数字工程（1）：从何而来

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来源：数字孪生DigitalTwin

引用论文

陶飞, 张辰源, 刘蔚然, 张贺, 马昕, 高鹏飞, 张建康. 数字工程及十个领域应用展望[J/OL]. 机械工程学报, 2023, 59(13): 193-215 [2023-08-09]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2187.TH.2023080 7.1540.026.html.

TAO Fei, ZHANG Chenyuan, LIU Weiran, ZHANG He, MA Xin, GAO Pengfei, ZHANG Jiankang. Digital Engineering and Its Ten Application Outlooks[J/OL]. Journal of Mechanical Engineering, 2023, 59(13): 193-215 [2023-08-09]. http://kns.cnki .net/kcms/detail/11.2187.TH.20230807.1540.026.html.

数字工程（1）：从何而来

数字工程（2）：1.0到5.0

数字工程（3）：思考与理解

数字工程（4）：需求与挑战

数字工程（5）：概念内涵

数字工程（6）：体系架构

数字工程（7）：技术体系

数字工程（8）：核电厂数字工程

数字工程（9）：航空发动机数字工程

数字工程（10）：卫星互联网数字工程

数字工程（11）：海洋系统与海洋装备数字工程

数字工程（12）：风洞数字工程

数字工程（13）：未来战场数字工程

数字工程（14）：城市数字工程

数字工程（15）：高档数控机床数字工程

数字工程（16）：能源数字工程

数字工程（17）：车辆数字工程

各类产品的研制和使用，以及各种复杂系统的设计、建设和运行贯穿整个人类文明的发展历程。在我国，古有水利工程奇迹都江堰，集堤防、分水、泄洪、排沙、控流于一体，同时满足防洪、灌溉、水运等多方面需求；今有国防战略工程“两弹一星”，综合应用新技术、新材料、新工艺，实现原子弹、氢弹、卫星等复杂产品的研制，奠定我国国防安全体系的基石，为和平发展铺平道路。此外，我国的万里长城、三峡大坝、港珠澳大桥，以及西方的胡夫金字塔、巴拿马运河、德孟工业走廊、国际空间站等重大工程，皆是人类文明发展历程中的璀璨明珠，推动人类文明在经济、社会、文化等多方面迅速发展。

早期，产品或系统的研究、设计、制造、运维等环节主要基于人的经验并依托文字、图样和实物模型等形式进行。通过撰写技术文档来表达工程的应用需求、资源分配、技术路线和管理方案，并借助工程图纸和实物模型可视化地描述工程对象的结构形状、建设方案和技术要求，从而指导工程实践的实施。然而，人类文明的发展和人民生活质量的提升需要相应的工程水平作为支撑。随着人类社会发展进步，人们开始探索如何制造质量更好、性能更优的产品，以及建设规模更大、功能更多的系统来满足日益提高的生产生活需求，但由于支撑技术的相对落后和组织方式的不完善，传统工程在面向复杂产品或复杂系统时，研制周期长、运营成本高、响应速度慢、全局优化难、智能程度低的弊端逐步显现。

计算机的出现为工程实践带来了新的变革与发展机遇。随着纸质化的文字、图样材料逐渐被信息化的文档、表格、CAD图纸取代，工程实践逐步从仅凭借纯物理手段的传统方式，转变为基于信息化和数字化等先进技术提升解决问题和满足需求能力的数字工程模式。数字工程的出现，使人类对产品的研发、制造和使用，以及对系统的研究、组织和管理，开始从物理世界向与之平行和对称的数字世界进行拓展，从而面向物理世界中的实际问题和应用需求，利用数字世界的独特属性间接突破物理世界中的时间、空间、信息局限，通过降维解耦分析局部细节，再通过升维统筹寻求全局优解，最终赋能产品或系统，回馈物理世界，进而满足不断提升的各类应用需求。但由于目前数字工程所需支撑技术不够成熟，且相关基础设施不够完善，数字工程正处于初步的应用探索阶段。

来源：数字孪生体实验室