當(dāng)前，美海軍正在進(jìn)行耗資數(shù)十億美元的“船廠基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化計(jì)劃”（SIOP），將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于振興造船廠和改善基礎(chǔ)設(shè)施。該項(xiàng)目計(jì)劃歷時(shí)20年，耗資210億美元，旨在對(duì)四個(gè)船廠進(jìn)行現(xiàn)代化改造，分別位于緬因州基特里、夏威夷珍珠港、弗吉尼亞樸茨茅斯、以及華盛頓普吉特灣。
背景

美海軍負(fù)責(zé)修理潛艇和航母的公共造船廠正在老化，面臨工作效率低，逐漸被淘汰等問題，亟需進(jìn)行現(xiàn)代化升級(jí)。多年以來，其任務(wù)從造船到維護(hù)，再到核動(dòng)力船舶維護(hù)。基礎(chǔ)設(shè)施卻沒有跟隨這些變化而發(fā)展。

因此，海軍于2017年開始為SIOP項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)，2018年夏季正式啟動(dòng)船廠基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化計(jì)劃。該項(xiàng)目是工業(yè)制造優(yōu)化計(jì)劃，重點(diǎn)是造船廠的生產(chǎn)力，以及其如何影響整個(gè)國(guó)防。目標(biāo)是讓潛艇盡可能高效地進(jìn)出造船廠，使艦隊(duì)指揮官及時(shí)擁有完成任務(wù)所需的資產(chǎn)。海軍海上系統(tǒng)司令部負(fù)責(zé)后勤、維護(hù)和工業(yè)運(yùn)營(yíng)的執(zhí)行主任斯蒂芬妮·道格拉斯表示，該項(xiàng)目的關(guān)鍵在于“數(shù)字孿生”的建模和仿真技術(shù)，通過這項(xiàng)技術(shù)，明確如何優(yōu)化流程，為船廠的運(yùn)營(yíng)提供最高效和最具生產(chǎn)性的布局。

工作進(jìn)展

美海軍選擇西門子政府技術(shù)公司作為主要承包商，已于2020年底完成了第一個(gè)數(shù)字孿生的珍珠港海軍造船廠。普吉特灣最近也完成了其基線模型，并將很快開始對(duì)其產(chǎn)業(yè)優(yōu)化進(jìn)行分析。與此同時(shí)，樸茨茅斯的數(shù)據(jù)收集工作于2021年1月結(jié)束。美海軍計(jì)劃2021年所有船廠將安裝并運(yùn)行數(shù)字孿生建模。

目前，美國(guó)防部已經(jīng)從珍珠港造船廠的數(shù)字孿生衛(wèi)星上收集了大量信息。SIOP辦公室計(jì)劃在4月份對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并制定一個(gè)新的開發(fā)計(jì)劃，包括實(shí)現(xiàn)目標(biāo)效率所需的基礎(chǔ)設(shè)施投資，以及執(zhí)行這些投資的戰(zhàn)略。目前未出現(xiàn)因新冠疫情而造成的延誤。

隨著各種數(shù)字孿生設(shè)備上線，海軍正在將其應(yīng)用到整個(gè)項(xiàng)目中。將數(shù)據(jù)和信息輸入模型并識(shí)別軟件中的限制，并突破這些限制來提高系統(tǒng)的效率。

面臨的挑戰(zhàn)

造船廠通過計(jì)算機(jī)建模來提高船廠的效率，改善工作流程，并找出如何最大限度地提高造船過程的可預(yù)測(cè)性。但該項(xiàng)目目前也面臨巨大挑戰(zhàn)：數(shù)字孿生建模的規(guī)模比新建船廠小得多，因此可供投資的資金也更少；數(shù)字孿生技術(shù)需要大量的軟件和時(shí)間，這將需要重大的投資；另外有專業(yè)人士認(rèn)為SIOP計(jì)劃耗時(shí)太長(zhǎng)等。