数字工程影响美军装备发展

据外媒报道，因弹射座椅问题未得到妥善解决，美军近期再次推迟T-7A“红鹰”高级教练机的服役时间，意味着这一全流程贯穿美军数字工程理念的项目很难在2027年前交付，相比最初设定的2024年至少推迟3年,引发外界对于美军数字工程应用的关注和质疑。

(资料图)

需求驱动转型

近年来，随着人工智能、大数据、云计算等新兴技术不断涌现，以“数智融合”为典型特征的生产方式变革在提高生产效率、推动产业升级方面成效显著，成为主要工业国家竞相追逐的战略选择，数字工程在促进国防工业快速发展方面的作用也日益受到美军关注。

按照美国国防部的定义，数字工程是一种集成的数字化方法，即通过在全寿命周期内连续应用模型和数据，支撑系统从概念开发到报废处置的一切活动，并在人工智能、大数据分析、自主系统和超级计算等技术牵引下提升工程能力，推动产业升级。形象地说，数字工程就是利用先进的数字技术对具体事物进行数字化表达，构建覆盖工程流程和管理流程的数字工程系统。

数字工程最早由美国国防部系统工程研究中心提出，用于解决美军装备采购过程中的效率低下等问题。2015年8月，美国国防部成立“数字工程工作组”，提出“数字工程路线图”。2018年6月和2019年7月，美国国防部相继发布《数字工程战略》和《数字现代化战略》。2019年12月，美军开始将数字工程应用于装备采购。

应用成果突出

自《数字工程战略》颁布以来，数字工程被看作美军装备产业的“工业4.0”，对于解决传统装备研发模式中存在的研发周期长、费用超标等问题起到明显作用，有利于在装备的全寿命周期内实现快速设计、高效生产和精准维护。因此，继《数字工程战略》颁布后，美军各军种陆续推出其数字工程规划和路线图，推动装备发展的数字化转型，其中以美空军最为积极。

2020年，美空军发布《数字采办的现实》，强调通过数字工程打造装备采购新模式，实现装备快速采购与交付。2021年，美空军发布《打造数字力量》报告，将数字工程、灵敏软件开发和开放式架构确立为空军装备发展的“数字三位一体”，同年设立数字转型办公室，系统推进数字工程转型。

在这一背景下，美空军基于数字工程打造的T-7A“红鹰”高级教练机和“下一代空中主宰”项目，成为美军当前为数不多采用全流程数字开发的项目。T-7A“红鹰”高级教练机从概念设计到原型机首飞用时3年，仅为传统耗时的一半，工程质量和装配效率大幅提升，软件开发时间明显缩短。“下一代空中主宰”项目依托“数字化百系列”策略，通过实施数字工程，实现较小批次的快速迭代，取代大规模生产的战斗机传统采购模式。

在美空军主导的多个高超音速导弹项目中，研发企业广泛采用“数字孪生”等技术进行开发，实现了设计的快速迭代、制造成本的降低和生产效率的提升。另外，对于弹体和高超音速飞行环境的数字化仿真有助于简化飞行试验流程，缩短开发和测试时间。

此外，美军在“陆基战略威慑”弹道导弹系统、“福特”号航母、朱姆沃尔特级驱逐舰、F-35战斗机等众多装备项目中，也不同程度地采用数字工程技术并取得一定成果。

实践暴露不足

作为美军数字化转型的重要途径，数字工程为美军装备建设带来诸多便利，但在具体应用过程中暴露出不足和局限性。

在T-7A“红鹰”高教机项目中，数字工程并未有效缓解因弹射座椅缺陷导致的项目延迟状况。另外，尽管数字工程具备快速迭代能力，但其依赖的原始数字模型的可靠性遭到质疑。“红鹰”的生产商曾表示，需要继续提高数字模型的“保真度”以降低风险，似乎暗示了“红鹰”的数字模型存在某种“缺陷”。

同样的情况也发生在高超音速武器项目上。不少专家认为，某些空气动力学效应无法通过计算机进行数字化模拟，风洞测试才是获得可靠数据的必要方式。考虑到近年来美军高超音速武器项目屡遭失败进展缓慢，或许与项目过度依赖数字工程推进有关。

尽管如此，数字工程在提升美军装备采办效率、推动装备技术进步方面的作用不应被完全否认。对于美军而言，在数字工程实践中能否有效规避数字化带来的各种弊端，确保数字模型的精准度，是实现数字化转型的关键。其后续发展值得持续关注。（深海）