上海交通大学国家战略研究院

编者按：美国政府将数字孪生技术视为国家战略的一部分，美国国防部正在探索如何利用数字孪生技术来提高军事装备的性能和可靠性，同时降低生命周期成本；美国国家航空航天局（NASA）和其他联邦机构也在研究如何应用这项技术来支持太空探索和其他高科技项目，数字孪生技术有望在未来成为推动美国经济增长和国家安全的重要力量。鉴于数字孪生技术的快速发展，上海交通大学国家战略研究院组织研究力量针对数字孪生技术在军事领域的应用开展了专题研究，现将部分研究成果摘录如下：

一、数字孪生在军事领域的应用

1.数字孪生技术用于武器系统的研发与测试

采用数字孪生技术，在武器系统的研发阶段，通过虚拟模型进行仿真测试，从而减少了对实体原型的依赖。这种方式不仅加快了研发周期，还降低了研发成本。例如，美国海军利用数字孪生技术创建了具有信息战功能的数字林肯模型，提高了网络电磁装备的安全性和可靠性。

2.数字孪生技术用于军事训练与仿真

数字孪生技术在军事训练中的应用，使得训练环境更加真实和高效。通过构建数字化的虚拟训练场，士兵可以在模拟的战场环境中进行实战化训练，提高了训练的效果和质量。此外，数字孪生技术还可以用于飞行模拟器，通过模拟复杂飞行环境及突发情况，训练飞行员的应急应变能力。

3.数字孪生技术用于武器装备维护与健康监测

通过数字孪生技术，能够实时监控装备的状态，预测潜在的故障和维护需求。这种技术的应用大大提高了装备的可用性和可靠性，同时也降低了维护成本。例如，通用电气公司通过数字孪生和虚拟现实技术，加强了军事准备流程，并有望通过数字孪生技术监控机载传感器的数据，提供部件更换时间或使用时长的信息，从而降低维护成本。

4.数字孪生技术用于战场环境的模拟与分析

数字孪生技术可以创建战场环境的数字副本，帮助军事指挥官更好地理解和分析战场态势。这种技术的应用使得战场环境的模拟更加精确和实时，有助于提升决策的效率和准确性。例如，美空军在佛罗里达州廷德尔空军基地启用的“数字孪生全息实验室”，以数字模型形式展示空军基地，使飞行员能够在虚拟环境中测试技术，进而转化为可实战的技术。

5.数字孪生技术用于指挥控制与决策支持

数字孪生技术在指挥控制方面的应用，为指挥官提供了一个实时更新的虚拟战场环境，有助于提升战场态势感知和决策能力。通过数字孪生技术，可以实现从观察、判断、决策至行动全过程的闭环优化，将指挥决策优势转变为行动优势和战争优势。

6.数字孪生技术用于网络安全与防御

在网络安全领域，数字孪生技术也被应用于创建网络系统的数字副本，模拟网络攻击和防御，提高系统的安全性和弹性。例如，美军将数字孪生技术应用于计算机网络，构建网络副本，模拟网络攻击和防御，在系统受到威胁时，用副本替换损坏的版本。

二、发展数字孪生技术的建议

1.加强基础研究与技术创新

数字孪生技术的核心在于高度精确的模拟和实时数据的反馈。我军应加大对数字孪生基础技术的研究力度，包括但不限于仿真算法、数据处理、云计算和人工智能等领域。同时，鼓励创新，开发具有自主知识产权的数字孪生平台和工具，以确保技术优势和信息安全。

2.推动跨领域融合应用

数字孪生技术的应用不应局限于单一领域，而应跨越装备研发、训练模拟、后勤保障、网络安全等多个军事领域。通过跨领域的融合应用，实现资源的最优配置和效能的最大发挥。

3.构建全面的数字孪生生态系统

借鉴美国在数字孪生技术全域应用的经验，我军应构建一个全面的数字孪生生态系统。这包括建立统一的数据标准、完善数字孪生模型的构建和维护流程、以及培养专业的技术人才队伍。生态系统的建立将促进技术的快速迭代和广泛应用。

4.强化实战化训练与模拟

数字孪生技术为实战化训练提供了新的可能。我军应利用该技术构建接近实战的训练环境，提高训练的真实性和有效性。同时，通过模拟不同的战场情景，加强战术战法的研究和创新。

5.提升装备维护与健康管理能力

数字孪生技术在装备维护方面的应用可以显著提高装备的可用性和可靠性。我军应建立装备的数字孪生模型，实现对装备状态的实时监控和预测性维护，降低维护成本，延长装备寿命。

6.增强战场态势感知与决策支持

数字孪生技术能够为指挥官提供实时、全面的战场信息。我军应开发数字孪生支持的决策支持系统，提高战场态势感知的准确性和决策的时效性。

7.注重网络安全与防护

随着数字孪生技术在军事领域的广泛应用，网络安全问题也日益突出。我军应加强网络安全防护措施，确保数字孪生模型和数据的安全，防止敌方的网络攻击和干扰。

8.推动国际交流与合作

数字孪生技术的发展需要全球视野和开放合作的态度。我军应积极参与国际交流与合作，学习借鉴先进的技术和经验，同时分享我军的研究成果，共同推动数字孪生技术的发展。