国防部数字工程战略2018
概述¶
美国国防部2018年6月发布的《数字工程战略》，由负责研究与工程的副部长办公室（OUSD(R&E)）下属系统工程副助理部长办公室（ODASD(SE)）编制。Michael D. Griffin（时任USD(R&E)）签署前言。该战略是DoD从传统的"基于文档"线性工程流程向"基于模型"的数字工程范式转型的纲领性文件，涵盖五大战略目标及对应15个聚焦领域。
战略定位：以数字计算、分析能力和新技术，在更集成的虚拟环境中开展工程活动，以提高客户和供应商参与度、缩短威胁响应时间、促进技术注入、降低文档成本并改善保障可负担性。
核心内容¶
背景与动因¶
传统的DoD采办工程流程以文档密集和烟囱式（stove-piped）为特征，导致周期长、系统难以变更和维持。面对快速变化的作战与威胁环境、紧缩的预算和紧迫的进度，现有工程方法已无法满足指数级技术增长、复杂性和信息获取的需求。
数字工程被定义为：一种集成数字化方法，使用权威的系统数据和模型作为跨学科的连续体，支持从概念到报废的全生命周期活动。核心是从"设计-建造-测试"向"模型-分析-建造"范式转变。
五大战略目标¶
目标1：正式化模型的开发、集成和使用，以支撑企业和项目决策
- 正式化模型规划，数字化表示系统对象
- 正式开发、集成和策管（curate）模型，确保准确、完整、可信、可复用
- 使用模型支持全生命周期工程活动和决策——跨学科并发工程，模型在各阶段持续演进而非丢弃重建
目标2：提供持久的权威真实数据源（Authoritative Source of Truth）
- 定义权威真实数据源：捕获技术基线当前状态和历史，作为模型和数据的中心参考点
- 治理权威真实数据源：建立政策、程序和访问控制，确保数据完整性
- 全生命周期使用权威真实数据源：作为技术基线、生成数字制品、支持评审和决策——从"接受文档"转变为"接受模型"
目标3：融合技术创新以改进工程实践
- 建立端到端数字工程企业：连接物理世界与数字世界，涵盖全生命周期
- 注入技术创新：先进计算、大数据分析、人工智能、自主系统、机器人等
- 利用数据提升洞察和决策：安全利用数据和分析实现更快更好的数据驱动决策
- 推进人机交互：认知技术使机器能够构建知识、持续学习、理解自然语言并与人类更自然地交互
目标4：建立支撑性基础设施和环境
- 数字工程IT基础设施：安全的连接信息网络、硬件和软件解决方案、商业云平台
- 数字工程方法论：从基于文档转向基于数字的方法、流程和工具——关注标准、数据格式和接口而非特定工具
- 安全与知识产权保护：集成网络安全、保护知识产权的同时促进协作
目标5：转型文化和劳动力
- 改进数字工程知识基础：推进政策、指南、规范和标准；精简合同、采购、法律和商业实践；建立和分享最佳实践
- 领导和支撑转型：沟通和执行愿景与战略；建立政府-工业界-学术界联盟
- 建设和准备劳动力：培养知识、能力和技能；确保劳动力积极参与转型
下一步行动¶
- 协调DoD数字工程工作：召开数字工程峰会，通过数字工程工作组（DEWG）持续协作
- 制定DoD实施计划：各军种在2018年内制定数字工程实施计划
- 实施试点项目：在全面推广前识别障碍、评估工具和流程
- 持续数字化转型：通过政策、指南、培训和持续改进制度化数字工程
关键案例¶
- USS Ford (CVN-78)：首艘完全使用全尺寸3D产品模型设计的舰船，预计在50年寿命周期内为海军节省40亿美元拥有成本
- A-10机翼更换项目：注入3D基于模型的设计（MBD），开发约10,000个独特模型，采用NLign技术构建数字线程用于保障阶段
- 陆军LPDM/ePDM：全生命周期产品数据管理系统，为所有武器系统和最终产品数据提供权威真实数据源
- NAVAIR系统工程转型：现代化系统工程师使用新技术和基于模型方法的方式
- 工程弹性系统（ERS）：DoD联合项目，开发集成现代计算工程工具套件
笔记¶
- 该战略由ODASD(SE)与各军种、学术界、工业界和专业协会广泛协作编制
- 战略明确定位为"活文件"，将随需要持续演进
- 2023年DoDI 5000.97将数字工程列为国防采办系统的九大要素之一，完成了从2018战略到政策指令的闭环
- 该战略本身未直接提及MOSA，但其技术基础（权威数据源、数字线程、模块化模型互操作）与MOSA高度兼容
- 批准公开发行（Distribution Statement A），不限制分发