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未來作戰部隊加速交付能力的關鍵，是使用一體化數字生態系統來設計、試驗和疊代武器系統。一體化數字生態系統主要是由數字工程、軟體敏捷開發和開放式體系架構構成的「三位一體」系統，已成為空軍裝備採辦方式由傳統採辦向數字採辦轉型的關鍵，而數字工程中的試驗鑑定對於採辦變革的影響至關重要。
2021年12月15日，美空軍試驗中心比約克曼主任在國防採辦大學官網發文《試驗鑑定在數字工程中的重要作用》，介紹了近年來空軍試驗中心在數字工程及試驗鑑定領域所做的工作，概述了數字工程對採辦改革的重要意義，而試驗鑑定又是數字工程的核心環節，對採辦改革具有重要作用。
一、數字工程對於採辦改革的重要性
美軍認為，只有加速變革才能在大國競爭中占據優勢，而加速變革不僅是思維方式變革，更需要國防採辦變革。數字工程是使用模擬仿真、3D模型和數字孿生等工具，對現實世界對象進行數字化的現代設計方法，所呈現的綜合虛擬環境將允許設計者大規模疊代採辦武器系統，而不受採辦運行時間、風險和成本等現實問題的束縛。美國防部數字工程戰略實施以來，數字工程一直受到美軍，特別是美空軍的大力支持，空軍推出了系列重大戰略舉措。
2019年7月，美空軍發布《數字空軍》白皮書，承接與實施國防部數字工程戰略，致力於打造數字空軍，特別是在重大武器系統全壽命採辦過程中全面實施數字工程戰略，如eT-7A「紅鷹」教練機、下一代空中主宰（NGAD）、陸基戰略威懾（GBSD）等重大裝備項目。近年來，空軍已全面實現國防部數字工程戰略的五個目標：規範模型的開發、集成和使用，提供權威數據源，整合技術創新，建立基礎設施和環境，以及採辦隊伍轉型。
二、數字工程中試驗鑑定的重要作用
數字工程通過試驗鑑定獲得的經驗教訓，對於採辦項目持續評估、減少不確定性和快速反應至關重要，也是更快地開發和交付疊代產品所必需的。在典型的設計-試驗-驗證周期中，物理系統模型用於提供系統性能的初始設計。在各種環境（如已安裝的系統試驗設施或露天環境）中對系統性能進行試驗，並將數據反饋到建模過程以驗證或更新模型。通過驗證的模型構成了改進系統設計或完善相關建模和仿真需求的基礎。
2021 年 5 月，負責採辦、技術和後勤的空軍助理部長辦公室發布了「數字工程的數字建設規範」，概述了試驗鑑定對於數字工程的重要作用，並強調試驗鑑定必須與數字工程活動相結合。「數字工程的數字建設規範」包括七部分內容：開發裝備系統數字模型；開發數字孿生和數字主線；創建集成數字環境；制定軍工企業數字戰略；做好數字工程培訓；實行數字化採辦；跟蹤數字成熟度指標。表1列出了與試驗鑑定相關的規範及細則。
美空軍試驗中心設想，未來在試驗鑑定各階段所收集的數據，將更廣泛地作為權威數據源的一個組成部分，提供給用於驗證和更新系統數據的企業數據管理系統，並由其管理數字孿生。在整個採辦壽命周期中，持續的評估過程（圖1所示）是必須的，以生成權威的事實來源，確定系統需求，輔助採辦決策，以及推動成熟穩健的作戰戰術、技術和程序。
圖1 模型與持續評估流程
試驗鑑定還通過共享來自試驗和模型的權威源數據、驗證模型以及集成系統工程「V」上下的數據集（ 圖2所示），最大限度地減少重複並提高一致性。
圖2 項目管理中試驗鑑定的多級接口
三、美空軍試驗中心數字工程中的試驗鑑定工作
數字工程在國防採辦中有重要應用前景，試驗鑑定在數字工程中發揮著核心作用。2016 年和 2017 年，空軍試驗中心測試了一架使用新螺旋槳改裝的商用現成T-53A飛機的爬升性能。由於沒有模型或數據支持，空軍試驗中心通過對實體飛機進行掃描，開發了高保真飛機數學模型，使用圖3所描述的模型-試驗-驗證循環方法對模型進行驗證，並使用該模型預測飛機爬升率性能。儘管該計劃的範圍很小，但它顯示了數字工程令人難以置信的應用前景，以及試驗鑑定在數字工程中發揮的核心作用。
圖3 模型-試驗-驗證循環方法
美空軍試驗中心通過「橙旗」、「翡翠旗」、「黑旗」等各類演習活動來驗證作戰部隊的新戰術和新技術，旨在評估作戰系統在密集威脅、具有代表性的作戰環境中的融合，並通過數據驅動的方法識別和分析殺傷鏈的優勢和劣勢。工程師使用協同作戰的試驗數據來驗證聯合仿真環境。
四、結論
數字工程有望更快地加速作戰能力部署，而其核心是對可信數據的需求。試驗鑑定不再只是驗證單個模型和評估系統性能的數據源，而是持續評估驗證、校準和改進數字孿生所需的知識來源，其結果將被視為權威的事實來源，在國防採辦管理與決策中發揮著重要作用。
如需轉載請註明出處：「國防科技要聞」（ID：CDSTIC）
來源 | 綜合網站
圖片 | 網際網路
作者 | 楊亞超 張代平
編輯 | 趙霄
註：原文來源網絡，文中觀點不代表本公眾號立場，相關建議僅供參考。
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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-mo/009ab9cf930cca6b1301e79e5fc3b091.html