侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

美国国防部数字工程战略解读(下)

2018年7月5日,美国国防部正式对外发布“国防部数字工程战略”。数字工程战略旨在推进数字工程转型,将国防部以往线性、以文档为中心的采办流程转变为动态、以数字模型为中心的数字工程生态系统,完成以模型和数据为核心谋事做事的范式转移。下篇将结合文化转型,并引述美空军的一项研究来谈一谈数字工程战略实施。

2.5 转型为一种文化使人员队伍接受并支持跨生命周期的数字工程

目标是借鉴变革管理和战略沟通的最佳实践,使文化和人员队伍整体转型。

(1)完善数字工程知识库。美国国防部在海量的政策指南、标准规范、网络资源以及各类文献中记载了数字工程的卓越知识,需要持续改进、更新并进一步组织这个知识库,从而优化并共享合同、采购、法律和商业上的实践。

(2)领导并支持数字工程转型工作。转型需要变革,驱动一个创新、有实验精神和持续改进的文化,领导者的鼓励和激励是关键。

(3)打造人员队伍并使之准备就绪。未来人们将分散在各地并且是不同学科领域的几代人,国防部需要让年轻工程人员从老专家那里获取更多知识。

跨采办复杂组织体将数字工程制度化

【作者独家解读】:国防部认为数字工程的几大困难包括:投资,文化和人员,政策、指南和合同,管理,安全性,知识产权保护,工具/模型便携性(轻量化),基础设施和环境,模型质量和保证。这个目标中最重要的是,基于模型、数据驱动、自动寻优的分析决策流程要想建立起来,必须在软硬件成熟和项目应用成功的基础上,逐步制度化并从人和文化上入手实现最终转型。就像数字工程战略的签署人、国防部负责研究与工程的副部长格里芬所说的,战略描述的是“what”,而“how”还需要战略发布后与各军种和机构研究实施步骤。

实际上,美国国防部在战略签署后就马上联合各军种和工业界开展了一系列进一步的宣传和落实工作。2018年6月21日,国防部负责系统工程的助理国防部部长帮办(DASD(SE))在五角大楼召集各军种以及国际系统工程协会(INCOSE)高层开会,各军种简述了当前的实施计划。6月26日,数字工程工作组开会,NASA和DASD(SE)简述了实施的指标框架。6月27日,继续数字工程研讨会,各军种简述了实施的计划、挑战和指标,在DASD(SE)的主持下定义了后续工作。7月9日,DASD(SE)、INCOSE、国防工业协会(NDIA)联合会议,决定启动数字工程信息交换工作组。10月22日,NDIA年会举办了数字工程峰会,各军种演示了实施计划。10月23日,参加NDIA年会的工具开发商演示了支撑数字工程战略的工具能力。按照推进路线图,战略还将经理内部消化、采纳和制度化三大步。

美军数字工程推进路线图

为了宣贯数字工程战略,国防部负责系统工程的助理国防部部长帮办办公室(ODASD(SE))在2016年,将一门“面向系统工程的建模与仿真”的国防采办大学课程重组为“系统工程中的模型、仿真和数字工程”。课程讲述了在数字工程活动背景环境下对于模型和仿真的使用,讨论了持续且一致地使用模型在支撑国防部采办系统活动中的价值,概述了针对任务统一使用数字技术物(artifact)的需要以及确保工程活动成功所必需的特点。

五门课分别为:(1)数字工程概念——理解用模型及其支撑的技术数据作为真相源的转型动机,国防部支持数字工程转型的政策和指南,使用基于模型的方法增进项目成功性并且建立模型作为权威模型和数据源,在项目寿命周期开发模型、仿真和技术物并作为一个技术连续统一体使用;(2)为进入数字工程生态系统做好准备——考虑在一个协作环境下集成手段、流程、工具和数据,引入数字系统模型(DSM)分类作为数据该如何结构化、开发和使用的一般指南,为跨寿命周期创建、处理、共享和重用数据/信息提供端到端的管理,定义采办寿命周期中开发和使用模型、数据和数字技术物的人员需求;(3)在采办合同考虑数字工程任务和产品——考虑在建议书征集(RFP)中总结建模、仿真和数字工程任务,使用适当的合同机制获得相应的模型和数字工程技术物与交付物,获取数据和数据权以支持数字工程活动,在寿命周期识别并管理全谱系的知识产权及相关问题;(4)使用数字工程让团队接受并理解风险——理解如何让团队接受数字工程并获得利益攸关方对使用数字工程的信任,验证和确认模型以增加单一真相源谱系中的可信度,识别并化解项目风险,确定与使用数字工程方法有关的风险;(5)使用数字技术物的案例——展示数字技术物支持跨利益攸关方的互操作性以一致地共享和交换数据与模型,数字技术物支持从一个系统到系统之系统(SoS)的谱系以交付实现使命任务的独特能力,数字技术物支持模块化开放式系统方法(MOSA)以实现新和/或已有系统的模块化和适应性强的开放式接口。

三、数字工程助力美空军减少飞行器研制试验周期和成本

美空军针对高性能飞行器静稳/动稳特性和控制(S&C)特性的确定,提出了利用CREATE-AV、通过试验设计(DOE)设置最少的数据点从而缩短整个风洞试验周期的方法,并且使用F-22战斗机外形曲面和风洞试验数据库,执行了数字线索试验研究确认了方法的有效性。

利用数字线索减少风洞试验活动

30年来,美空军飞行器研制试验与评价的工程实践并未发生显著变化。尽管从F-22研制到F-35研制,试验效率提升了4倍,但即使F-35的飞行包线比F-22要小,F-35的风洞试验仍然需要执行与F-22相同的22000小时,并且每个构型都是22000小时。这是因为,当前的风洞试验主要是由流程驱动的,按试验小时而不是试验点来设计。传统上,为确定高性能飞行器S&C特性,“暴力”方法是为一架飞行器填满整个S&C数据库,这需要在风洞中设置约250万个数据点;相应地,使用计算流体动力学(CFD),通过计算和空气动力学逐点模拟风洞,则完全不切实际。

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号