳入技术创新；

• 建立基础设施和环境；

• 转变文化和劳动力。

该文件还提供了来自美国空军、陆军和海军的数字工程案例，以展示国防部在推进的数字工程转型。此外，它还描述了实施数字工程转型的好处、挑战和后续步骤。

（二）通过数字工程研究推动系统工程转型

这项研究确定了导致在部门、行业和学术界采用数字工程的使能技术，它确定了未来的研究，以支持数字工程的新兴和持续发展，以推进和成熟获取快速变化的任务。

（三）CREATE/ERS：通过数字环境的弹性工程和虚拟原型推进国防部采办工作

作者描述了ERS和CREATE计划的协同作用，提出了一个数字工程框架，将这些概念汇集到计算原型环境中。速度、准确性和增加的采用使国防和工业工程师能够在早期阶段评估、设计和测试大型和小型系统的数据，从而降低生产风险并支持在整个采办周期中实现系统要求。

（四）国防系统模块化开放系统方法的思考和示例

对国防部项目中MOSA设计原则和开放业务实践做了概要说明，MOSA涉及设计具有高度内聚、松散耦合和可分割模块的系统，这些模块可以单独竞争并从独立供应商处获得。该方法使国防部能够以更大的灵活性和竞争性获得作战能力，包括系统、子系统、软件组件和服务。

（五） 指导MOSA实施的模块化研究

对模块化和开放性开展持续研究，其目标是综合一系列最佳实践、隐性知识以及技术和程序性催化剂，更好地塑造MOSA适当应用。这些考虑因素是综合决策框架的一部分，旨在为国防采办领域的项目经理提供指导。同时还讨论了基于如何客观看待模块化以实现其感知利益的局限性。

接下来在开展数字工程研讨会的时候，将在数字孪生体联盟公众号上发布以上提及的文章，全面系统的帮助成员理解数字工程转型的方法论和探索。