【摘要】在國(guó)防科技工業(yè)領(lǐng)域，裝備成本控制是提升國(guó)防實(shí)力和實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的成本控制方法存在諸多局限，難以滿足現(xiàn)代復(fù)雜裝備系統(tǒng)的成本控制需求。本文提出了一種基于數(shù)字孿生與參數(shù)化成本估算的融合策略，闡述了融合策略的核心、流程、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)施要點(diǎn)，旨在實(shí)現(xiàn)裝備成本全過程、精細(xì)化管控。通過構(gòu)建裝備的全壽命周期數(shù)字孿生模型和相對(duì)應(yīng)的參數(shù)化成本估算模型，數(shù)字孿生模型提供實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)輸入，參數(shù)化成本估算模型進(jìn)行快速、精準(zhǔn)的估算和反饋，兩種模型以數(shù)字仿真形式模擬完成技術(shù)迭代、多方案選擇等大部分工作，提高裝備全壽命階段成本控制的效率和效益，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效益、低成本、可持續(xù)的裝備建設(shè)目標(biāo)提供新的實(shí)現(xiàn)思路。

【關(guān)鍵詞】裝備成本管控|參數(shù)化成本估算|策略融合|全過程管理

在國(guó)防科技工業(yè)領(lǐng)域，裝備成本控制不僅是醒目經(jīng)濟(jì)可行性的基石，更是提升國(guó)防實(shí)力、實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代裝備系統(tǒng)日益復(fù)雜，研制、生成及使用保障成本不斷攀升，傳統(tǒng)成本控制方式已難以滿足當(dāng)前需求。政策層面明確提出，裝備成本控制由事后定價(jià)向事前控制轉(zhuǎn)變，通過引入先進(jìn)的成本工程方法和工具，實(shí)現(xiàn)裝備成本全過程、精細(xì)化管理。在此背景下，探索一種高效、準(zhǔn)確的成本估算與控制策略顯得尤為重要。

一、裝備成本控制面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

（一）傳統(tǒng)成本控制方法的局限

傳統(tǒng)的裝備成本控制方法往往側(cè)重于事后審核，這種方法存在諸多局限。首先其無法在設(shè)計(jì)階段對(duì)成本進(jìn)行有效預(yù)測(cè)和事前管控，導(dǎo)致成本超支風(fēng)險(xiǎn)較高。其次，傳統(tǒng)方法缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)整和實(shí)時(shí)性，難以應(yīng)對(duì)裝備研制過程中出現(xiàn)的各種變化。最后，傳統(tǒng)方法往往依賴于經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，缺乏科學(xué)的數(shù)據(jù)支持和量化分析。

（二）政策要求與技術(shù)進(jìn)步帶來的機(jī)遇

裝備成本管控工作是以政策法規(guī)為導(dǎo)向，縱觀裝備采購(gòu)制度改革和軍品價(jià)格改革的政策法規(guī)走向，其內(nèi)核是一脈相承的，就是軍品定價(jià)要實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變，其中從“事后定價(jià)”到“事前控制”的轉(zhuǎn)變尤為關(guān)鍵。這一轉(zhuǎn)變給成本管控提出了新的方向，在裝備研制早期階段對(duì)成本進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制，從而避免成本超支。要具體落實(shí)這一轉(zhuǎn)變，需要引入科學(xué)的工具和手段，其中最重要的就是參數(shù)化成本估算工具，參數(shù)化估算的特點(diǎn)就是快捷，可以在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及時(shí)反饋，給成本管控提供決策支持。數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展也為這種轉(zhuǎn)變提供了助力，將必須在研制中后期或完成階段才能獲得的數(shù)據(jù)、參數(shù)和性能技術(shù)指標(biāo)判斷等提前到初期設(shè)計(jì)階段獲得，為實(shí)施成本事前控制提供了基礎(chǔ)輸入。

二、數(shù)字孿生技術(shù)與參數(shù)化成本估算技術(shù)概述

（一）數(shù)字孿生技術(shù)的概念與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

數(shù)字孿生技術(shù)是一種通過數(shù)字化手段，創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬鏡像，以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體狀態(tài)、行為及性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和優(yōu)化的技術(shù)。在裝備成本控制領(lǐng)域，數(shù)字孿生技術(shù)可以構(gòu)建裝備的全壽命周期數(shù)字模型，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、維修等各個(gè)環(huán)節(jié)。這個(gè)數(shù)字模型能夠?qū)崟r(shí)反映裝備的實(shí)際狀態(tài)和變化，可以為成本估算和控制提供精確的數(shù)據(jù)支持。

數(shù)字孿生技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其高度的真實(shí)性和實(shí)時(shí)性。通過數(shù)字孿生模型，可以在虛擬環(huán)境中對(duì)裝備進(jìn)行各種模擬和測(cè)試，從而避免在實(shí)際操作中可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)和成本，特別適用于進(jìn)行多方案對(duì)比和優(yōu)化，幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)階段就找出成本最優(yōu)的方案。

（二）參數(shù)化成本估算技術(shù)的概念與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

參數(shù)化成本估算技術(shù)是基于項(xiàng)目特征、歷史數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型的成本預(yù)測(cè)方法。通過分析項(xiàng)目特征與成本之間的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而對(duì)項(xiàng)目成本進(jìn)行精確估算。參數(shù)化成本估算方法具有高度的靈活性和可擴(kuò)展性，能根據(jù)項(xiàng)目的不同特性和需求調(diào)整成本估算模型和參數(shù)。

參數(shù)化成本估算技術(shù)的特點(diǎn)在于其高度自動(dòng)化和智能化。通過設(shè)定一系列與成本相關(guān)的參數(shù)，如制造復(fù)雜度、人工費(fèi)率等，可以自動(dòng)計(jì)算出項(xiàng)目成本。這種方法不僅極大提高了成本估算效率，還能確保估算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)程中的成本快速迭代和優(yōu)化。

三、基于數(shù)字孿生技術(shù)和參數(shù)化成本估算技術(shù)的融合策略

（一）融合策略提出的背景與意義

根據(jù)帕累托曲線原理，裝備成本控制的關(guān)鍵時(shí)期在立項(xiàng)和研制階段，尤其是在詳細(xì)方案確定之前。這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期相對(duì)于整個(gè)裝備研制階段來說比較短暫，因此需要分秒必爭(zhēng)。但是單純依靠參數(shù)化成本估算工具會(huì)受到傳統(tǒng)的研制方法和流程的掣肘，例如從實(shí)體樣機(jī)或研制進(jìn)程中收集估算需要的參數(shù)數(shù)據(jù)耗費(fèi)時(shí)間，成本反饋后落實(shí)成本改進(jìn)措施也需要時(shí)間，不能充分發(fā)揮出參數(shù)化成本估算工具快捷、實(shí)時(shí)反饋的優(yōu)勢(shì)。最優(yōu)的方案需要經(jīng)過充分的技術(shù)和成本綜合權(quán)衡、方案迭代，如果中間數(shù)據(jù)收集和反饋時(shí)間過長(zhǎng)，使權(quán)衡和迭代不充分，一旦轉(zhuǎn)入樣機(jī)制造階段，再有大的技術(shù)更改就會(huì)造成大量資源損失，增加項(xiàng)目成本。數(shù)據(jù)收集和成本反饋猶如成本控制的兩條腿，兩腿都短固然不利于行，有一方滯后，也會(huì)造成成本控制跛足。參數(shù)化成本估算技術(shù)是成本反饋一方的“長(zhǎng)腿”，而數(shù)字孿生技術(shù)無疑就是數(shù)據(jù)收集一方的“長(zhǎng)腿”。由數(shù)字孿生技術(shù)建立裝備的數(shù)字孿生模型，直接、實(shí)時(shí)地提供精確的數(shù)據(jù)輸入，由參數(shù)化成本估算技術(shù)建立的成本估算模型輸入提供來的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算出估算結(jié)果，并根據(jù)估算結(jié)果分析定位關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)估算分析結(jié)果提出改進(jìn)建議，即時(shí)反饋回?cái)?shù)字孿生模型進(jìn)行對(duì)應(yīng)改進(jìn)，并再一次實(shí)時(shí)輸出成本估算模型需要的數(shù)據(jù)，在成本估算模型中實(shí)時(shí)驗(yàn)證，完成一輪技術(shù)與成本的權(quán)衡和方案迭代。

將數(shù)字孿生技術(shù)和參數(shù)化成本估算技術(shù)，建立的模型彼此互為輸入輸出，形成一種新的融合策略，對(duì)于提高裝備成本控制的準(zhǔn)確性和效率具有重要的意義。

（二）成本工程有助于數(shù)字孿生與參數(shù)化成本估算實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接

成本工程是涉及項(xiàng)目管理、業(yè)務(wù)管理、工程技術(shù)等領(lǐng)域的一個(gè)系統(tǒng)性工程，包含裝備全壽命周期內(nèi)一系列成本相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)。成本工程不僅具備鮮明的工程特征，而且能全面體現(xiàn)裝備研制過程的成本控制策略，有助于數(shù)字孿生模型與參數(shù)化成本估算模型的無縫對(duì)接。

首先，參數(shù)化成本估算技術(shù)是成本工程的重要工具，其應(yīng)用貫穿了成本工程全過程，應(yīng)用該工具做出的成本估算和分析結(jié)果是后續(xù)開展成本工程的基礎(chǔ)。而成本工程的工程特征使其與數(shù)字孿生模型具有高度契合性，成本工程強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、綜合性和優(yōu)化性，這與數(shù)字孿生模型的全息映射和仿真推演能力相輔相成。通過成本工程方法從數(shù)字孿生模型中提取出的數(shù)據(jù)更適應(yīng)參數(shù)化成本估算模型的需求，從而更加準(zhǔn)確地反映裝備研制的實(shí)際成本情況。

其次，成本工程能全面體現(xiàn)裝備研制的全過程成本控制策略，有利于制定針對(duì)性的成本改進(jìn)措施。在裝備研制的各個(gè)階段，成本工程能提供有效的成本過程控制方法和工具，如定費(fèi)用設(shè)計(jì)（DTC）、掙值管理（EVM）、成本作為獨(dú)立變量（CAIV）等，與參數(shù)化成本估算模型結(jié)合應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備研制全過程的成本動(dòng)態(tài)監(jiān)控和預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決成本控制中的問題，通過對(duì)數(shù)字孿生模型和參數(shù)化成本估算模型的分析，應(yīng)用成本工程的方法能識(shí)別出裝備研制過程中的成本瓶頸和關(guān)鍵控制點(diǎn)?；诖?，項(xiàng)目組可以制定更加精確和有效的成本改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)成本的持續(xù)優(yōu)化和控制。

此外，成本工程擁有更加專業(yè)的成本控制工具和方法，這些方法和工具不僅能滿足數(shù)字孿生模型和參數(shù)化成本估算模型的數(shù)據(jù)處理需求，還能提供更高級(jí)的成本分析和優(yōu)化功能。通過運(yùn)用這些工具和方法，項(xiàng)目組可以更加深入地了解成本控制的內(nèi)在機(jī)制，有助于企業(yè)更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生模型和參數(shù)化成本估算模型的無縫銜接，也為企業(yè)后續(xù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和成本的持續(xù)優(yōu)化提供有力支持。

（三）融合策略的工作流程

基于數(shù)字孿生與參數(shù)化成本估算的融合策略的工作流程可以概括為以下幾個(gè)步驟：

（1）需求分析與項(xiàng)目定義

明確裝備的性能、技術(shù)指標(biāo)和成本目標(biāo)，為成本估算提供基礎(chǔ)依據(jù)。在這一階段，需要充分考慮裝備的全壽命周期成本，包括研制、生產(chǎn)、維修保障等各個(gè)環(huán)節(jié)的費(fèi)用。

（2）數(shù)字孿生模型構(gòu)建

利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建裝備的全壽命周期數(shù)字模型。這個(gè)數(shù)字模型應(yīng)包括裝備的各個(gè)部件、組件及其相互關(guān)系，能夠?qū)崟r(shí)反映裝備的狀態(tài)、性能和運(yùn)行。同時(shí)，數(shù)字孿生模型還需要具備數(shù)據(jù)收集、處理和分析的能力，為成本估算提供精確的數(shù)據(jù)支持。

（3）參數(shù)化成本估算模型建立

根據(jù)裝備特性、歷史數(shù)據(jù)和成本工程方法，應(yīng)用參數(shù)成本估算工具建立參數(shù)化成本估算模型。模型應(yīng)包括與成本相關(guān)的各類參數(shù)，如裝備制造復(fù)雜度、人工費(fèi)率、項(xiàng)目特征等，并能夠根據(jù)這些參數(shù)自動(dòng)計(jì)算出項(xiàng)目成本。同時(shí)，參數(shù)化成本估算模型還需要具備多方案對(duì)比和優(yōu)化能力，幫助項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)找出成本最優(yōu)方案。

（4）數(shù)據(jù)收集與處理

通過數(shù)字孿生模型實(shí)時(shí)收集裝備研制過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)參數(shù)、人工費(fèi)率、項(xiàng)目基本特征參數(shù)等。這些數(shù)據(jù)通過預(yù)先設(shè)定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)處理，確保模型之間的數(shù)據(jù)可以順利輸入輸出。另外數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理之后，也可以確保在數(shù)字孿生模型和參數(shù)化估算模型之間流通的數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性和可靠性。此外，在各部門之間還需要建立數(shù)據(jù)共享機(jī)制，促進(jìn)數(shù)據(jù)流動(dòng)和整合，為成本估算提供充足的數(shù)據(jù)支持。（見圖1）

（5）成本估算與預(yù)測(cè)

將處理后的數(shù)據(jù)輸入?yún)?shù)化成本估算模型，進(jìn)行成本估算和預(yù)測(cè)，包括對(duì)項(xiàng)目各個(gè)階段和總成本的估算。利用數(shù)字孿生模型進(jìn)行多方案對(duì)比和優(yōu)化，數(shù)字孿生模型提供多方案的數(shù)據(jù)輸出和性能、功能的比較分析，參數(shù)化估算模型針對(duì)不同方案進(jìn)行成本和分析，綜合進(jìn)行比較找出成本最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

（6）成本控制與反饋

根據(jù)成本估算和測(cè)算結(jié)果，應(yīng)用成本工程的專業(yè)化方法和工具，制定成本控制措施，并在裝備研制的全過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋（見圖2）。通過參數(shù)化成本估算模型開展定成本設(shè)計(jì)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)成本超支問題，同時(shí)由于參數(shù)化成本估算模型具備成本仿真能力，可以進(jìn)一步將成本逐級(jí)分解細(xì)化并與預(yù)訂的成本目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，將成本超支具體定位到某個(gè)分系統(tǒng)或部件，此時(shí)結(jié)合數(shù)字孿生模型可以具體分析出成本超支的癥結(jié)所在，遵循定成本設(shè)計(jì)方法針對(duì)性地提出成本改進(jìn)措施和相應(yīng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)策略，并進(jìn)一步在數(shù)字孿生模型中進(jìn)行對(duì)應(yīng)性仿真得到成本改進(jìn)措施實(shí)時(shí)后的效果，由此生成的數(shù)據(jù)和信息又輸入進(jìn)參數(shù)化成本測(cè)算模型中得到

一輪改進(jìn)后的成本，并與成本目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，再聚焦新的成本超支癥結(jié)并據(jù)此提出新的成本改進(jìn)措施，在數(shù)字孿生模型中進(jìn)行改進(jìn)仿真開啟新一輪的設(shè)計(jì)改進(jìn)工作。有了數(shù)字孿生技術(shù)和參數(shù)化成本估算技術(shù)之后，會(huì)大大縮短每一輪的成本改進(jìn)工作周期，使得項(xiàng)目組在每個(gè)轉(zhuǎn)階段節(jié)點(diǎn)之前和整個(gè)研制過程中實(shí)行成本的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效控制成為可能。

為了配合成本改進(jìn)工作的實(shí)施，還需要建立起部門和個(gè)人的反饋時(shí)間規(guī)定，對(duì)兩類模型工作過程中需要人工做出分析和決策的時(shí)間予以限定，以發(fā)揮出數(shù)字孿生模型和參數(shù)化成本估算模型的效率優(yōu)勢(shì)。

（7）持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化

根據(jù)裝備研制的實(shí)際情況和成本控制效果，按照成本控制與反饋的過程和步驟，對(duì)數(shù)字孿生模型和參數(shù)化成本估算模型進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，迭代對(duì)象包括模型的結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)質(zhì)量等，使其與裝備研制的實(shí)際相符。通過持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化可以進(jìn)一步提高成本估算的準(zhǔn)確性。

四、挑戰(zhàn)與展望

數(shù)字孿生與參數(shù)化成本估算的融合策略在裝備成本控制領(lǐng)域雖然展現(xiàn)出了巨大的潛力和價(jià)值，但如同任何新興技術(shù)或方法一樣，這一策略在實(shí)際應(yīng)用中也面臨一些局限性和挑戰(zhàn)，但正是這些局限性和挑戰(zhàn)，也為我們指明了該策略未來發(fā)展的方向和優(yōu)化路徑。

從局限性來看，技術(shù)復(fù)雜度高、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理難度大、初期成本高昂以及跨領(lǐng)域協(xié)作與溝通挑戰(zhàn)是當(dāng)前亟需解決的問題。數(shù)字孿生技術(shù)和參數(shù)化成本估算方法的專業(yè)性要求較高，初期需要投入大量的時(shí)間和資源進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。裝備研制過程中數(shù)據(jù)的多源性、異構(gòu)性和海量性增加了數(shù)據(jù)處理的難度，也給數(shù)字孿生模型和參數(shù)化成本估算模型的初期建立增加了困難。此外，需要對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)和參數(shù)化成本估算技術(shù)有較大的先期投入，包括對(duì)技術(shù)的研發(fā)、使用和相關(guān)人員的培訓(xùn)等。

然而，這些局限性并非不可逾越的鴻溝。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和法規(guī)政策的大力推動(dòng)，這些困難和挑戰(zhàn)都會(huì)逐步被攻克。

一是通過引入人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字孿生模型智能化、自動(dòng)化優(yōu)化，同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步，也進(jìn)一步降低數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)施的門檻。參數(shù)化成本估算領(lǐng)域目前有成熟的應(yīng)用工具，通過對(duì)該類工具的應(yīng)用不斷積累成本工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探索成本生成規(guī)律，可以更好地結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)開展融合策略。

二是得益于信息化技術(shù)的發(fā)展，通過建立更加高效的信息共享平臺(tái)和協(xié)作工作機(jī)制，使跨領(lǐng)域協(xié)同與智能化決策能力獲得提升。與當(dāng)前相比，屆時(shí)將打破領(lǐng)域和學(xué)科間的壁壘，實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域之間的數(shù)據(jù)共享和實(shí)時(shí)反饋，相互之間高效協(xié)作。目前各單位都計(jì)劃建設(shè)信息決策中心平臺(tái)，將數(shù)字孿生模型技術(shù)和參數(shù)化成本估算工具內(nèi)置入平臺(tái)，生成模型、傳輸數(shù)據(jù)、計(jì)算分析、反饋迭代都在平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行，平臺(tái)利用智能化技術(shù)和算法進(jìn)行決策支持，大幅提高決策的準(zhǔn)確性和效率。

三是雖然應(yīng)用數(shù)字孿生與參數(shù)化成本估算融合策略會(huì)增加大量的初期投入，但數(shù)字孿生技術(shù)與參數(shù)化成本估算技術(shù)的建設(shè)是“一次投資，終生受益”的項(xiàng)目，當(dāng)企業(yè)建立起數(shù)字孿生技術(shù)與參數(shù)化成本估算技術(shù)的融合能力時(shí)，不僅會(huì)獲得這兩項(xiàng)技術(shù)本身所帶來的諸如降低設(shè)計(jì)成本、縮短研制周期、加強(qiáng)成本控制等方面的收益，還能獲得融合策略本身所帶來的效益，如更加有效和充分的實(shí)施多方案設(shè)計(jì)，更有針對(duì)性的實(shí)施技術(shù)/成本綜合權(quán)衡從而更有效率的優(yōu)化方案，以及在達(dá)到成本目標(biāo)的迭代過程中大幅降低因設(shè)計(jì)變更或成本改進(jìn)措施帶來的研制成本增加。而且，企業(yè)一旦建成了這種融合能力，就可以應(yīng)用在之后的裝備研制中，使企業(yè)持續(xù)獲益。

綜上所述，數(shù)字孿生與參數(shù)化成本估算的融合策略是在國(guó)家實(shí)施數(shù)字化戰(zhàn)略、部隊(duì)推行軍品定價(jià)由事后向事前轉(zhuǎn)變的大背景下，裝備實(shí)施成本管控的一種新范式，我們有理由相信，這一策略隨著數(shù)字化和信息化技術(shù)的快速進(jìn)步，在未來將會(huì)在裝備成本管控領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。中國(guó)軍轉(zhuǎn)民

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[作者簡(jiǎn)介：張晨，沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，項(xiàng)目副總經(jīng)濟(jì)師]