美军航空装备迈向全生命周期数字工程：模型驱动的转型与应用

美军航空装备的数字工程转型始于2018年，当时美军提出了从传统文档依赖的采办流程转向以数字模型为核心的策略。这一转变的核心目标是利用模型和数据驱动的方法，优化航空装备的全生命周期管理，从方案论证、研制生产、维修保障到退役，每一个阶段都有明确的数字工程实践。 在论证阶段，美军构建并运用作战模型、物理特性模型和LVC模型（真实－虚拟－构造模型），以生成系统需求模型，这个模型能够支持经济可行的设计选择，通过效能、成本和风险评估，确定最优的整体设计方案。例如，在"下一代空中主宰"计划中，美军利用工程强韧系统（ERS）进行深入的模型分析，以优化现有能力并提出潜在的改进方案。 在研制阶段，系统需求模型和方案设计模型被用于创建高度逼真的系统级仿真，通过多逼真度和多物理量的仿真，可以在早期发现设计问题和性能短板，从而减少物理试验，提高验证与确认的效率。这有助于降低风险，缩短研发周期。 生产阶段，基于详细设计模型，美军建立了数字化生产流程，利用模型驱动的优化和控制，提升了制造效率和产品质量。这包括基于集成产品与工艺开发的软硬件基础，通过实时数据支持制造过程的智能化。 维修保障阶段，数字孪生技术被广泛应用，构建起与实物装备相关的虚拟模型，通过实时数据更新和分析，实现个性化的维修规划和故障预测，实现寿命管理的预测性分析。 美军航空装备的数字工程转型不仅改变了传统的采办流程，而且通过模型和数据的整合，提高了决策的科学性，降低了风险，提升了整个装备链的效率和有效性。这种转型对于美军在全球军事竞争中的优势地位至关重要，也是信息化战争背景下现代军队现代化的重要体现。