《数字工程：在战略竞争时代加速国防采办和开发周期》报告封面（图片信息来源：米切尔航空航天研究所）
2024年5月23日，美国空天军协会（AFA）智库——米切尔航空航天研究所发布了最新的一份研究报告《数字工程：在战略竞争时代加速国防采办和开发周期》，同日举办了一场在线研讨会。
活动由米切尔航空航天研究所所长大卫·德普图拉（David Deptula）主持，报告作者之一希瑟·彭尼（Heather Penney）进行了解读（PPT详见下图）。她表示，数字工程将比试图改革和加速现有的采办系统更快地加速新系统的部署。
参与本次研讨的还有：国防部负责采办、集成与互操作的副助理部长戴夫·特伦珀（Dave Tremper）、洛克希德·马丁公司ADP集成系统战略和业务发展总监德雷克·哈里斯（Drake Harris）、诺斯罗普·格鲁曼公司数字化转型工程总监杰弗里·里德（Jeffrey Reed）。
数字工程是传统过程和IT创新的结合，产生了演进的流程和改进的数字工具集（图片信息来源：米切尔航空航天研究所）
让数字工程得到广泛认可是美国国防部正在进行的工作。国防部负责采办、集成与互操作的副助理部长戴夫·特伦珀表示，国防部正在努力改变采办界的“思维方式”，使其接受并利用数字化方法。他说，年长的员工可能不信任新格式，尤其是因为他们的整个职业生涯都是按照几十年前的采办法规定的做事方式接受评估的。然而，年轻员工“要求”以新的方式做事。他们没有耐心接受繁琐、纸质繁重的方法。国防采办大学要求开设新的、更短的数字化方法应用课程。戴夫·特伦珀提到：“国防部设立了数字工程认证项目。这是一系列课程。它由五门课程和一些网络研讨会组成，允许学习数字工程和采办计划。自2019年以来，已有1200人通过了该认证流程，并且还在不断发展。”他表示，年长的采办专业人士也加入进来，因为他们看到数字化使他们的工作变得更轻松。
数字工程可以改善能力开发、生产和运营的所有阶段的流程（图片信息来源：米切尔航空航天研究所）
报告指出，美国空军部(DAF)面临严重的能力和产能短缺。尽管迫切需要迅速重组部队，但现代化仍落后于战略需求。数字工程有望促进这些努力。系统工程、设计、建模、仿真甚至生产方面的进步可以为武器系统的整个生命周期带来益处。这包括制造、操作和维护。简而言之，实施数字工程实践有可能加速能力的开发和部署。新启动的国防采购项目可以充分利用这些优势，从而节省时间和资源。数字工程还可以在更集中的领域（如维持和现代化）使传统武器系统受益。报告探讨了这一关键主题，有助于提供基础见解，并解释数字工程如何以及何时产生最佳结果，同时详细说明回报有限的地方。
生成式设计和数字制造：使用AI和机器人制造轻型仪器。在此示例中，三个人类团队设计了一个紧固件，而AI则用于设计相同的功能。所有设计都经过了定量评估，以衡量质量、最大应力以及生产时间和成本等指标。AI设计非常不寻常，但与人类设计相比却具有竞争力（图片信息来源：NASA\\米切尔航空航天研究所）
报告作者希瑟·彭尼和布莱恩·莫拉认为，这种投入至关重要，因为美国当前繁琐的采办体系（采用连续的开发和生产里程碑）无法与中国部署新系统的“惊人”速度相抗衡。希瑟·彭尼表示：“中国在先进武器系统的开发和部署方面正在超越我们。他们有200架歼-20。这是中国首款隐形战斗机，被认为可与美国空军的F-22相媲美。而且与美国空军的资本重组速度相比，他们每年还在以100架的速度建造更多。”
定义下一代所需：数字化转型（翻译&字幕 by 防务菌）
下一代现在就依赖于数字化转型，洛克希德·马丁公司正在利用数字线程以前所未有的规模快速交付。
希瑟·彭尼表示，虽然采办改革是一项“崇高”的追求，必须推行，但数字化提供了一种更快的方式来赶上美国竞争对手。她说：“数字化工程有可能加速国防能力的发展和部署，而无需进行采办改革，这可能会对我们针对中国和俄罗斯的战略定位产生重大影响。”她引用了美国空军部长弗兰克·肯德尔（Frank Kendall）经常发出的警告：“我们已经没有时间了”，必须找到更快的方法来纠正空军“有史以来规模最小、最古老、准备最不充分”的现状。
希瑟·彭尼提到，她和布莱恩·莫拉最初打算将这篇论文作为数字方法和词典学的“入门书”，但后来发现，数字技术提供了一种更快的方法来获得改革者多年来一直寻求的更快的采办结果。它与国会最近授予的采办改革和跳过步骤和加速项目的权力相得益彰。
美国空军研究实验室-数字化转型（翻译&字幕 by 防务菌）
数字化转型是数字化协作——美国空军研究实验室的团队正在寻求提升对仿真、建模等的访问，以帮助未来的研发工作。
过去三年来，美国空军装备司令部一直致力于将其流程转变为数字化方式，并将其不仅应用于项目的前端，还应用于维持阶段。希瑟·彭尼表示，虽然数字化最适合B-21和“下一代空中优势”（GAD）战斗机等新系统，但它也可以应用于旧系统。创建B-52轰炸机机翼的“数字孪生”可以加速安装新设计的挂架和发动机的过程，就像B-52商用发动机更换计划 (CERP) 所做的那样。
美国空天军协会（AFA）2022年度空天网研讨会：解锁数字工程的力量（翻译&字幕 by 防务菌）
主持人：
Kimberly A. Crider，退役少将
小组成员：
Steve J. Bleymaier，Ansys航空航天和国防，退役准将
Scott Nowlin，BAE Systems公司
Dave Stagney，Pratt & Whitney公司
总体而言，美国防界一直在努力效仿空军快速能力办公室等精益组织的成功，但希瑟·彭尼表示，这些努力并没有奏效，因为他们的方法对于大型项目来说不切实际。“它们是重要的组织，专注于少数高度机密的能力，”她说。“这些办公室行动迅速，成果卓著，但它们的组织和方法根本无法扩展；想想空军的所有项目及其资本重组需求。”
诺斯罗普·格鲁曼公司：定义数字技术的可能（翻译&字幕 by 防务菌）
数字化转型使诺格团队能够设计和构建能够快速、敏捷地响应客户不断变化的需求的产品。
诺斯罗普·格鲁曼公司数字化转型工程总监杰弗里·里德列举了这种速度的具体例子，称诺格公司已将数字化方法应用于140个项目，并且全面提高了速度。该公司应用了一些“自动检查”来比较旧式项目与数字项目的进度，发现“返工率正在下降”。诺格公司发现“在完全同类比较中，制造时间显著减少”。杰弗里·里德表示，这是因为数字工程而出现的“令人惊讶的减少”，而且“它将学习过程向左移动，让你可以更早地完成学习”。
最后，报告提出了六项建议来推进美国空军数字工程建设：
1.空军部应“鼓励在新启动的采办项目中使用综合数字工程”。这种方法应在合同中得到奖励，因为它将节省开发和维护的时间和金钱。
2.空军部领导层应该审查所有项目，看它们是否可以是全数字化或“混合数字化”项目，或者传统（前数字化）项目如何从某些数字化应用中受益，然后将其付诸实施。
3.空军部领导层需要投资培训其采办人员了解和使用数字工具和流程。
4.空军部领导层应该推广数字系统的“开放标准”，以便项目可以相互交流并扩大某些要素的重复使用可能性，从而节省时间、金钱和维持成本。
5.空军部应维护一个数字工程工具库，并将其提供给小型企业、次级供应商和其他可能缺乏自行开发或购买此类工具的供应商群体。这还将带来网络韧性方面的好处，提高质量并“最终扩大更大的数字生态系统”。
6.空军部及其总承包商和供应商链“必须确保其IT基础设施现代化且安全”。
参考信源：
1.https://mitchellaerospacepower.org/digital-engineering-accelerating-the-defense-acquisition-development-cycle-in-an-era-of-strategic-competition/
2.https://www.airandspaceforces.com/new-report-digital-engineering-acquisition-reform/
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