导读:工业4.0研究院2020年度主题为“数字孪生体”,重点研究数字孪生城市、数字孪生制造、数字孪生能源和数字孪生战场。本文是数字孪生战场研究主题,介绍美国海军平台战略情况。

在前面一篇文章中,本人以《美国海军投资210亿美元建设数字孪生体》介绍了美国海军“在一批年轻科学家的推动下,相应领导已经接受了数字孪生体的概念”,并在2019年启动了210亿美元的投资,该投资计划在未来20年执行完成。

本文继续深入挖掘美国海军推进数字孪生体战略的情况。

在上文提及到美国海军NSWC数字孪生体项目经理David Drazen,但同时也提到了另外一个人Thomas C. Fu,他们共同撰写了“Free-Surface Measurements in a Tow Tank Using LiDAR”论文。

美国海军研究办公室部门执行主任Thomas C. Fu

之所以提到Thomas C. Fu,是因为他才是数字孪生体项目的领导,作为Mission Capable, Persistent and Survivable Naval Platforms部门执行主任,他是本文“中台战略”的主角。

需要说明的是,本人对互联网领域的“中台”并无喜好,“中台”是平台的一种,特定用在消费互联网领域,不适合真正的实体企业。简单讲,“中台”对于希望提升商品流通效率的企业来讲,有较好的借鉴价值,但对于创造经济价值的实体企业来讲,只能是资源配置错误。

在这里用“中台战略”,仅仅是为了让网民更好理解美国海军平台数字孪生体战略(Navy Platform Digital Twin),这正是Thomas C. Fu在2017年一次演讲中的题目,演讲文件分享在本文后面,有兴趣的可以仔细研读。

我们来看看Thomas C. Fu和David Drazen工作的地方,那就是美国海军研究办公室(ONR,Office of Navy Research),该办公室归属美国海军部管理,负责海军(Navy)和陆战队(Marine)科技工作。

按照ONR规定,它获得资金分配标准如下:

  • 10%资金将用在快速反应和其他科研项目

  • 30%资金用在使能技术(Enabling Technologies)

  • 10%资金用在领先创新

  • 40%资金用在探索和发明(即基础和应用科学)

  • 10%资金用在其他方面

根据《美国海军研发框架》(Naval Research and Development Framework)要求,ONR分为了五个部门,其代号分别为31,32,33,34和35,Thomas C. Fu就是负责code 33部门的工作。

编号为33的部门全称为“Mission Capable, Persistent and Survivable Naval Platforms”,按照官方网站的说明,其目的就是为了保障海军各平台的效率。

美国海军ONR的Code 33部门介绍

简单的讲,Thomas C. Fu负责美国海军平台建设,以美国研究领域对平台的定义,该领域主要工作应该归属于使能技术,平台的最大价值就是“赋能”,因此该部门掌握了ONR高达30%的资金投入。

如果读者了解美国空军第五代战斗机F-35,应该很容易理解美国国防部期望解决的问题——成本。

由于现代武器的数字化程度越来越高,如果还是通过传统的集成方式来推进,其成本非常高,连地球上最强大的美国国防部也扛不起了,这需要国防经济学家来解决问题。

从经济学家的视角来看,解决复杂系统的成本问题很简单,那就是通过专业化分工来降低成本。数字孪生体是基于MBSE的技术,它可以有效分解复杂系统的建设,让不同的供应商轻松耦合到复杂系统的建设中来,而甲方(军方)还可以通过“数字孪生平台”掌控全局。

美国海军ONR的工作场景(来自视频截图)

回到Thomas C. Fu身上,有趣的是,Fu跟Drazen有很多相似之处。

从上过的大学来看,双方都上过约翰斯·霍普金斯大学和加州大学圣迭戈分校,只不过Fu从前者获得了博士学位,从后者获得的是本科学位,Drazen正经从前者获得本科学历,后者获得是博士学位。相信两位同事平常也一起去酒吧喝点小酒,聊聊校友情谊。

当然,Fu和Drazen所学专业也是很接近,都学过物理海洋学。

既然专业相近,两位同事自2017年开始深入关注数字孪生体,当然,当时Thomas C. Fu是作为美国海军ONR官员,David Drazen则还在美国国防部秘书处任职,双方交流国家数字孪生体战略是可以想象的。

如果推测一下,Thomas C. Fu在1984年就大学本科毕业了,现在估计快到60岁了,退休的日子近了。邀请亲密战友David Drazen回到NSWC,将来“接班”的可能性非常大。

Thomas C. Fu在全国工程师周上的演讲(来自官方网站)

2018年2月21日,Thomas C. Fu参加了National Engineers Week,并做了“Navy Digital Twin”的演讲。随军记者Kelley Stirling还写了一篇报道,题目为“Data, Data and More Data: What Do We Do With It?”(文章链接:https://www.navy.mil/submit/display.asp?story_id=104504),很好介绍了Fu演讲的精华。

不过,提醒大家注意,Fu在2017年的演讲还是“Navy Platform Digital Twin”,2018年已经用“Navy Digital Twin”来讲数字孪生体了,显然境界提升了不少,开始从整个海军需要来看数字孪生体了。

从上面提及的报道中,我们可以看到Fu对数字孪生体的认识已经到了“数据驱动”(Data-Driven)层面。

Thomas C. Fu宣称,“我们拥有这些物体(舰艇、系统等)的历史数据,我们有它们现在的状态,我们可以对它们进行预测。因此,我们拥有无限的未来,我们应该问,‘我们希望(数字孪生平台)的未来是什么?’”

简而言之,对于美国海军的“中台战略”(或平台战略),Thomas C. Fu已经有了一个初步的设想,他正在协同前文提到的年轻科学家David Drazen,利用国防部拨备的210亿美元,持续推进向未来的海军数字孪生战场迈进。

强烈建议大家阅读本文提到的文章和报告,也希望你们把了解的内容反馈给本人。

 

Thomas C. Fu演讲《美国海军平台数字孪生体》全文如下:

 

作者:胡权  工业4.0研究院院长兼首席经济学家