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研究來談一談數(shù)字工程戰(zhàn)略實施。

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

目標是借鑒變革管理和戰(zhàn)略溝通的最佳實踐，使文化和人員隊伍整體轉(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、標準規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)資源以及各類文獻中記載了數(shù)字工程的卓越知識，需要持續(xù)改進、更新并進一步組織這個知識庫，從而優(yōu)化并共享合同、采購、法律和商業(yè)上的實踐。

（2）領(lǐng)導(dǎo)并支持數(shù)字工程轉(zhuǎn)型工作。轉(zhuǎn)型需要變革，驅(qū)動一個創(chuàng)新、有實驗精神和持續(xù)改進的文化，領(lǐng)導(dǎo)者的鼓勵和激勵是關(guān)鍵。

（3）打造人員隊伍并使之準備就緒。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

【作者獨家解讀】：國防部認為數(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，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。這個目標中最重要的是，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)布后與各軍種和機構(gòu)研究實施步驟。

實際上，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)界開展了一系列進一步的宣傳和落實工作。2018年6月21日，國防部負責(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)前的實施計劃。6月26日，數(shù)字工程工作組開會，NASA和DASD（SE）簡述了實施的指標框架。6月27日，繼續(xù)數(shù)字工程研討會，各軍種簡述了實施的計劃、挑戰(zhàn)和指標，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，各軍種演示了實施計劃。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)字工程推進路線圖

為了宣貫數(shù)字工程戰(zhàn)略，國防部負責(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。

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，國防部支持數(shù)字工程轉(zhuǎn)型的政策和指南，使用基于模型的方法增進項目成功性并且建立模型作為權(quán)威模型和數(shù)據(jù)源，在項目壽命周期開發(fā)模型、仿真和技術(shù)物并作為一個技術(shù)連續(xù)統(tǒng)一體使用；（2）為進入數(shù)字工程生態(tài)系統(tǒng)做好準備——考慮在一個協(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)以支持數(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)字工程讓團隊接受并理解風(fēng)險——理解如何讓團隊接受數(shù)字工程并獲得利益攸關(guān)方對使用數(shù)字工程的信任，驗證和確認模型以增加單一真相源譜系中的可信度，識別并化解項目風(fēng)險，確定與使用數(shù)字工程方法有關(guān)的風(fēng)險；（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)物支持從一個系統(tǒng)到系統(tǒng)之系統(tǒng)（SoS）的譜系以交付實現(xiàn)使命任務(wù)的獨特能力，數(shù)字技術(shù)物支持模塊化開放式系統(tǒng)方法（MOSA）以實現(xiàn)新和／或已有系統(tǒng)的模塊化和適應(yīng)性強的開放式接口。

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、通過試驗設(shè)計（DOE）設(shè)置最少的數(shù)據(jù)點從而縮短整個風(fēng)洞試驗周期的方法，并且使用F－22戰(zhàn)斗機外形曲面和風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行了數(shù)字線索試驗研究確認了方法的有效性。

利用數(shù)字線索減少風(fēng)洞試驗活動

30年來，美空軍飛行器研制試驗與評價的工程實踐并未發(fā)生顯著變化。盡管從F－22研制到F－35研制，試驗效率提升了4倍，但即使F－35的飛行包線比F－22要小，F(xiàn)－35的風(fēng)洞試驗仍然需要執(zhí)行與F－22相同的22000小時，并且每個構(gòu)型都是22000小時。這是因為，當(dāng)前的風(fēng)洞試驗主要是由流程驅(qū)動的，按試驗小時而不是試驗點來設(shè)計。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S＆C數(shù)據(jù)庫，這需要在風(fēng)洞中設(shè)置約250萬個數(shù)據(jù)點；相應(yīng)地，使用計算流體動力學(xué)（CFD），通過計算和空氣動力學(xué)逐點模擬風(fēng)洞，則完全不切實際。