导读:作为翼络数字国防工作小组2021年重大项目,《数字孪生国防白皮书》预计2021年10月16日发布,计划在数字孪生战场公众号发布系列分析文章,展望数字孪生国防发展之前景。本文为第六篇文章,谈一下数字工程的来历。
美国过去50年一直企图推进军事改革,这可以追溯到1986年的“戈德华特尼科尔斯国防部改组法”(Goldwater-Nichols Act),以及1994年的“联邦采办流程化方案”。
最近10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”),这最终导致了2018年出台了《数字工程战略》,开启了基于数字孪生体的数字工程历史。
在采办改革推出后,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2009年提出数字孪生体概念,2010年的“更佳购买力”,2011年设立专门的系统工程部门DASD(SE)……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。
2018年10月15日,美国国防部发布指示,对成立7年之久的系统工程部门DASD(SE)动刀,宣布取消这个部门,其部门负责人Kristen Baldwin悄然改换了头衔,她现在是美国国防部战略技术保护和探索(Strategic Technology Protection and Exploitation)的副主任。
表格 5 系统工程到数字工程转变的历程
时间 | 事件 | 单位 | 评价 |
2008年 | 系统工程研究中心成立 | 史蒂文理工学院 | |
2009年 | 武器系统采办改革法案 | 国会 | 掀起了新一轮军事采办的变革 |
2009年 | DARPA提出数字孪生体概念 | DARPA | 从概念上改变传统的系统工程做法 |
2010年6月 | 最佳购买力1.0 | 美国国防部 | 最佳实践为核心 |
2011年8月19日 | 成立DASD(SE) | 美国国防部 | 推进适合美国国防部需要的系统工程改造和相关策略和标准 |
2012年 | 提出数字孪生体范式 | NASA和AFOSR | 首次构建了数字孪生体的理论体系 |
2012年11月13日 | 最佳购买力2.0 | 美国国防部 | 应有成本意识 |
2013年1月 | 机身数字孪生体项目招标 | AFRL | 采用F-15验证数字孪生体概念体系 |
2015年5月12日 | 数字工程首次提出 | DASD(SE) | 在《美国国防部的MBSE》分享中出现 |
2015年9月 | 最佳购买力3.0 | 美国国防部 | 强调产品质量 |
2016年 | 机身数字孪生体项目交付 | GE、波音、洛马、诺格等 | 展现了数字孪生体的核心价值和应用潜力 |
2017年 | 数字工程信息交换工作小组 | NDIA和INCOSE | 目的为实现数字模型交换 |
2018年6月 | 数字工程战略 | 美国国防部 | DASD(SE)最后的作品 |
2018年10月15日 | DASD(SE)被取消 | 美国国防部 | 系统工程不再是美国国防部的主要工作 |
2019年 | 向国会汇报提出数字孪生化的价值 | 美国国防部 | 首次在正式法律文件建议中提出 |
2020年 | 设立数字工程工作小组 | USD(R&E) | 推进数字工程战略的实施 |
2020年9月 | 采办创新研究中心成立 | 史蒂文理工学院 | 替代系统工程研究中心,转向为USD(A&S)服务 |
2021年9月27日 | 向国会汇报提出推广数字孪生体技术 | 美国国防部 | 强调数字孪生体技术具有战略价值 |
实际上,在2018年6月发布《数字工程战略》的时候,就意味着该部门的使命已经结束了。
接着发生改变的还有知名的系统工程研究中心,它由史蒂文理工学院负责运行,成立于2008年,迄今获得了1亿美元的资助。系统工程研究中心一直配合DASD(SE)开展系统工程标准体系建设工作。
为了适应数字工程的需要,史蒂文理工学院在系统工程研究中心原班人马基础上,申请设立了采办创新研究中心(AIRC,Acquisition Innovation Research Center),正式转型数字工程相关工作。
图表 8 数字工程工作小组组织架构
对于又一个10年的数字工程战略,美国国防部成立了数字工程工作小组(DEWG,Digital Engineering Working Group),由原班人马加上一些外包方,构成了包含六个部门的组织体系,这六个部门涉及到数据、生态、安全、实施、知识库和基础设施等,展现了美国国防部对数字工程的认识。
跟10年前的系统工程工作不同,数字工程的参与度非常高,涉及到所有军种,而且还有相关领导担任首席工程委员会成员。
从系统工程到数字工程的转变,体现了美国国防部与时俱进的思路。按照美国国防部报告所讲,数字工程比系统工程和基于模型的系统工程的范围要广,后者仅仅是数字工程的一种实现方法。对于数字工程和数字孪生体的关系,答案更为明确:数字工程是基于数字孪生体构建的工程体系。
作者:胡权,工业4.0研究院院长,数字孪生体联盟理事长
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