2018年中国军用仿真行业发展现状及发展趋势分析

　　（一）行业发展特点与现状及市场分析

　　仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行研究、分析、评估、决策或参与系统运行的一门多学科的综合性技术。它是综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、多传感器交互技术、人机交互、人工智能及显示技术等多种高科技的最新成果。仿真技术包括软件和硬件两大部分。从软件方面讲，应具备以下功能：复杂的逻辑控制；模拟实时的相互作用；模拟人脑所有的智能行为（人工智能， AI）；模拟复杂的时空关系，主要涉及时间与空间的同步等问题；感觉的表达，包括人的听觉、视觉、触觉、味觉和嗅觉的计算机表达；实时的数据采集、压缩、分析、解压缩；支持与仿真环境交互的定位、操纵、导航等。从硬件支持的角度来看，主要是计算机与周边设备的组合关系，表现在更大存储容量的存储设备、图像显示设备、数据采集与处理系统仿真技术的操作设备等。仿真技术能够通过以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉的特定仿真环境，使参与者借助一定的交互设备，按照自己的主观意愿驱动仿真模型与环境，并感知仿真世界的各种对象，从而可以组织完成一些现实中难以完成或根本无法进行的活动。从仿真技术的发展现状来看， 目前世界各国均认识到仿真技术在军事领域的巨大作用，将军用仿真领域的竞争视为现代化战争的“超前智能较量”，并把建模与仿真看作“军队和经费效率的倍增器”和影响国家安全及繁荣的关键技术之一。军用仿真系统成为研究未来战争、设计未来装备、支撑战法评估、训法创新和装备建设的有效手段，并贯穿于武器装备的体系规划、发展论证、工程研制、试验鉴定与评估、作战使用研究、综合保障直至报废全生命周期。

　　1、国际军用仿真行业分析

　　（1）国际军用仿真行业发展特征

　　随着信息化程度的不断提高，作战及装备系统越来越复杂，对仿真技术的应用需求越来越迫切，仿真技术在国防军事领域中的作用愈来愈重要。世界各军事强国竞相在新一代武器系统的研制过程中不断完善仿真方法，改进仿真手段，以提高研制工作的综合效益。近十多年来，美国一直将建模与仿真列为重要的国防关键技术。 1992 年，美国国防部公布了“国防建模与仿真倡议”，并成立了国防建模与仿真办公室，负责倡议的实施：同年 7 月美国防部公布了“国防科学技术战略”，“综合仿真环境”被列为保持美国军事优势的七大推动技术之一； 1995 年 10 月，美国防部公布了“建模与仿真主计划”，提出了美国防部建模与仿真的六个主目标； 1997 年度的“美国国防技术领域计划”， 将“建模与仿真”列为“有助于能极大提高军事能力的四大支柱（战备、 现代化、部队结构、持续能力）的一项重要技术。美国众议院 487 号决议将建模仿真列为影响国家安全繁荣和保持绝对领先优势的具有战略意义的国家关键技术1。美国国防部将“建模仿真”列为“有助于极大提高战备、现代化、部队结构、持续军事能力”的一项重要的国防技术，以需求为牵引、以积累为基础、以创新为驱动，每年投资 40 亿美元左右2，建立了覆盖战略、战区/战役、战术/任务、交战/系统层级，涉及各军兵种及联合作战的真实、虚拟、构造全谱仿真系统、设施和环境，全面支撑武器装备研制和采办、模拟仿真训练、作战分析、作战实验、研制和作战试验鉴定、作战计划模拟推演等应用，推动先进武器装备快速采办和换代发展、军事训练和演习模式与能力的转型、军事理论和战争实践不断革新。从技术特点来看，美国国防科学局（Defense Science Board）认为建立集成的综合仿真环境和仿真系统，必须解决五个层次的技术，包括涵盖光纤通讯、集成电路、软件工具、人的行为模型、环境模型等内容的基础技术；涵盖内存、显示、局域网、微处理器、数据库管理系统，数/模/数转换器，建模与仿真构造工具，测试设备等内容的元、部件级技术；涵盖微机系统，人一机界面，远距离通讯/广域网、计算机图象生成等内容的系统级技术；涵盖制造过程仿真、工程设计建模与仿真，含人仿真系统，随机作战仿真等内容的应用级技术；以及涵盖原型机、规划、设计与制造，训练与备战，测试与评估的集成综合环境和建模与仿真工程。从应用领域来看，上述技术能够应用于包括微机系统、远距离通讯/广域网、人一机界面、计算图象生成、数据库管理系统、局域网、光纤通讯、软件工程工具等技术部分，从而为制造过程仿真，工程设计建模与仿真，随机作战仿真，环境模型等军用仿真领域提供支持。

　　（2）国际仿真行业市场规模分析

　　仿真军事训练系统全球市场预计将在 2017 年达到 130 亿美元，预期 10 年后此市场总额将达到 1,216 亿美元。从全球市场规模来看，北美预计在 2016-2025 年期间将占据全球军事模拟和虚拟训练时长 36.10%的份额，其余的排名分别为：欧洲占 25.60%，亚太地区占 25.30%，中东占7.90%，拉丁美洲和非洲共占 5.10%3。除此之外，包括波音公司，洛克希德•马丁公司等全球多家著名企业、公司都有相关的仿真技术研究部门或基地负责仿真测试、模拟训练、虚拟制造、仿真设计等领域。从未来的地区增长趋势来看，北美预计将在 2016-2025 年花费 606 亿美元用于模拟和虚拟训练，亚太地区则预计为 426 亿美元。中东地区是另外一个预计增长区域。拉丁美洲和非洲在未来 10 年也将开始用于该领域的采购。

　　2、国内仿真行业分析

　　（1）国内仿真行业发展特征

　　从发展历程来看，我国仿真行业发展已经有五十多年的历史。就仿真软件而言，我国在相关领域的技术发展起步比欧美等发达国家晚。发展初期我国不仅缺乏高水平的仿真技术开发人员、仿真产品研制人员、复杂仿真系统设计集成人员，同时也缺少高水平的市场推广人员和业务管理人员。“十一五”以来，随着我国军用仿真技术的发展，相关需求逐年增加。同时，国家现行政策鼓励加大军民融合力度，行业内龙头企业在政策指引下，逐步拓宽软件产品的应用领域和应用方向，仿真行业得到进一步发展。从技术发展角度看，仿真技术与手段正在向“数字化、高效化、智能化、网络化、服务化、普适化”发展。当前研究热点主要集中在复杂系统建模仿真理论与方法、综合自然环境和人为环境建模仿真、智能系统建模仿真、网络化建模仿真、虚拟样机工程、高效能仿真、嵌入式仿真、仿真模型校核验证与确认等方面。这些技术不仅吸纳了新兴电子信息技术的研究成果，而且对传统的建模仿真理论、方法与平台技术提出了严峻的挑战，引领了相关高新技术的快速发展，将对仿真产业的继承、发展、创新、跨越产生重大影响。从应用推广角度看， 仿真技术已经成功应用于各类高新技术和国民经济等众多领域的各个层面，具有强大的体系化、融合化、渗透性特征。由于系统仿真可以观察与研究已发生、尚未发生或设想的现象，可以观察与研究难以到达的微观、中观或宏观世界，并具有综合、协同、集成和互操作等特性，因此，它作为与实验发现、理论分析并列的第三种科学研究手段，已经成为各个行业展现已有能力、培育提升实力、探索未知世界的不可或缺的工具，为人们认识世界和改造世界提供了新的方法和手段。特别是系统仿真通过构造虚实结合的计算实验环境，催生了各个行业的变革性创新。

　　（2）国内仿真行业市场规模分析

　　中国仿真市场的总体规模从 2009 年以来逐年增长， 从产业规模角度看， “十二五”以来，系统仿真市场呈现了高速增长性、广泛扩展性等特征。尤其是在军工、交通、教育、通信、医学、能源等行业改革发展的强劲需求拉动下，系统仿真行业规模呈现了大幅扩张态势。2018 年中国仿真产业规模将达到 3,000 多亿元。仿真产业的良好发展局面，不仅快速推动了各个领域工业能力的转型升级，而且也促进了军用与民用科技资源的相互融合，带动了“政、产、学、研、经”协同创新步伐，使仿真科技向生产力转化速度大幅度提升。

　　（二）行业未来发展趋势

　　1、国际军用仿真行业未来发展趋势

　　仿真行业是一项军民共用的关键技术， 随着发展的不断深入正在逐渐为各国军队所重视。就军用仿真行业而言，以美军为代表的西方发达国家军队，基于绝对领先甚至跨代优势的装备和技术发展思路、 多次局部战争实践及军事转型和武装力量建设改革的需要，以超越知识传播的速度创新，通过立法和鼓励技术创新相结合，大力推动仿真技术的研究创新和应用转化，正在将军事仿真系统大量应用到军队作战实验、模拟训练、装备论证和联合试验等方面，推动着军用仿真技术的发展和军事变革。

　　（1）作战实验领域发展趋势

　　在作战实验、推演分析、作战计划领域，通过观察和分析受控变量与观测结果的因果联系或关系，识别、开发、评估、提出新的作战概念和任务能力及条令、组织、训练、物资、领导、人员、设施的变革需求，依据对作战带来的影响和效果，为转型、改革、发展提供决策支持，尽快将新的理念、技术、能力形成部队实战能力，是美军在该领域的重要发展趋势和应对未来挑战的重要手段。以美军为例，美军以往重要的作战和非战争军事行动都必须在事前经过大量的计算机仿真评估和优化迭代， 以减少因作战方案和行动计划不当带来的损失，近年来的多场局部战争，包括伊拉克战争、阿富汗战争、南联盟战争等，都在战前进行了大量仿真推演和评估，有效地减少了作战伤亡，加速了作战胜利的进程。美军参谋长联席会议还主导开发了军事后勤物流仿真系统并发布条令，规定所有重大的装备物资和人员调动，必须在行动方案中进行仿真优化。整体来看，仿真正逐步嵌入作战系统。通过仿真系统与指挥控制系统的互连，捕获公共作战数据，直接从指挥控制系统获取信息，及时更新仿真系统中的战场态势和最新作战目标，是未来作战试验领域的发展趋势。通过超实时仿真分析与评估，指挥员能够“看见”未来并迅速理解军事行动的展开，不断匹配、优选、调整和补充未来方案，从而直接支持作战计划。

　　（2）模拟训练领域发展趋势

　　在模拟训练领域， 美军在装备训练仿真、业务训练仿真和指挥训练仿真三方面着力，研制开发各类训练模拟器和系统，如飞行训练模拟器、炮兵模拟训练系统等，通过虚拟作战环境和模拟作战流程让训练人员快速掌握宝贵的操作技巧和作战经验，逼真的视觉、听觉甚至运动感受还能使训练人员能获得真实的操作体验；有针对性地设计具体的作战场景，高效、便捷、节约地提高机关受训人员的业务素养；美军训练仿真系统大量采用了分布式仿真技术和计算机生成兵力技术。前者的典型代表是美军提出的高层体系结构 HLA，后者的核心是人类行为建模，通过使用计算机生成可自主行为的虚拟兵力，让受训人员指挥的作战实体数目大幅增加，并能够依据敌军的作战条令定制蓝方，从而有效提高了训练过程的对抗性。训练仿真的最终目的是提供一个近似实战的联合训练环境。在模拟仿真系统建设与应用方面，美国陆军使用目标与威胁模拟、战术交战仿真系统、模拟器联网、构造仿真进行训练，海军使用模拟器、嵌入式仿真、兵棋推演进行训练，空军使用模拟器、分布式任务作战、实兵实装演习进行训练，海军陆战队使用模拟器、构造仿真进行训练，联合部队使用军兵种战役战术真实、虚拟、构造仿真集成联邦实现基于能力训练的转型。美军仿真训练具有实战、全谱、积累、创新、联合的特点，联合仿真训练支撑联合作战已成为战备训练和战争实践的科学规律。

　　（3）装备论证领域发展趋势

　　在装备论证领域，半实物仿真、数字仿真等先进仿真应用不仅成为了武器装备技术发展和系统研制的重要实验手段，也已经成为了新型武器装备研制的必备环节。仍以美军为例，从美国国防部制定装备的发展战略、规划计划、采购部署到维修退役，美军大力推行基于仿真的采办，将仿真应用到装备建设的全生命周期。受军方需求牵引影响，美国各大军火巨头，如波音、洛克希德•马丁、雷神、诺斯洛普•格鲁门等，也大力开展仿真技术的研究应用，并在研制和试验过程中大力使用半实物仿真技术，基于装备系统工作原理，使用解算数学模型的实时仿真计算机、模拟目标和环境光学/射频/红外/声学等特性的信号产生装置、模拟装备姿态等运动特性的转台、模拟控制执行机构负载的力和力矩模拟器、设备通信接口装置和试验控制台等， 接入被测试系统或其部分硬件实物，形成逼真环境下的装备系统工作回路，对系统的动态特性和性能进行测试和研究，用于飞机、导弹、鱼雷等武器系统的方案设计、研制、试验鉴定定型、使用维护和改进。从装备研制领域的发展进程来看， 数字计算机的出现及仿真语言和软件的发展将半实物和数学仿真带入了新的时代。 1945 年第一台电子计算机 ENIAC 研制成功，首先用于弹道导弹射击计算。美国 ADI 公司 1978 年研制出全数字仿真机 AD 10， 1980 年研制出模块程序系统 MPS10，两者构成 SYSTEM10，标志着全数字实时仿真时代的到来，该公司后续还研制了 AD100。我国国防科技大学于上个世纪 90 年代也研制出对应的银仿 1 和银仿 2， 在运载火箭、 防空导弹等多个重大装备型号研制过程中发挥了重要作用。在未来，实时仿真技术将在装备研制领域得到更广泛的应用，仿真技术将在该领域向着精准化进一步发展。

　　（4）联合试验领域发展趋势

　　在联合试验领域，建模和仿真可以优化试验鉴定计划和识别关键或高风险问题，破解因费用或安全等限制无法实装实弹试验鉴定的难题， 模拟威胁目标环境和对抗条件或提供激励， 预测或外推系统极限条件的包络性能， 深化认识理解系统特点和规律， 支撑、优化和拓展开发、作战、实装实弹试验鉴定。美国国防部和各军兵种试验鉴定机构持续投资和重点发展新的试验鉴定科学技术、升级改造重点靶场和设施设备、仿真和逼真威胁模拟、 联合任务环境试验能力。 美军大力推行联合试验， 开发试验训练使能体系结构，并大力推行逻辑靶场理念，将分布不同地域的实兵实装、模拟器和计算机仿真系统互联在一起，开展虚实一体联合试验，有效地降低试验费用，提高效率，使联合试验得以常态化开展， 为采办决策提供持续准确可靠的试验鉴定数据支持， 降低成本、 周期和风险。

　　2、国内军用仿真行业发展趋势

　　我军的军用仿真研究起步较晚，在 20 世纪 70 年代后期，由著名科学家钱学森同志倡导，一些院校和研究所设立了专门机构从事这方面的应用研究。为了推动军用仿真研究， 中国系统工程学会在 1980 年成立时， 就组织了军事系统工程专业委员会， 并于 1981年在北京召开了全国首届计算机作战模拟学术会议。 1980 年初，军事科学院成立了我军第一个专门的军用仿真研究机构——军事运筹分析研究所， 陆续研制出了从分队级到战役级一系列模拟模型，包括陆军师团战术模型、陆军分队战术模型、坦克分队战术模型、指数系列模型、战役模型等一匹科研成果，并在教学与部队训练中开始发作用。这一时期，主要采用的是西方 20 世纪 70 年代以前的“兰切斯特方程”、“指数法”、“蒙特卡罗法”等方法。但受到当时技术水平和认识上的局限，在取得成绩的同时也暴露出许多问题，加上一些主观或客观的原因，军用仿真研究在之后的一段时间内发展缓慢。 90 年代中期以来，随着技术水平的发展和信息化时代发展的要求，军用仿真的技术研究和应用进入蓬勃发展的时期。军委首长和部队机关对军用仿真的研究和应用给予了极大地关注和支持，国防大学、石家庄陆军指挥学院、南京陆军指挥学院、海军指挥学院、空军指挥学院等院校先后推出了一些实用的战役战术训练模拟系统，并开展了较大规模的复杂系统仿真、 由单个武器的性能仿真发展为较多武器平台在作战环境下的对抗仿真，由单兵种的作战训练仿真发展到合同战术训练仿真。在此基础上，总部统一组织针对多军兵种、 多应用领域、 多层次、 多用途的一体化作战训练模拟系统的研制开发，并高度重视相关标准的制订，取得了显著的成效。我国军用仿真技术的发展已有五十年以上的历史。尤其在“九五”、“十五”以来，通过边建边用，以及上级领导的重视和国家的投入，仿真技术得到了飞速发展，军用仿真直接支持了以精确打击武器为代表的各类武器装备研制和试验鉴定。体系论证进入科学、量化时代，正在形成基地化、网络化、联合化对抗模拟训练能力，作战仿真在重大演习和重点作战方向的作用日渐显现。以航天科工集团北京仿真中心、航天科技集团上海八院八部等单位为代表，我国已建成以工业部门为主体的射频制导、红外制导可见光或红外成像、激光目标特性、声音信号、多模复合制导、卫星导航信号等半实物仿真实验室，用于导弹、飞机、卫星、飞船、舰船、潜艇、鱼雷、火箭、原子弹等装备型号研制，为仿真技术的研究和应用打下了坚实的基础。据相关研究数据分析，采用仿真技术可缩短研制周期达 40%、减少实弹射击数达 44%5。仿真行业的发展应把握“需求牵引系统、系统带动技术、技术促进系统、系统服务于应用”的仿真产业发展规律，采取“自主创新、塑造体系、开放融合、引领发展”的基本思路。2030 年前，我国仿真产业应针对国家科技发展的新形势、新要求、新特点，紧紧抓住战略机遇期、转型期、拓展期的有利时机，培育具有中国特色的产业能力和国际竞争优势，基本形成能够满足社会经济发展需要的，世界先进、自主安全、军民融合、结构合理的产业发展局面。从产业规模的未来增长趋势而言， 2015 年，信息产业收入规模达到 17.1 万亿元6，网信军民融合体系初步建立，技术融合、产业融合、信息融合不断深化。我国仿真产业经济总量在2013 年将达到 1,100 亿元人民币的基础上， 其中中国自主仿真产业实现年均增长 20%以上，总收入每五年翻一番。仿真技术产品不断推向国际市场，中国自主仿真技术与产品出口成交额年均递增 20%以上7。受军用仿真行业的用户特殊性等原因，国内军用仿真行业的数据统计及市场容量难以准确估计。

　　（三）行业市场化程度及竞争格局概述

　　总体来看，在军用仿真行业内部主要有两类竞争主体：第一类是体制内单位，如军队的科研机构，研究院所和国防科技工业企业等；第二类是民营企业。国外企业受军用仿真技术保密限制，较难以直接参与国内军用仿真领域的竞争。对于第一类竞争主体，即体制内单位而言，由于国外应用于军工行业的仿真技术属于高度保密的核心技术，禁止向我国出口和转让，因此以专业用户为客户的单位多为该类竞争主体所覆盖，即我国的军队科研机构，研究院所和国防科技工业企业等。该类体制内单位因其装备和信息系统研制主业科研任务繁重， 涉及仿真类科研往往都委托第三方完成。部分国防工业单位的主业本身包含仿真相关的业务，其依托的工业集团在军品研制方面优势较大，这些单位在业务发展中与公司形成了竞争态势。对于第二类竞争主体，即民营企业而言， 2008 年以来受“武器装备科研生产单位保密资格证书”和“武器装备科研生产许可证”等保密资质许可及要求， 军用仿真市场准入门槛较高。但近年来，随着民营企业生产和技术研发水平的不断提升，包括本公司在内的一批具备军品科研生产相关资质的企业已逐步进入专业市场， 且军品的采购模式也逐步从传统的定向采购向市场化采购模式转变， 上述因素均使得专业市场的市场化程度逐步提高。随着民营企业自身技术水平和规模的提升，其将在专业市场中发挥越来越重要的作用，市场地位亦将稳步提升。