胡权：数字孪生国防发展战略

2021年10月16日，在工业4.0研究院、北京翼络数字技术有限公司和天海防务北京研究院联合举办的“数字孪生国防白皮书发布会”上，工业4.0研究院院长胡权做了《数字孪生国防发展战略》的报告，分析了数字孪生国防在新一轮军事革命的颠覆性创新意义。

作为工业4.0研究院“数字孪生+”在国防领域的概念，数字孪生国防（DTD，Digital Twin Defense）的提出具有重要意义，有助于引导国防领域数字化转型相关研究工作，聚焦人工智能、数据科学和数字孪生体等新一代数字技术在重塑全球军事格局中的作用。

结合到工业4.0研究院长期的研究成果，胡权从理论战场的世纪之争、数据驱动的数字孪生国防体系和加速专业化分工的策略等三方面进行了深入浅出的介绍，揭露了数字孪生国防产生的背景，展望了数字孪生国防创新生态发展的前景。

一、软硬件二八定律的倒置趋势

随着人工智能、数据科学、数字孪生体和物联网等新一代数字技术的逐步深入应用，传统工业系统软硬件二八定律向“倒置”的方向发展。

根据技术革命周期50年发展规律，正在发生的一个变化是“数字化”，大量物理系统被数字化，工程师们尽可能把各种功能电子化以及数字化，以便实现更为灵活的控制。

正如历史经验所示，一种新技术范式的形成，除了需要经历基础理论的突破，同时还应辅以技术体系（专业化分工）和新型基础设施的建设，这样才能形成新技术应用的土壤。

从最近30年（1990-2020）来看，集成和开放之间的竞争一直未停止，前者容易解决问题，后者更容易激发创新活力。

为了解决软硬件二八定律倒置带来的复杂性，重构传统的工业工程体系，成为各国科技人员力求突破的领域，然而每个国家拥有各自的工业哲学。美国倾向于开放和开源；中国兼收并蓄在各个时期的重点不尽相同；德国和日本立足于维持优势，采取了高度集成的模式。

中国经过40多年的改革开放，经历了模仿和改进的发展阶段，现在面临第四次工业革命的发展机遇，应重视从“根源”理解世界，选择或设计适合中国自身需要的技术路径。

在新一轮军事革命的背景下，为颠覆性创新提供更开放包容的环境，特别是尊重理论研究的价值，能够给我国带来全新的理念和不同的格局。

展望未来30年（2021-2049），除了现有的理论流派“明争暗斗”，将来还会有新的理论体系出现，这体现了人类社会丰富的创造力。

二、数据驱动的数字孪生国防体系

针对数字孪生体在国防领域的应用，工业4.0研究院给出了“数字孪生+”的定义：数字孪生国防是基于数字孪生基础设施的战场环境和装备工程体系，包括数字孪生战场、数字孪生装备和数字孪生训练等应用场景，它具有成本和灵活性两大核心优势。

数字孪生国防体系立足于数据驱动原则，把建立数据机制（Data Mechanism）作为发展目标，满足新一轮军事革命的研建战训一体化需要。

在设计数字孪生国防体系的时候，工业4.0研究院遵循以下原则：

–长期以满足30年需要为准，中期以10年应对马赛克作战为目标，短期立足5年实现数字孪生战场1.0建设目标；

–不以平台化为目标，尽量实现基础设施化；

–设计的体系应满足数字孪生国防技术专业化分工需要，有助于体系的演进和良性发展。

目前美国国防部在陆军、海军、空军和天军中开展示范数字孪生装备试点，已经取得了较为突出的成就，但距离完全改写《美国国防采办指南》（DAG，Defense Acquisition Guidebook）还有较长一段距离。

如果行动迅速，大致在5年时间可以写入主要部分，按照过去10年推进数字工程的速度，应又是一个10年的周期。

三、加速数字孪生国防“专业化分工”

建设数字孪生国防技术生态的核心是“数据机制”，即实现数据交换、流动和分享的逐层递进目标，这意味着推进专业化分工是前提。

截止到2021年10月16日，数字孪生体联盟拥有256家成员单位，它们分布在各行各业，代表了中国数字孪生创新生态的中坚力量。

工业4.0研究院计划依托“UXV创新实验室”，重点突破四大领域：（一）数字孪生汽车；（二）数字孪生船舶；（三）数字孪生战机；（四）数字孪生飞船。

2022年将举办第四届数字孪生体挑战赛，将把以上四个领域的项目列入其中。

工业4.0研究院计划在2025年前，标杆美国空军研究试验室AFSIM+项目（REBASE），打造一个满足先进武器装备的特性及模型库，并开发一套“数字孪生战场操作系统”（DTBOS，Digital Twin Battlefield Operating System）原型。

按照计划，数字孪生国防开源社区将成为未来几年的发展基础，同时跟各单位和部门合作，通过研究和工程项目实现创新突破，切实推动数字孪生国防事业的发展。

在“数字孪生国防白皮书发布会”之后，UXV创新实验室迅速组织了第一期数字孪生国防沙龙，开启了数字孪生国防颠覆性创新新的旅程，深入探讨了数字孪生国防开源社区建设的议题，并对ModelCenter、AFSIM以及兵棋推演等开源事宜进行了讨论。

胡权明确表示，在今年底之前，通过多次“数字孪生国防沙龙”，聚集“志同道合”的行业人士，共同把数字孪生国防开源社区启动起来，为2022年的发展做好准备，重点突破无人系统的数字孪生作战理论和实践应用。

* 《数字孪生国防白皮书》下载链接：

http://www.innovation4.cn/library/r54964