2018年7月5日，美國國防部正式對外發(fā)布“國防部數(shù)字工程戰(zhàn)略”。數(shù)字工程戰(zhàn)略旨在推進(jìn)數(shù)字工程轉(zhuǎn)型，將國防部以往線性、以文檔為中心的采辦流程轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)、以數(shù)字模型為中心的數(shù)字工程生態(tài)系統(tǒng)，完成以模型和數(shù)據(jù)為核心謀事做事的范式轉(zhuǎn)移。下篇將結(jié)合文化轉(zhuǎn)型，并引述美空軍的一項(xiàng)研究來談一談數(shù)字工程戰(zhàn)略實(shí)施。

2．5 轉(zhuǎn)型為一種文化使人員隊(duì)伍接受并支持跨生命周期的數(shù)字工程

目標(biāo)是借鑒變革管理和戰(zhàn)略溝通的最佳實(shí)踐，使文化和人員隊(duì)伍整體轉(zhuǎn)型。

（1）完善數(shù)字工程知識庫。美國國防部在海量的政策指南、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)資源以及各類文獻(xiàn)中記載了數(shù)字工程的卓越知識，需要持續(xù)改進(jìn)、更新并進(jìn)一步組織這個(gè)知識庫，從而優(yōu)化并共享合同、采購、法律和商業(yè)上的實(shí)踐。

（2）領(lǐng)導(dǎo)并支持?jǐn)?shù)字工程轉(zhuǎn)型工作。轉(zhuǎn)型需要變革，驅(qū)動一個(gè)創(chuàng)新、有實(shí)驗(yàn)精神和持續(xù)改進(jìn)的文化，領(lǐng)導(dǎo)者的鼓勵(lì)和激勵(lì)是關(guān)鍵。

（3）打造人員隊(duì)伍并使之準(zhǔn)備就緒。未來人們將分散在各地并且是不同學(xué)科領(lǐng)域的幾代人，國防部需要讓年輕工程人員從老專家那里獲取更多知識。

跨采辦復(fù)雜組織體將數(shù)字工程制度化

【作者獨(dú)家解讀】：國防部認(rèn)為數(shù)字工程的幾大困難包括：投資，文化和人員，政策、指南和合同，管理，安全性，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，工具／模型便攜性（輕量化），基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境，模型質(zhì)量和保證。這個(gè)目標(biāo)中最重要的是，基于模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動、自動尋優(yōu)的分析決策流程要想建立起來，必須在軟硬件成熟和項(xiàng)目應(yīng)用成功的基礎(chǔ)上，逐步制度化并從人和文化上入手實(shí)現(xiàn)最終轉(zhuǎn)型。就像數(shù)字工程戰(zhàn)略的簽署人、國防部負(fù)責(zé)研究與工程的副部長格里芬所說的，戰(zhàn)略描述的是“what”，而“how”還需要戰(zhàn)略發(fā)布后與各軍種和機(jī)構(gòu)研究實(shí)施步驟。

實(shí)際上，美國國防部在戰(zhàn)略簽署后就馬上聯(lián)合各軍種和工業(yè)界開展了一系列進(jìn)一步的宣傳和落實(shí)工作。2018年6月21日，國防部負(fù)責(zé)系統(tǒng)工程的助理國防部部長幫辦（DASD（SE））在五角大樓召集各軍種以及國際系統(tǒng)工程協(xié)會（INCOSE）高層開會，各軍種簡述了當(dāng)前的實(shí)施計(jì)劃。6月26日，數(shù)字工程工作組開會，NASA和DASD（SE）簡述了實(shí)施的指標(biāo)框架。6月27日，繼續(xù)數(shù)字工程研討會，各軍種簡述了實(shí)施的計(jì)劃、挑戰(zhàn)和指標(biāo)，在DASD（SE）的主持下定義了后續(xù)工作。7月9日，DASD（SE）、INCOSE、國防工業(yè)協(xié)會（NDIA）聯(lián)合會議，決定啟動數(shù)字工程信息交換工作組。10月22日，NDIA年會舉辦了數(shù)字工程峰會，各軍種演示了實(shí)施計(jì)劃。10月23日，參加NDIA年會的工具開發(fā)商演示了支撐數(shù)字工程戰(zhàn)略的工具能力。按照推進(jìn)路線圖，戰(zhàn)略還將經(jīng)理內(nèi)部消化、采納和制度化三大步。

美軍數(shù)字工程推進(jìn)路線圖

為了宣貫數(shù)字工程戰(zhàn)略，國防部負(fù)責(zé)系統(tǒng)工程的助理國防部部長幫辦辦公室（ODASD（SE））在2016年，將一門“面向系統(tǒng)工程的建模與仿真”的國防采辦大學(xué)課程重組為“系統(tǒng)工程中的模型、仿真和數(shù)字工程”。課程講述了在數(shù)字工程活動背景環(huán)境下對于模型和仿真的使用，討論了持續(xù)且一致地使用模型在支撐國防部采辦系統(tǒng)活動中的價(jià)值，概述了針對任務(wù)統(tǒng)一使用數(shù)字技術(shù)物（artifact）的需要以及確保工程活動成功所必需的特點(diǎn)。

五門課分別為：（1）數(shù)字工程概念——理解用模型及其支撐的技術(shù)數(shù)據(jù)作為真相源的轉(zhuǎn)型動機(jī)，國防部支持?jǐn)?shù)字工程轉(zhuǎn)型的政策和指南，使用基于模型的方法增進(jìn)項(xiàng)目成功性并且建立模型作為權(quán)威模型和數(shù)據(jù)源，在項(xiàng)目壽命周期開發(fā)模型、仿真和技術(shù)物并作為一個(gè)技術(shù)連續(xù)統(tǒng)一體使用；（2）為進(jìn)入數(shù)字工程生態(tài)系統(tǒng)做好準(zhǔn)備——考慮在一個(gè)協(xié)作環(huán)境下集成手段、流程、工具和數(shù)據(jù)，引入數(shù)字系統(tǒng)模型（DSM）分類作為數(shù)據(jù)該如何結(jié)構(gòu)化、開發(fā)和使用的一般指南，為跨壽命周期創(chuàng)建、處理、共享和重用數(shù)據(jù)／信息提供端到端的管理，定義采辦壽命周期中開發(fā)和使用模型、數(shù)據(jù)和數(shù)字技術(shù)物的人員需求；（3）在采辦合同考慮數(shù)字工程任務(wù)和產(chǎn)品——考慮在建議書征集（RFP）中總結(jié)建模、仿真和數(shù)字工程任務(wù)，使用適當(dāng)?shù)暮贤瑱C(jī)制獲得相應(yīng)的模型和數(shù)字工程技術(shù)物與交付物，獲取數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)權(quán)以支持?jǐn)?shù)字工程活動，在壽命周期識別并管理全譜系的知識產(chǎn)權(quán)及相關(guān)問題；（4）使用數(shù)字工程讓團(tuán)隊(duì)接受并理解風(fēng)險(xiǎn)——理解如何讓團(tuán)隊(duì)接受數(shù)字工程并獲得利益攸關(guān)方對使用數(shù)字工程的信任，驗(yàn)證和確認(rèn)模型以增加單一真相源譜系中的可信度，識別并化解項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，確定與使用數(shù)字工程方法有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)；（5）使用數(shù)字技術(shù)物的案例——展示數(shù)字技術(shù)物支持跨利益攸關(guān)方的互操作性以一致地共享和交換數(shù)據(jù)與模型，數(shù)字技術(shù)物支持從一個(gè)系統(tǒng)到系統(tǒng)之系統(tǒng)（SoS）的譜系以交付實(shí)現(xiàn)使命任務(wù)的獨(dú)特能力，數(shù)字技術(shù)物支持模塊化開放式系統(tǒng)方法（MOSA）以實(shí)現(xiàn)新和／或已有系統(tǒng)的模塊化和適應(yīng)性強(qiáng)的開放式接口。

三、數(shù)字工程助力美空軍減少飛行器研制試驗(yàn)周期和成本

美空軍針對高性能飛行器靜穩(wěn)／動穩(wěn)特性和控制（S＆C）特性的確定，提出了利用CREATE－AV、通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）設(shè)置最少的數(shù)據(jù)點(diǎn)從而縮短整個(gè)風(fēng)洞試驗(yàn)周期的方法，并且使用F－22戰(zhàn)斗機(jī)外形曲面和風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行了數(shù)字線索試驗(yàn)研究確認(rèn)了方法的有效性。

利用數(shù)字線索減少風(fēng)洞試驗(yàn)活動

30年來，美空軍飛行器研制試驗(yàn)與評價(jià)的工程實(shí)踐并未發(fā)生顯著變化。盡管從F－22研制到F－35研制，試驗(yàn)效率提升了4倍，但即使F－35的飛行包線比F－22要小，F(xiàn)－35的風(fēng)洞試驗(yàn)仍然需要執(zhí)行與F－22相同的22000小時(shí)，并且每個(gè)構(gòu)型都是22000小時(shí)。這是因?yàn)�，�?dāng)前的風(fēng)洞試驗(yàn)主要是由流程驅(qū)動的，按試驗(yàn)小時(shí)而不是試驗(yàn)點(diǎn)來設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)上，為確定高性能飛行器S＆C特性，“暴力”方法是為一架飛行器填滿整個(gè)S＆C數(shù)據(jù)庫，這需要在風(fēng)洞中設(shè)置約250萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；相應(yīng)地，使用計(jì)算流體動力學(xué)（CFD），通過計(jì)算和空氣動力學(xué)逐點(diǎn)模擬風(fēng)洞，則完全不切實(shí)際。