多年來，數(shù)字孿生一直被炒作為航天產(chǎn)業(yè)的下一個大事件。盡管這項技術(shù)還在發(fā)展中，但該行業(yè)的公司已經(jīng)看到了對復(fù)雜衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計數(shù)字工程工具日益增長的需求。“轉(zhuǎn)折點終于到來了，從一個流行語、經(jīng)歷很多冷嘲熱諷發(fā)展到現(xiàn)在，人們已經(jīng)認為它是真正有用的東西了。”開發(fā)航天系統(tǒng)數(shù)字工程軟件的Sedaro公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO羅比·羅伯特森（Robbie Robertson）說。

羅伯特森認為，衛(wèi)星星座規(guī)模和復(fù)雜性的拓展使得數(shù)字孿生成為必需。在大型衛(wèi)星星座的規(guī)劃和設(shè)計中，“當(dāng)你連接虛擬和物理世界時，你可以將復(fù)雜性的管理提升到人力無法企及的水平。”隨著美國國防部下一代太空系統(tǒng)計劃的開展，數(shù)字孿生在軍事衛(wèi)星項目中越來越火。國防部的采購監(jiān)督機構(gòu)使用了Sedaro的軟件。例如，導(dǎo)彈跟蹤衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字孿生系統(tǒng)可以幫助決策者在采購衛(wèi)星之前調(diào)整需求。美國太空軍也在用數(shù)字孿生系統(tǒng)為一項名為Tetra 5的推進劑在軌補加試驗開展規(guī)劃工作。

軍事航天也是另一家初創(chuàng)公司Istari的目標客戶。該公司由谷歌前CEO埃里克·施密特（Eric Schmidt）支持，前國防部采購官員威爾·羅珀（Will Roper）經(jīng)營。羅珀表示，如果平臺能夠通過建模和仿真來設(shè)計、測試甚至認證，軍用飛機、衛(wèi)星和其他系統(tǒng)的開發(fā)可以更快更便宜。

這在今天是不可能的，因為軍事采購項目的模型和仿真來自不同承包商，無法在一個統(tǒng)一的數(shù)字環(huán)境中協(xié)同工作。羅珀認為，數(shù)字工程平臺要進入國防市場需要互操作環(huán)境——就像互聯(lián)網(wǎng)一樣，這樣國防部就可以不依賴單一的供應(yīng)商；太空發(fā)展局這樣從多家制造商購買衛(wèi)星的部門，可不想為互不兼容的型號和軟件工具支付數(shù)百萬美元。

羅伯特森認為，用戶常常會被營銷流行語和數(shù)字孿生的多重定義搞暈，而他認為數(shù)字孿生是“貫穿物理系統(tǒng)整個生命周期的高保真虛擬呈現(xiàn)，其間在軌系統(tǒng)及其數(shù)字孿生系統(tǒng)在行為上完全同步?！?/span>

多年來，國防部衛(wèi)星項目一直靠內(nèi)部和幾十年前的商業(yè)軟件混亂組合來設(shè)計自己的數(shù)字孿生系統(tǒng)。羅伯特森說，這些老技術(shù)無法用于軍方正在規(guī)劃的下一代大型衛(wèi)星星座，比如太空發(fā)展局（SDA）的“近地軌道架構(gòu)”。在最新的通信衛(wèi)星招標中，太空發(fā)展局要求承包商提交其衛(wèi)星的數(shù)字文件，以便于該機構(gòu)建模?！八麄儧]有特別要求數(shù)字孿生，但正在朝著這個方向發(fā)展?！睂啦縼碚f，構(gòu)建作戰(zhàn)衛(wèi)星的數(shù)字孿生系統(tǒng)“確實是這項技術(shù)未來最令人興奮的應(yīng)用”。

他補充說，傳統(tǒng)上，人們認為工程仿真是“在制造硬件和物理系統(tǒng)之前”的設(shè)計工具。“其實數(shù)字孿生首先將使用的應(yīng)該是作戰(zhàn)領(lǐng)域，以極高逼真度對系統(tǒng)進行模擬，從而讓用戶優(yōu)化使用方式，從軍事角度發(fā)現(xiàn)漏洞，并進行預(yù)測性維護。這也是數(shù)字孿生系統(tǒng)在其他行業(yè)中大量應(yīng)用的方式?！绷_伯特森說，太空軍內(nèi)部正在推動數(shù)字技術(shù)進入其工作的方方面面，包括數(shù)字工程。

太空系統(tǒng)司令部今年4月宣布，計劃推出一個以數(shù)字工程方式建設(shè)的生態(tài)系統(tǒng)平臺，“以幫助美國太空軍及其任務(wù)合作伙伴領(lǐng)先于威脅力量?！痹摂?shù)字平臺預(yù)計2025年完成建設(shè)，“將有助于整合太空軍生態(tài)系統(tǒng)中現(xiàn)有的數(shù)字工程工作。”

▲Sedaro公司的云工程平臺（圖源：Sedaro）

新聞來自SpaceNews：

Sandra Erwin,Digital twins gaining traction in military satellite programs,

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