美国陆军发布“数字工程指令”

2024年5月21日，美国陆军宣布了其数字工程新政策，旨在以高科技方式振兴其传统系统和工程流程，以应对新出现的威胁，概述四条重点工作，并确定升级的成熟单个项目。

美国陆军部长克里斯汀·沃穆思（Christine Wormuth）在听证会上告诉立法者，新战略旨在“使陆军更容易在整个军队范围内更广泛地采用数字工程方法”。

她说：“这种工作使我们能够使用计算机模拟进行建模仿真，并探索工程挑战，这更高效，成本更低。”

该政策规定：“随着军队迅速现代化以应对新出现的威胁，技术变革的步伐和受限的财政环境不仅需要在能力方面进行创新，还需要在陆军用于开发、获取和维护这些威胁的各种体制流程方面进行创新。”

美国陆军副部长加布·卡马里洛 (Gabe Camarillo)说，关于数字工程的新政策“他非常珍视”，这基本上将允许军队从手动、纸质和通常过时的流程转向数字环境。这些虚拟工具允许工程师、物流师、项目经理和承包商尝试替代设计、维护程序等，在模拟中一遍又一遍地测试许多变化，比物理系统更快、更便宜。

当它按设计工作时，数字工程允许在构建第一个物理原型之前对新系统进行广泛的虚拟原型，同时创建现有设备的“数字孪生体”（Digital Twin）。

“历史上，陆军一直依赖传统的系统工程流程，这些流程主要是手动的、文档密集型的，并且跨利益相关者群体的。这通常会推动成本和发展时间表，阻碍军队以快节奏提供尖端能力，”新政策写道。

该政策表示，为了方便整个陆军的采用，该服务将制定标准合同语言、统一指南和最佳实践，例如常规合同数据要求列表（CDRL）。

该服务还计划创建数据治理指南，“以确保数据和数字孪生体可以与适当的政府和行业用户共享”，以保护供应商的知识产权。

数字孪生战场实验室注意到，美国陆军数字工程指令中包含多处数字孪生体，看起来数字孪生体为基础的数字工程已经得到美国陆军的认可。

a.国防部指令5000.02（自适应采办框架的运作），2020年1月23日，包含变更1，自2022年6月8日起生效

b.国防部指令5000.97（数字工程），2023年12月21日

c.负责系统工程的国防部副助理部长办公室（国防部数字工程战略），2018年6月

d.总部，陆军部第2020-01号一般命令（陆军总部部内的职能和职责分配），2020年3月6日

e.陆军数字化转型战略，2021年10月12日

f.陆军部助理部长（采办、后勤和技术）(ASA(ALT)政策备忘录-企业实施数字工程的政策），2022年4月11日

a.随着陆军快速现代化以应对新出现的威胁，技术变革的步伐和有限的财政环境不仅需要在能力方面进行创新，还需要在陆军用于开发、获取和维护这些能力的各种制度流程方面进行创新。这包括陆军用于开发其复杂作战系统的工程过程。从历史上看，陆军—直依赖于传统的系统工程流程，这些流程在很大程度上是手动的、文档密集型的，并通过利益相关者群体进行管道传输。这往往会推动成本和开发时间表，阻碍陆军快速交付尖端能力。更多地采用数字工程方法将使陆军能够确定早期系统设计中的成本驱动因素，使系统性能建模能够为早期的权衡决策提供信息，从而改善我们的采办过程中的结果，并为士兵提供所需的能力。

b.数字工程利用应用程序、建模和仿真以及数据来创建数字模型，以取代传统的基于纸面的方法。随着时间的推移，这些数字模型提供了系统的精确虚拟表示，并实现了从传统的设计－构建－测试方法向模型分析－构建方法的转变。应用数字工程的好处很多，涵盖了系统生命周期的设计、开发和维持阶段。

c.在设计和开发过程中，用户对需求权衡进行建模，并评估其影晌。数字工程使项目经理能够更好地理解子系统的相互依赖性，快速确定成本驱动因素，评估技术和性能风险，并确定设计变更的影晌。这些技术允许测试过程的数字化，并允许测试人员验证系统的正确功能。重要的是，数字工程通过消除对物理原型的需求，使陆军能够做出关键决策，并以更具成本效益的方式弥补能力差距，从而支撑了这些努力。随着系统进入维持阶段，用户和维护人员依靠数字工程提供早期反馈，并在快速开发的材料和手册的支持下进行虚拟训练；预测、理解和解决退化和过时问题的可持续性；以及战地士兵根据需要打印备件。

d.为了充分实现这些好处，陆军正在制定一项数字工程政策，使这些数字能力和实践能够得到更广泛的采用。该指令概述了陆军的数字工程目标，确定了最佳实践和工具，并评估了如何在陆军的各个能力发展领域最佳地应用这些能力。重要的是，随着陆军开展这项工作，它将利用其行业合作伙伴的经验教训，其中许多合作伙伴已经从数字工程的采用中受益。私营部门的公司使用数字工程流程和工具来设计和测试汽车、飞机和其他车辆，并提高内部业务流程和运营效率。陆军正在向其行业合作伙伴学习并与其密切合作，并将继续这样做，以寻求进一步采用数字工程并将这些方法纳入能力发展。

5.政策。陆军的数字工程政策包括以下原则：建立地面工程重点领域，促进互操作性和实施，建立和监督探路者计划，以及培养人才和专业知识。

a.建立数字工程重点领域。在陆军现代化过程中实施数字工程能力和工具必然涉及跨职能团队，其中包括需求开发人员、项目经理、测试人员、维护人员和后勤人员以及行业合作伙伴的专业知识。这一过渡所涉及的方法和工具差别很大。在陆军的商品和产品领域。例如，在航空与地面系统的背景下成功采用数字工程需要考虑不同的商业上可用的工具、利益相关者的需求和业务流程的变化。以下最初的三个数字工程重点领域将允许从业者共享数据，使用数字工程工具，与不同的陆军组织和行业合作，并发展与主要作战能力领域需求相一致的劳动力技能。

(1)地面车辆数字工程重点领域有助千地面车辆项目有效应用数字工程。如今，汽车行业在设计汽车和卡车时充分利用了数字工程,并因此获得了巨大的效率和更高的质量。参与作战和战术车辆开发、部署和维持的陆军组织已经与行业合作伙伴密切协调。

(2)航空数字工程重点领域协助陆军的飞机项目实施数字工程。航空平台是一个复杂的系统，在运行前需要满足高性能参数和严格的安全标准。正如业界已经证明的那样，数字工程在这—投资组合中是非常有益的，因为它允许迭代开发数字飞机设计，专注于最大限度地提高性能，同时确保持续遵守严格的安全要求。

(3)传感器数字工程重点领域帮助开发人员为各种平台构建模块化传感器。数字工程工具可以帮助设计和建模传感器，确定最佳形状因素、位置、功率预算，并确保模块化。数字建模可以绘制传感器数据流，并测试为指挥官提供实时信息所需的系统系统。

b.促进互操作性和实施。数字工程工具可促进无缝协作、简化流程和高效的系统集成。然而，早期的数字工程工具并不总是能很好地相互操作因为它们是在以互操作性为重点的标准出现之前开发的。这使供应商和政府拥有的环境之间的数据共享极为复杂。陆军将通过与陆军、行业和标准社区的适当利益相关者合作，制定有助千提高互操作性的实践，努力推动数字工程实施的通用性和数据中心性。作为这项工作的—部分，陆军将：

(1)与商业数字工程软件工具供应商合作，采用开放标准，实现整个行业工具的1操作性。这些标准正处千开发的最后阶段，大多数供应商表示他们计划实施这些标准。陆军将鼓励并努力加快这种迁移。

(2)确定可立即使用的商用数字工程环境，并在全军范围内进行宣传，以促进重复使用这将通过减少数字工程基础设施和工具的初始投资来降低进入壁垒。

(3)针对现有商业数字工程环境不适合陆军需求的情况，使用商业工具制定指导方针、最佳实践和“配方”来定制数字工程环境。这种方法并不意昧着过于规范，而是将包括完整的数字工程环境所需的构建块，以快速应对独特的挑战。

(4)开发标准合同语言，以明确传达陆军所需的数字工程能力。这种语言将与行业共享，以确保他们的反馈和输入也能为其提供信息。

(5)生成通用合同数据需求清单(CDRL），以实现交付给陆军的数字工程产一品的一致性。所有CDRL都将经过行业审查，以确保它们为项目开发中的联合活动提供价值，包括系统设计审查。

(6)制定数据治理指南，以确保数据和数字孪生体能够与适当的政府和行业用户共享，同时保护供应商的知识产权。

c.建立和监控探路者（Pathfinder）项目。陆军将确定一些“探路者项目”，以说明数字工程的潜在贡献，强调可能阻碍计划实施数字工程能力的现有政策和流程，并确定如何在各种情况下推进数字工程的采用。探路者是陆军采购企业的代表，他们来自于在不同商品领域的采购生命周期的不同阶段使用数字工程的各种项目。陆军最初的探路者包括以下人员：

(1)XM-30机械化步兵战车。XM-30是采办过程早期的一个采办类别(ACAT)I地面车辆项目。

(2)未来远程攻击机(FLRAA)。FLRAA是ACATI在采办过程早期的一个航空项目。

(3)综合火力任务指挥部(IFMC)。IFMC是目前正在生产的ACAT I项目。

(4)联合瞄准综合指挥控制套件(JTIC2S)。JTIC2S是采办过程早期的ACTI III项目。

(5)M113装甲运兵车。M113是一种用于维持的地面车辆平台，其数字孪生体广泛应用于地面车队。

(6)项目执行办公室航空物流数据分析实验室（黑鹰、阿帕奇、奇努克）。这些项目都是关于维护的。

d.培养人才和专业知识。数字工程只有在知识渊博、技术娴熟、经验丰富的员工能够在其业务领域应用数字工程工具和技术的情况下，才能为军队提供良好的服务。只有需求、测试和维持社区（而不仅仅是工程师和开发人员）使用数字工程,才能在整个陆军范围内成功采用数字工程。经过培训、有能力的工作人员可以使用数字工程工具来降低维持成本，尽早确定需求权衡，并通过数字孪生体等应用程序增强作战测试。在这条战线上，陆军将：

(1)通过管理和共享整个陆军的数字工程培训选项，提高采办和非采办人员的技能。这些选择将由探路者项目以及行业和学术界提供信息。培训将针对员工在工作中使用数字工程的不同方式进行量身定制。虽然测试社区的成员可能需要发展高技术技能来运行数字模拟，但编写培训手册的个人需要学习如何使用权威数据来构建手册和培训辅助工具。

(2)为员工提供利用各种“行业培训”计划的机会。这将为员工提供行业数字工程实施经验教训以及实践培训。这些交流将加强陆军和工业界之间更广泛的对话，旨在确保陆军能够利用正在进行的创新。

(3)根据公私人才体验计划和合作研发协议的当前交流，正式确定上行业的培训时间、时间和范围。

a.ASA(ALT)将领导整个陆军实施这—政策，每季度向陆军副部长提供最新情况，作为监督的—部分，以确保持续进展。

b.数字工程利益相关者和栠成商包括ASA（安装、能源和环境）、G-8副参谋长、工程师长、美国陆军未来司令部、美国陆军测试与评估司令部、美军训练与条令司令部和美国陆军装备司令部，将与ASA(ALT)协调，根据参考1d和本指令实施数字工程。

8.持续时间。本指令在被撤销之前一直有效。

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