《建模仿真白皮书》简要介绍

李治 ⋅ 2024-10-08发布 阅读：756次 ⋅ 系列报告建模仿真数字孪生国防 ⋅

在2007年美国众议院第487号决议中，建模仿真被确定为一种“国家关键技术”（National Critical Technology），这为该技术的独立快速发展提供了政策保障。与此同时，美国国防部改组原国防建模仿真办公室（DMSO）为建模仿真协调办公室（MSCO），走上了统一整个国防部建模仿真标准和实践的道路。

随着美国确定大国竞争的基调，美军迅速调整国防和军事战略，同时对国防部和各军种进行组织变革，以适应未来战争的需要。2018年负责研究工程的USD(R&E)成立之后，建模仿真协调办公室在2020年改名为建模仿真企业办公室（MSEO），随后在2022年又重组为数字工程和建模仿真（DEM&S）办公室，位于系统工程和架构（SE&A）部门下面。

建模仿真是一种通用性技术，它的应用范围不仅限于系统工程领域。按照美国国防部的介绍，建模仿真技术在计划、分析、情报、测试、原型和训练等领域也有广泛应用。

为了更好的开展建模仿真工作，美军把这7个领域进行了合并优化，形成了工程、训练和分析三大领域，《建模仿真白皮书》就是围绕这三大应用方向编写而成，同时结合AFSIM和联合仿真环境（JSE）等典型应用做了深入分析，呈现了美军建模仿真相关的战略、组织、业务和案例等多方位成果，帮助读者更好理解美军在推动建模仿真现代化方面的举措。

跟其他数字孪生国防系列报告一样，本白皮书第1章对美军建模仿真的发展历程做了介绍，既介绍了1986年美国国防部重组背景下推动的联合作战对建模仿真提出了专业化发展的要求，又回顾了2007年美国政府把建模仿真称为“国家关键技术”的背景和原因，并介绍美军推进建模仿真现代化计划，正在向跨域、全周期和分布式发展的趋势。

美军正在编写新的《建模仿真战略》和DoDAF 3.0等战略文件，目前这些文件都没有公布，但通过对开源情报的拼合和扩展分析，不难得出美军建模仿真的战略重点，以及在新的重组战略指引下的组织管理变化。这些内容分别在本白皮书第2章和第3章进行分析，后续有了新的资料，将及时把相关资料分享给读者。

针对工程领域的建模仿真应用，本白皮书通过第4章和第5章来呈现，主要分析数字工程和建模仿真融合为一体的情况，以及对建模仿真驱动的数字孪生靶场建设情况进行剖析。

在2018年发布的《美国国防部数字工程战略》中，美军确定了通过数字孪生体和数字线程驱动数字工程的新体系。数字孪生体是建模仿真的长期发展目的，在美国空军一些先进项目中应用较为广泛，但要在数字化水平参差不齐的所有军种推广，还是不成熟的，因此，美军把数字工程和建模仿真“捆绑”在一起，实在花费了不少心思。

数字工程要求全生命周期共享数据和模型，美军利用建模仿真的全生命周期应用的特点，通过数字孪生靶场平台，建立了现代联合作战的试验鉴定体系，打通武器装备研制和列装之间的“堵点”（即试验鉴定），促进新的作战能力加快形成，真正达到开发新质战斗力的目的。

对于本白皮书关注的训练领域，第6章采用游戏、训练和建模仿真（GEMS）概念进行分析，既介绍了美军各相关部门对GEMS所做分析和建设思路，又对美军联合参谋部推进的JLVC现代化和JWC 3.0做了分析，最后还分享了面向联合战争游戏与试验的基于任务分析方法。

由于数字孪生体和数字线程的广泛应用，“数字靶场”（Digital Range）逐步演化为连接武器装备测试和作战训练的平台。本白皮书第7章分析了测试和训练共用的“数字靶场”，通过针对F-35战斗机的联合仿真环境（JSE）发展过程的介绍，让读者更好理解这种发展趋势。

为了让读者通过具体的工具应用体验美军建模仿真的建设方式，本白皮书第8章选择介绍行业人士比较熟悉的AFSIM应用。由于该软件是开源项目，不少行业人士有机会进行二次开发，通过数字孪生战场实验室的剖析，为读者提供使用的指引，同时还介绍正在研制的下一代AFSIM应用（即REBASE体系），希望对读者有所启发。

在我国航空航天和汽车等工业发展过程中，建模仿真工具的使用已经较为广泛，只是大部分软件都是舶来品。在大国竞争背景下，推进我国自主的建模仿真技术生态，已经成为迫在眉睫的任务。

本白皮书最后一章以“中国如何推进建模仿真生态”为题，结合到数字孪生战场实验室多年探索的成果，提出了5方面的建议，包括联合作战仿真、建模仿真资源中心、海空天联合仿真试验平台、建模仿真中的AI/ML和数字孪生体等主题，希望引起了行业人士的关注和讨论。

《建模仿真白皮书》是数字孪生国防系列的军事颠覆性技术三部曲之三，其他两本报告为《军事人工智能白皮书》和《网络信息白皮书》，它们之间没有泾渭分明的界限。建议购买了这三个主题报告的读者，可以交叉起来阅读，同时参考数字孪生战场公众号更新的相关内容，细心的读者定会从中获得难以想象的启发。

按照惯例，在给专业版客户后续服务中，数字孪生战场实验室将不定期提供新的会议资料、视频以及智库报告等更新服务。预计到2025年，数字孪生战场实验室将提供一个数字孪生战场平台，供专业版客户选择参与，以便更深入理解数字孪生国防系列报告的分析内容。

《建模仿真白皮书》聚焦工程、训练和分析三大核心应用，基于丰富的演讲稿和报告等资料，做了深入浅出的分析。该报告提供了难得的专业参考资料，专业版客户能获得不定期提供的最新会议资料、视频以及智库报告，保持与时共进的状态。