面向未来的竞争

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2025:未来战争的规模与范围

      应邀为数字孪生战场实验室写一篇关于2025年军事发展总结的文章,思绪再三,决定谈一谈未来战争的规模与范围问题。

      熟悉经济学的同学,对于“规模与范围”这个问题,立刻会想到著名经济历史学家钱德勒数十年前写的《规模与范围:工业资本主义的原动力》这本书;不过,对于军事领域的行业人士来讲,很可能对美国国防部力推的“以规模和范围的方式实现杀伤链”(Kill  Chain at Scale and Scope)更熟悉。

      从经济学的角度来讲,规模与范围是一个相互矛盾的概念,因为如果是大规模工业化生产,往往难以实现个性化产品;同样,如果希望为客户提供个性化的产品,那么大规模生产就不容易实现。

      杜邦家族背景、参加过第二次世界大战的哈佛学子钱德勒对这个问题研究颇深,他指出,美国擅长规模经济,包括汽车、农用机械、办公室设备和缝纫机等,范围经济则包括食品、化工和电气设备等。

      这是典型的工业经济思维,展现了上个世纪90年底的工业产业状态。

      了解另外一位哈佛大学波特教授的同学,应对他提出的三种基本竞争战略比较熟悉,这些战略正是基于规模与范围的矛盾设计的,毕竟,既想拥有工业大规模生产的低成本优势,又想能够为消费者提供个性化的多种多样的产品,是一件几乎不可能的事情。

      然而,信息技术的高速发展,特别是随着数字孪生体、人工智能和数据工程等先进技术的融合应用,规模与范围之间的藩篱正在消解。

      苹果公司创造性推出App Store,提供少数的iPhone硬件产品,但消费者可以根据需要从App Store选择个性化的应用,当然,消费者还可以自行设定这款应用,建立个人的画像,从而获得个性化的服务。

      这是数字时代的新工业特征。

      传统战争是建立在高精尖的武器系统平台上的,投入大量资金建造航空母舰、先进战斗力和高精度的军事卫星体系,在战场上就可以领先敌人一步,从而获得战争的胜利。

      这不是现代战争,更不是未来战争的形态。

      未来战争将不仅仅是人的参与,无人系统的广泛应用,正在悄然改变战场。乌克兰军队大规模应用低成本的无人机,硬是在战场上坚持了三年多时间,直到现在,它仍然是先进无人作战理念产生最多的军队。

      2023年5月,一位名为希瑟·彭尼(Heather Penney)的专家撰写了《规模、范围、速度和生存能力:赢得杀伤链竞赛》的报告,该报告详细分析了杀伤链的规模与范围问题,提出应该提升杀伤链的闭合速度,同时还应该提高生存能力。彭尼出身军人世家,其父亲为空军A-7攻击机飞行员,越战老兵,她毕业于普渡大学,专业为英语学士。原以为彭尼学英语不过是就是“混”一个学历,但她继续学习军事知识和其他知识,例如经济学知识。

      大学毕业后,彭尼加入了首都哥伦比亚特区空中国民警卫队第121战斗机中队,进入德州谢泼德空军基地接受训练,后取得F-16战斗机的驾驶资格。

      从军队退役后,她加入了美国空天协会下属米切尔研究所,利用自身优势,开始研究杀伤链等相关问题。上述杀伤链报告,就体现了彭尼丰富的军事、经济和技术基础认识,成为美军杀伤链现代化过程中的主要顾问。

      由于彭尼现在刚刚50岁出头,正常情况下,未来可能受美国政府邀请,加入到国防管理层。

      传统杀伤链模型是F2T2EA,包含六个过程,由于每个过程之间的数据交换通常需要人的参与,导致这个流程要花费数个小时。

      即便美国海军NIFC-CA现代杀伤链改造完成,利用了数据驱动的机制,但仍然需要几十分钟的时间。不仅如此,如果要同时运行数十条杀伤链,会让作战指挥中心手忙脚乱,大大降低作战的效率。

      从经济学家的角度来看,这不过又是规模与范围的矛盾。

      每条杀伤链都拥有自己的任务,因此都是个性化的杀伤链。由于现代战争的复杂,敌人来袭的导弹大概率是数十枚或者数百枚,防空反导系统要处理这么多导弹袭击,必须同时开启数十或数百条任务线程(Mission Thread),这给指挥控制系统和火力网络带来了挑战。

      为了打赢未来战争,必须拥有大规模的工业制造能力,同时生产的不同武器装备能够即插即用(Plug and Play)到战斗网络(Battle Network)基础设施中去,从而具备网络外部性,实现军事上的韧性或弹性。

      武器装备的规模与范围,可以引入软件工厂和软件定义武器装备来实现。真正的困难在于未来战争的基础设施,如何平衡规模与范围,才是打赢未来战争的关键。

      有行业人士提出软件定义战争的概念,这个概念很大程度上是一种愿景,远不如DARPA提出的马赛克战(Mosaic Warfare)实际,毕竟马赛克战拥有杀伤链这条主线,可以通过“分布式杀伤链-体系杀伤链-自适应杀伤网-马赛克战”的演进路径实现。

      围绕杀伤链现代化工程,美国不少行业人士出谋划策,军方也建立了数字孪生战场平台,开展演习训练,检验现代杀伤链的运行效率和效果,形成了一套“迭代开发”的战场工程。

      正是通过以上描述的杀伤链工程模式,美军正在突破规模与范围的矛盾限制,改写现代战争的规则,以赢得未来战争。

      借鉴工业和军事领域的规模与范围研究成果,思考未来战争,探索新的作战样式,这就是2025年军事领域的现状、进展和趋势。

      最后祝各位读者在2026年新年快乐!

 

作者:胡权,工业4.0研究院院长、数字孪生体联盟理事长

 

《十五五数字孪生体发展规划》确定“AI4DT/DT4AI”发展思路

      近期,工业4.0研究院在数字孪生体联盟部分成员的大力支持下,已经完成了《十五五数字孪生体发展规划》,并通过了内部审核。相关文档已经提交相关部门参考。

      自2019年工业4.0研究院发起全球第一家数字孪生体联盟以来,在十四五规划期间,吸引了来自数十个行业的成员,初步建立了一个多元化的数字孪生体创新生态,有效推动了“数字孪生创新计划”的落地实施。

      从第四次工业革命发展的趋势来看,数字孪生体跟人工智能和数据工程呈现高度融合的机会,《十五五数字孪生体发展规划》把“AI4DT/DT4AI”确定为主要发展思路。

      立足“AI4DT/DT4AI”发展主线,《十五五数字孪生体发展规划》将在2026-2030年期间,聚焦工业、能源、太空、航空和国防等五大领域。

      跟行业内主要关注智慧城市发展的思路不同,《十五五数字孪生体发展规划》坚持通过行业应用突破数字孪生体关键技术的发展瓶颈。

      按照《数字孪生体:第四次工业革命的通用目的技术》所讲,数字孪生体关键技术主要为数字孪生化(Digital Twinning)、数字孪生体平台和数字线程。

      目前,德国、英国、法国、日本、韩国和印度等国虽然也参与数字孪生体产业的发展,但基本处于中美两国主导的状态,两国都有较为活跃的学术研究和产业联盟。

      在十五五规划期间,工业4.0研究院将继续发挥主导作用,利用颠覆性创新的优势,给数字孪生体联盟成员提供完善的服务,通过X孵化器和X应用平台,帮助各成员在工业、能源、太空、航空和国防等领域获得突破性发展。

      今天是12月16日,又是数字孪生体联盟成员日。感谢部分成员代表参加宇宙中心的讨论,欢迎更多成员单位联系参加每个月的成员日交流活动。

 

第七届数字孪生体挑战赛(DTC 2025)第一阶段比赛结束

      近期,正在火热举办的第七届数字孪生体挑战赛(DTC 2025)经过延期半个月之后,评委会从数十支参赛团队中遴选了10支团队参与第二阶段的比赛。

      2025年举办的第七届数字孪生体挑战赛围绕F-47第六代战斗机举行,要求参赛团队自行查找公开资料,结合到飞机设计和建模仿真的方法,完成理论赛题A或软件开发赛题B。

      这届数字孪生体挑战赛收到了数十份解决方案,除了国内行业人士\高校学生和高中生等提交的方案,还有来自国外的团队报名参与。

第七届数字孪生体挑战赛成果展示

      经过评委会再三讨论,根据提交方案的完整性和合理性等多项指标,最终确定了10支团队参加第二阶段的比赛。除了部分团队不宜公布相关情况,通过第一阶段的参赛团队包括金成柱(个人组队)、Jet2 holiday、IMAX-2025和暗凌空天实验室等。

      按照第七届数字孪生体挑战赛规定,完成第一阶段的10支团队均能获得1000元奖金,稍后将有组委会工作人员联系这10支团队的负责人(队长)。

      经跟通过第一阶段的团队沟通后,将公布部分解决方案(通过“数字孪生体挑战赛”公众号发布),以促进更多行业人士参与先进战斗机的设计和工程工作。

      目前,通过第一阶段比赛的参赛团队,正在加紧完成第二阶段的挑战内容。

      据第七届数字孪生体挑战赛组委会透露,在工业4.0研究院X孵化器的帮助下,参与第二阶段比赛的团队,将进一步把设计方案变成实际的研发产品。

 

热烈庆祝数字孪生体联盟成立六周年

      2019年10月16日,数字孪生体联盟(DTC,Digital Twin Consortium)正式成立,宣告全球第一家数字孪生体行业组织的诞生。

      今天(2025年10月16日),数字孪生体联盟已经六岁了。感谢一起成长的三百多家成员单位。

      工业4.0研究院在六年前发起数字孪生体联盟,其目的是为了团结来自各行各业的企事业单位,共同推动数字孪生体创新生态的发展。

      虽然数字孪生体联盟成立仅仅六年,但它经历了数字孪生体产业的繁荣、发展和大浪淘沙,现在进入到新的发展时期。

      在数字孪生体联盟成立之初,正好处于我国十四五规划期,当时对第四次工业革命有多种说法,工业4.0研究院把数字孪生体、人工智能和数据科学等判定为第四次工业革命的通用目的技术,展现了利用数字孪生体等颠覆性技术推动经济持续增长之意图。

      近期瑞典皇家科学院将2025年诺贝尔经济学奖授予乔尔·莫基尔(Joel Mokyr)、菲利普·阿吉翁(Philippe Aghion)和彼得·豪伊特(Peter Howitt),以表彰他们“对创新驱动型经济增长的阐释”。

      从颠覆性技术推动创新经济持续增长的角度,数字孪生体、人工智能和数据科学等第四次工业革命的通用目的技术,成为驱动经济持续增长的新动力,或者,它们就是当前最核心的“新质生产力”。

      然而,从颠覆性技术推动新经济增长的历史规律来看,数字孪生体等先进技术转化为新质生产力,需要有效的研发和产业化。

      相比美国完善的数字孪生体研发生态,中国数字孪生体产业还处于初级阶段,大学和研究机构在数字孪生体领域的投入不足,相关核心关键技术未能在过去六年形成突破,导致我国数字孪生体产业发展速度较慢,典型案例不够突出。

      工业4.0研究院针对中美德等多国的数字孪生体产业对比研究显示,美国国防部是其数字孪生体产业发展的核心动力,相比之下,我国还缺乏龙头企业,产业普遍缺乏啃硬骨头(关键核心技术)的动力和实力。

      我国十五五规划期即将开始,工业4.0研究院主持编写了《十五五数字孪生体发展规划》,计划在未来五年期间,推进数字孪生创新计划2.0。

      按照规划思路,利用X孵化器平台,借助近期设立的“工业AI实验室”,在数字孪生体联盟内部,遴选一批基础较好的企业,培育为具有示范效应的创新企业。

      欢迎数字孪生体联盟各成员单位代表,积极联系秘书处交流,把握数字孪生体产业在十五五时期的发展机会。

 

工业4.0研究院面向十五五规划推出“工业AI实验室”

      近期,工业4.0研究院完成了《十五五数字孪生体发展规划》的初步研究编制,确定了十五五规划期的工作重点。

      相关负责人透露,《十五五数字孪生体发展规划》将围绕数字孪生体、人工智能和数据科学的融合发展,以X孵化器平台为基础,通过X项目的方式,邀请行业领先的企业参与,共同推动数字孪生体的高质量发展。

      作为十五五规划期的首个X项目,工业AI将依托“工业AI实验室”运行,承接X孵化器平台近期的边缘AI研究和创新成果。

工业AI实验室

      工业4.0研究院最新研究显示,数字孪生体跟人工智能的融合趋势明显,呈现了互相促进加强的态势。

      从数字孪生体的关键技术数字孪生化(Digital Twinning)来讲,人工智能能够有效解决这个问题,从而破除传统的建模仿真技术发展的瓶颈。

      另一方面,把物理世界的物体数字孪生化,能够产生大量的数据,这对于数据驱动的新型人工智能至关重要。对于当前高速发展的生成式人工智能技术来讲,数字孪生体和数字线程的共同作用,将改变互联网领域生成式应用(例如ChatGPT)缺少数据的困局。

      工业4.0研究院早在2015年就对工业人工智能开展相关研究,经历了物理信息系统、工业互联网和数字孪生体三个阶段,最终发现数字孪生体跟工业人工智能的融合价值最大,能有效推动智能制造愿景的实现。

      在我国大力推动十五五规划工作之际,工业4.0研究院牵头编制《十五五数字孪生体发展规划》,并把工业AI确定了未来五年发展重点。

      根据实际需要,工业4.0研究院启动了“工业AI实验室”(公众号:XONE-AI),为行业人士分享工业AI相关的动态和信息,推动我国工业AI高质量创新发展。