DARPA提出数字孪生体并隐身其后之根源

导读：作为翼络数字国防工作小组的主要成果，《数字孪生国防白皮书》即将发布。针对数字孪生国防相关主题，特邀请内外部专家，撰写系列文章，全面展现数字孪生国防相关议题。这是系列文章之二，由工业4.0研究院副院长王明芬撰写。

在跟踪研究DARPA提出数字孪生体概念过程中，笔者一直有一个疑问：为什么DARPA在过去10年期间故意疏远跟数字孪生体的关系？经过翼络数字国防工作小组多次讨论之后，我们逐步搞清楚了DARPA推动颠覆性创新的战略和战术。

我们来看看美国政府问责局（GAO，Government Accountability Office）在2017年写的一份报告，题目为《国防科技：采取标杆做法可以提高创新投资和管理效果》，对亚马逊、陶氏化学、霍尼韦尔、通用汽车、IBM、高通、西门子和Valvoline等八家公司做了分析。

政府问责局大力抨击了美国国防技术发展中的保守作为，大声呼吁美国国防部学习商业企业的创新实践，应牢记现在处于技术革命周期前期，如果不敢尝试颠覆性技术，那么美国国防科技力量将会落后，被竞争对手赶上并超越。

美国过去50年一直企图突进军事改革，这可以追溯到1986年的Goldwater-Nichols Act，以及1994年的Federal Acquisition Streamlining Act，最近十年的数字工程变革，则源自2009年的“武器系统采办改革法案”（简称“采办改革”）。

为了解决需求僵化、成本进度、测试不足和可靠性等四项挑战，美国国防部采取了多样化的举措，包括2010年的”更佳购买力“（BBP，Better Buying Power），2011年设立专门的系统工程部门……通过动员各个部门出主意、想办法，美国国防部掀起了十年的数字工程转型。

众所周知，DARPA就是在那个时期提出“数字孪生体“的。翼络数字国防工作小组从多种信息源评估，DARPA虽然提出了数字孪生体，但当时各军种系统工程基础掌握程度不同，对DARPA的提法响应度也不一致，美国空军坚定不移的投入资金开展“机身数字孪生体”（ADT，Airframe Digital Twin），初期从F-15开始试验，后来在F-35上面也取得了非常明显的效果，并在2019年建立了专门的数字孪生体实验室。

虽然DARPA隶属于美国国防部，但囿于历史原因，一直难以得到所有军种真心实意的支持，它只有依靠诸如AFRL和NASA等铁哥们，心甘情愿做它们的幕后英雄，才实现了数字孪生体从概念到工程应用的辉煌成就。

作为美国政府的监管部门，政府问责局从2017年开始，每年都撰写报告，批评某些部门不作为、乱花钱的作风，而且重点指出各部门不把国防现代化要求放在心上。

在2020年的报告，政府问责局就分析了2014-2018年期间完成的主要装备研究项目，仅仅38%跟国防现代化10大领域吻合，而高达62%的项目不知所谓。政府问责局早在2017年就提出建议，国防部应该对颠覆性技术和渐进式技术进行定量分析，应注意两者的平衡。

然而过了3年时间，情况并未改善，没有一项建议得到执行。在2021年4月28日，政府问责局撰写了最新报告痛心疾首的提出，如果不重视颠覆性技术的广泛引入，美国国防事业会受到重大影响。

DARPA在引入新概念和技术方面拥有丰富经验，一方面它需要及时退出自己难以扮演主角的技术概念，另一方面它还需要保证构建非对称的竞争优势，从概念源头上“隐身”是一种较好的选择。

然而我们应该注意，DARPA让AFRL等部门冲在前台，毕竟这些具体单位的工作属于战术行为，不足以影响美国第三次抵消战略所追求的速度和成本两大优势。通过具体工程部门的探索，有助于固化工作制度和流程，形成美国自身的数字工程体系。

如果评价美国采办改革十年的成就，可以用2011年成立DASD（SE），2018年撤销该部门的事件来讲：美国系统工程十年变革已经成功了。

在DARPA、AFRL、NAVSEA等多个部门的支持下，美国国防部成功的把数字孪生体和数字线程融入到“数字工程战略”中，成为指引下一个十年国防创新发展的新起点了。

总而言之，DARPA提出数字孪生体并隐身其后，不能简单从技术价值来认识，应从美国国防体系变迁、战略战术和大国竞争来看。我们可以看到，DARPA十多个部门的工作，一直围绕数字孪生体在开展，否则它怎么会被称为“数字曼哈顿计划”呢？

作者：王明芬，工业4.0研究院副院长，数字孪生体联盟秘书长