徐秉君| 數字工程：推動美國陸軍現代化的加速器_風聞

​數字工程：推動美國陸軍現代化的加速器

原創 曉華哥 華語智庫 2023-10-25 08:02 發表於北京收錄於合集#徐秉君108個

作者：徐秉君（華語智庫高級研究員、新華社瞭望智庫特約軍事觀察員）

替代車輛平台與各種商業移動網絡技術原型集成。來自第3步兵師第2 ABCT試點部隊的士兵將評估網絡設備原型的各種組合，並向陸軍提供反饋，以告知從營到師的網絡化裝甲部隊的作戰概念。（德特里克·摩爾上尉/陸軍）

據美媒近日報道，在現代戰場上，威脅以驚人的速度變化，美國陸軍正在通過數字工程提升其能力，利用它為過時的系統注入活力，塑造最先進的原型，無縫融入新興技術以推動現代化，並保持與對抗對手的競爭優勢。

文章認為，數字工程（DE，Digital Engineering）在軍隊創新中發揮了核心作用，幫助推動作戰部隊進入一個新的備戰時代。美國陸軍領導層在最近的一篇文章中提到，三個經過行業驗證的加速器正在推動數字工程的發展。

數字工程概念雖然早已提出，但直到2018年美國國防部發布了《數字工程戰略》，才對數字工程概念給以明確，該戰略基於理論和技術的體系對數字工程概念給以定義：

“數字工程”是一種集成的數字方法，採用系統的數據和模型權威來源作為連續體，以支持從概念到處置的生命週期活動。

該文章對三個加速器進行了探索，並對數字工程如何塑造能力和戰爭的現在和未來加以分析探討。

加速器之一：快速設計原型

文章認為，加速設計到原型流程的概念深深紮根於各種商業部門，如一級方程式賽車、航空和建築設計。在軍隊內部，這種技術的採用使設計審查的方式發生了革命性的變化，帶來了數字化的第一參數。比如，美國陸軍在無人駕駛航空系統的開發和原型製作中對數字工程的成熟運用。

這一方法大大加速了對戰場態勢感知至關重要的偵察和監視無人機的製造。同樣，它也在下一代戰鬥車輛和士兵裝備的發展中得到應用。利用數字建模,這些系統被細緻模擬和改進,導致優化設計和大幅度減少從設計概念過渡到功能原型所需的時間。在很多情況下，這些努力將創新推向市場的時間縮短了驚人的50 %，甚至更多。

陸地領域的系統也利用數字工程和模塊化開放系統的方法,以便插入技術,例如混合電力推進和先進的C5ISR系統。我們看到了在僅僅23個月內通過操作測試從清潔版設計轉向實際原型的例子，展示了DE以創紀錄的速度將項目從概念設計轉向生產就緒設計的能力。

對數字設計的前期小投資只是一個開端，通過在整個系統生命週期中創造更大的靈活性，它將在數月和數年後帶來指數級的回報。

加速器之二：新興技術集成

數字工程的終極目標是生產數字孿生。數字工程及其相關的數字孿生可以改變人們構建和設計未來系統的方式。文章認為，新興技術一體化集成構成了第二種加速器。

數字孿生、逆向工程和人工智能的實施是不可或缺的DE武器庫的一部分，能夠將先進技術集成到遺留系統中。這些多方面的工具不僅簡化了程序，而且還提高了關鍵軍事資產的有效性和可靠性。

以陸軍未來的車輛提升組合為例——這是數字工程如何重塑軍用車輛發展前景的顯著體現。通過複雜的模擬和嚴格的測試，FVL倡議探索了各種各樣的配置和材料，確保它滿足嚴格的可靠性和性能基準。

這種積極主動的做法不僅加快了開發週期，而且還可以作為針對潛在問題的主動防範措施，並增強陸軍根據作戰需求不斷發展的敏捷性。

這種集成延伸到維護和維持領域，數字孿生在預測維護需求和延長設備運行壽命方面發揮着關鍵作用。

通過創建現實世界資產的精確虛擬副本，可以精確地預測和解決維護需求，從而大大縮短成本高昂的停機時間，並確保最高運行準備狀態。這種數字技術的整體融合提高了作戰效率，同時提高了軍隊保持強大和適應性強的兵力態勢的能力，以應對不斷變化的威脅。

通過在基於模型的產品維護方法中利用建模和仿真以及人工智能，可以增加至少20%的作戰可用性，並減少30%的維護成本。

加速器之三：增加作戰人員接觸點

在基於模型的方法和實踐實驗的戰略融合的推動下，作戰人員接觸點的急劇增加，使軍隊的能力發展方式實現了預期的和深刻的轉變。多方面戰略不僅圍繞滿足已知要求，而且還積極鼓勵對未來作戰概念進行試驗。

技術上的進步使得能夠以更快的速度和更廣泛的分佈進行更穩健的實驗。更廣泛的高保真度和低保真度模擬器是這一概念的一個很好的例子。士兵可以迅速接受最新和最真實的先進技術培訓，使他們能夠用模擬實際情況和加強準備的尖端工具進行培訓。此外，在系統到達原型階段之前，這些技術還為操作概念提供了信息。

這種方法還允許根據特定任務要求定製系統，根據不同部隊的精確需求定製設備。適應性有助於提高陸軍部隊的整體效能和戰備狀態，確保他們有能力精確應對各種場景和挑戰。快速的實驗週期與模塊化架構和數字設計相結合，進一步提高了能力開發的靈活性。在威脅升級和競爭加劇的世界中，數字工程（DE）加速器的關鍵作用怎麼強調都不為過。

簡析

自美國陸軍提出“21世紀部隊”數字化建設計劃以來，美國國防部一直致力於推進數字化轉型。近年來，美國國防部重點加速推進這一進程。2018年6月，美國國防部發布了《數字工程戰略》，明確了數字工程的發展目標。2019年7月，美國國防部又發佈了《國防部數字現代化戰略》，進一步為美軍未來數字化轉型指明瞭方向。

美國陸軍數字化轉型戰略，將同步陸軍所有技術現代化工作，以支持多域作戰。該戰略包括三個目標：一是現代化與戰備，包括創建數字化、數據驅動的部隊。二是改革，包括優化和調整數字投資。三是人才與夥伴關係，包括人才隊伍建設。

值得注意的是，美國陸軍的目標是，要在2028年實現戰備度更高、更具殺傷力、更現代化的陸軍。其數字現代化包括三部分內容：作戰平台和武器系統的現代化、多域作戰行動下的業務流程的現代化、以及多域作戰行動下的人力資源的現代化。

由此看來，數字工程對於美軍來説變得越來越重要，特別是在一個資源有限、挑戰不斷變化的戰場背景下，數字工程將作為加速器為美國陸軍現代化提供動力。快速數字化設計、加速技術投入和增加作戰人員接觸點，將實現能力開發和使用的良性循環，最終提高戰備狀態。採用這三種加速器為美國陸軍創造了更多的選擇，同時也要求工業界在設計、架構和接口方面更加開放。