基于数字孪生技术升级游戏,让它成为军队制式装备

随着军事技术的发展,各国军事装备的研发和采购费用在大幅度增加,已经达到了国家难于承受的地步。世界各国军事费用从总体可以分为人员费、装备费和训练费三大部分。其中人员费和装备费已经很难降低,甚至还会不断走高,降低训练费成为必然选择。在这种情况下,基于数字孪生技术开发的游戏可以起到军事训练的目的,将基于数字孪生的游戏列入军事装备系列,成为一个世界军事发展的必然趋势。

世界军事综论

一、世界军费构成

从总体上讲,世界军事费用大体可以划分为装备费(包括研发费和采购费)、人员费和训练费三大组成部分,下表是我国近年来向联合国提供的我国军费构成情况表(单位:亿元人民币),下图是相关机构在2017 年估计的2018年度美国军费构成情况。

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表1我国向联合国提供的军费构成数据


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图1美国2018年军费构成比例估算图

从上面数据可以看出,装备费、人员费和训练费基本都占军费的1/3左右。

二、世界军事困境

用一句话概括世界军事现状为“买不起装备、打不起仗”。

1)打不起仗

据2019年美国“战争成本项目”报告称:‘在9/11恐怖袭击后的近20年反恐战争,已造成全球约80万人死亡。美国纳税人共花费了6.4万亿美元’。这个费用已经超过世界大多数国家的GDP了,2019年年度GDP超过6.4万亿美元,只有中美两国,第三名日本GDP仅为5.18万亿美元。以军费占GDP的3%算,年度GDP必须超过11.85万亿美元;以军费占GDP的5%算,年度GDP必须超过7.11万亿美元,依然超过了日本GDP。军费超过GDP的5%,可以算是“穷兵黩武”之国了,难怪世界第一强国也吵着要从伊拉克、阿富汗撤军,要让日本、韩国、欧洲分担军事费用了。

2)买不起装备

现在世界军事装备的相关费用都是天价,高昂的装备研发费成为世界大部分国家进入军事装备的拦门砖,使其军事装备基本依赖进口,受制于人。美国是世界第一军事装备出口国,但其军费也支持不了高昂的装备采购费(世界典型军事装备采购价如下表,单价:美元),不得不研制新的廉价取代装备,如用F35取代F22、B21取代B2等。

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图2世界典型军事装备价格(数据来源:网络)

从上表中的数据看出,对于大多数的国家而言,其军费已经支撑不了多少装备的采购。天价的装备采购费一方面挤压着军事训练费用,另一方面,军事装备的训练费也不低,据报告我国J10系列战斗机每小时飞行费用10万人民币左右,美国F16战斗机每小时费用超过25000美元,大约16万人民币左右。军队日常训练也成了大问题,因此,虚拟训练系统(游戏)日益进入各国军方的视线,可以想象基于数字孪生的训练系统(游戏)将成为未来的必然选择。

军用训练用游戏的当前基础技术

对于设计开发基于数字孪生的可用于军事训练的游戏或军事训练系统来讲,其相关基础技术包括:

一、军事仿真技术

军事仿真技术已经经过了几十年的发展,在美国防部建模与仿真办公室组织下,已经形成了一个战役、任务、作战和工程等不同级别的仿真体系(如下图)。

基于数字孪生技术升级游戏,让它成为军队制式装备

图3军事仿真体系

军事仿真体系是军事训练系统设计开发的一个基础架构,它为未来基于数字孪生技术的用于军事训练的游戏打下了基本的技术架构基础,同时,在未来军事训练系统的设计开发中,也必须考虑与当前已有系统的衔接。

军事仿真技术的主要问题是它是一个相对封闭的系统,尤其是军用软件开发技术已经普遍落后于民用软件开发技术后,军事仿真系统的开发愈发显得举步为艰,已经出现了明显颓势,引进民军技术刻不容缓。

二、网络游戏

网络游戏是随着计算机网络技术发展,而兴起的一个娱乐服务行业,其中一个重要的分支第一人称射击游戏,主要就是满足人们对军事对抗作战的兴趣和爱好。随着这类游戏的发展,各国军队也有应用于军事训练的趋势。

从军事应用的角度看,网络游戏毕竟是游戏在真实性方面,存在不可弥补的缺陷,用于军事训练可能造成军事人员在实战中对武器装备应用的错误模式和错误的作战意识,对军事人员的培养造成负面影响。

三、数字孪生技术

数字孪生技术是近年迅速兴起的一项技术,其重要特征就是对物理世界的完整刻画和对应,并能通过数字线程建立起来与物理世界的联系,从而保证物理世界的一致性。

数字孪生技术的出现正好弥补了上述两类技术和产品的缺点。其一,数字孪生技术要求对物理世界的完全刻画,弥补了游戏真实性方面的缺陷。同时其它基于数字孪生技术的应用,可以建立真实的作战场景,而不再纯虚拟;其二,通过基于数字孪生游戏的开发,可以充分利用和发挥当前网络游戏发展所积累的技术和人脉,解决军事训练系统开发中的技术力量问题。

未来展望

从军事装备和费用的发展看,在未来一段时间内,除非暴发大的战争,世界各国军费和分配比例不会发生巨大变化。整体世界军事格局也不会发生很大变化。在这种情况下,提高军费,尤其是军事训练费用的利用率将成为一个重点。

从目前状况看,军事训练用游戏已经逐步进入军方的视野,随着数字孪生技术的深入发展、应用与融合,解决军事训练系统所要的真实性等方面的问题,军事训练用游戏将有可能成为当前第一人称射击游戏的升级版。同时,考虑游戏本身的开放性,也可以降低相关军事费用,通过社会技术与资金的使用弥补军事训练费用的不足和技术开发力量的不足。

综合上述原因,安世亚太依据对未来数字孪生技术的研究和发展的预测,及其军事方面的应用的理解,认为基于数字孪生的游戏列入军事装备系列是世界各国的一个必然选择。

参考文献

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[4] 重磅!美国发布2019年国防预算,总额6861亿美元,导弹经费剧增,https://baijiahao.baidu.com/s?id=1595729487974529502&wfr=spider&for=pc,UTV兵鉴,2018年03月23日

[5] “9·11”后美战争花费惊人,http://www.81.cn/gfbmap/content/2018-11/21/content_221144.htm,中国军网,2018年11月21日

[6] 战争代价太大,一枚导弹都要上亿,哪个国家消耗得起,http://dy.163.com/v2/article/detail/EKJ01UUA0517DRK7.html,网易号,2019年07月21日

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[8] 美国权威报告:反恐战争支出6.4万亿美元 致80万人死亡,https://jmqmil.sina.cn/dgby/doc-iihnzhfy9212135.d.html?vt=4,军迷圈,2019年11月14日

[9] 中国军事装备价格表,https://max.book118.com/html/2019/0114/6053121153002001.shtm,xianrenzhang的博客,2019年11月23日

[10]中外军事主战装备价格对比,https://max.book118.com/html/2016/1023/60491263.shtm,xianrenzhang的博客,2016年05月26日


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