用钱学森系统工程思想助推网信军民融合深度发展

◎中国航天系统科学与工程研究院院长◎薛惠锋

在第二届“强网杯”全国网络安全挑战赛暨首届“强网论坛”上，中国航天系统科学与工程研究院薛惠锋院长作了题为《用钱学森系统工程思想助推网信军民融合深度发展》的报告。他指出，推动网信军民融合发展实现新跨越，需要在战略、战役、战术上统筹考虑。战略上，要占领“制高点”，掌控“四权”，构建“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”，打造“人机结合、人网结合、以人为主”智慧化系统；战役上，要加速“一体化”，实现“三合”：跨部门的顶层统合、跨政企的信息融合和跨公私的创新联合。战术上，要构建“星融网”，破解“四难”，在技术层面，构建“天地一体、自主可控、稳定运行”的“星融网”，掌握自己的网络主权。

世界因联通而精彩，万物因联通而有灵，科技因联通而繁荣，文明因联通而飞跃。从古到今，纵横世界，人与人交流涌现出“语言”，物与物交换涌现出“货币”，“人、机、环境”深度交融涌现出“互联网”、网络的发展应用，蕴含着“互联互通、共享共治”的巨大力量，昭示着“信息一通、文明传承”的永恒逻辑。

网络安全和信息化领域是全球研发投入最集中、创新最活跃、应用最广泛、辐射带动作用最大的技术创新领域，是军民融合发展的主战场和制高点。民用逐步取代军用领域，成为网信技术创新的“开路先锋”，并展现出巨大的军事应用前景。从人机围棋大战、无人驾驶汽车、智能机器人到虚拟现实，都展现出民用新技术用于军事领域的无限空间。迫切需要在这些关键领域，发挥好民间企业作用，形成军民融合深度发展的典型示范和引领带动作用。

薛惠锋院长在“强网论坛”上作主题报告

“通古今之变化，才能发思想之先声”。早在信息革命孕育的萌芽阶段，人民的科学家钱学森同志就以宏大的历史视野，洞察人类科技革命和产业变革规律，总结了人类历史上已完成的四次产业革命，大胆预言了第五次产业革命的光辉前景——由信息技术的技术飞跃，带来的生产力、生产关系和整个社会的大变革。他以着眼长远的战略性，最先推动把情报和信息工作上升到国家层面，在上世纪50年代，就纳入到我国首个中长期科技规划。他以引领时代的前瞻性，最先预见了互联网的产生，在上世纪70年代，就提出了“建立联通全球的情报信息网”的宏伟共享，并上升到产业革命的战略高度。他以化知为智的科学性，最先倡导用系统工程的办法解决海量数据分析的问题，提出“从定性到定量的综合集成研讨厅”体系，认为它是实现“数据活化”，向“智慧”跃升，是互联网为我所用的根本和唯一方法。钱老在数十年前的真知灼见，仍旧闪耀着真理光辉，在新的历史时期，焕发出勃勃生机和强大生命力。

1991年，国务院、中央军委授予钱学森“国家杰出贡献科学家”荣誉称号。这是共和国历史上授予中国科学家的最高荣誉，而钱学森是这一荣誉迄今为止唯一的获得者。在颁奖仪式后，钱学森说过这样一句话：“‘两弹一星’工程所依据的都是成熟理论，我只是把别人和我经过实践证明可行的成熟技术拿过来用，这个没有什么了不起，只要国家需要我就应该这样做，系统工程与总体部思想才是我一生追求的”。钱老一生十分谦恭、从不自诩，但对系统工程、对总体设计部思想，他十分自豪的称之为“中国人的发明”、“前无古人的方法”、“是 我们的命根子”。

钱老所说的系统工程思想，恰恰是他在美国20年奠基、在中国航天近28年实践、晚年近30年学术研究所形成的智库撒手锏，是“钱学森智库”的核心思想。早在20世纪50年代以前，钱学森在美国取得的研究成果，已经使他蜚声世界。他第一个促进了火箭喷气推进技术在航空领域应用，为第二次世界大战的胜利作出了贡献。他第一个提出“火箭客机”的概念，为世界上首个航天飞机诞生奠定了理论基础。他第一个提出了“物理力学”，这一全新学科促进了量子力学、应用力学、原子力学的发展。尤为重要的是，1945年，钱学森作为美国国防部34人科学咨询团的重要成员，而且是唯一的非美国裔成员，执笔撰写了《迈向新高度》报告13卷中的7卷，以及大部分的技术附录。这一报告勾画了美国火箭、导弹、飞机未来50年的发展蓝图，被誉为奠定美国在军事领域绝对领先地位的基础理论之作。美国陆军航空兵司令亨利·阿诺德专门致信钱学森，对其杰出贡献给予充分肯定与赞扬。后来，曾准确预测抗美援朝、苏联解体的顶级智库兰德公司（RAND），即肇始于钱学森所在的国防部科学咨询团。可以说，钱学森不仅是导弹和航天飞机的创始人之一，也是现代智库的创始人之一。钱老早期的重要著作《工程控制论》，虽然艰深难懂，但不乏许多颠覆性的思想，例如，“用不完全可靠的元件能够组成高可靠的系统”，被认为是现代系统科学的开山之作，引起了世界科技界、哲学界的广泛关注，被译为多种文字。1960年召开的国际自动控制联合会代表大会上，与会代表齐声朗诵《工程控制论》序言中的名句，以表达对钱老的敬意。

钱学森倾注毕生智慧建立的一整套思想、方法、工具体系，造就了今天“钱学森智库”。它跨越时空、超越国界、富有永恒魅力、具有当代价值，是名副其实、当之无愧的中国创造。如何运用钱学森智库思想，维护网络主权、掌控数据主权，推动网信军民融合发展的新跨越，需要在战略、战役、战术上统筹考虑。

一、战略上：占领“制高点”，掌控“四权”

网络是数据的“路”，数据是运行在网络上的“车”，而数据所承载的现实本体，就是为一个国家、一个企业、一个家庭所有的“车载物品”。实现网信军民融合的根本目的，是为了集成军、民领域的创新成果，打造服务政府治理、军队作战、企业创新的“数据大脑”，以“制数权”掌控“制脑权”。同时要看到，作为数据载体的“互联网”的主权不在我们手中。而没有“路”的自主，跑在路上的“车”就没有安全保障，必须以“制网权”来保障“制数权”。而在“大航天”时代，掌控“制天权”又是“制网权”的重要前提。因此，以“制天权”保障“制网权”，以“制网权”掌控“制数权”，以“制数权”获取“制脑权”，是网信军民融合深度发展的必然逻辑。

（一）“制天权”决定“制网权”

冲出近地轨道的束缚，开发更高更远的太空，是人类文明发展的大势所趋。美国国家空间委员会会议，提出了美国将重返月球，并以此作为载人火星及以远探索的基地，确保美国“再次领先”。有人说，如果全球70亿人都过上美国人的生活，需要4.5个地球的资源。太空得天独厚的位置资源、理想洁净的环境资源、取之不尽的矿产资源，已经使其成为各方追逐、竞相掌控的目标。今天的航天与数百年前的航海一样，是人类探索未知世界、拓展生存空间的历史必然，一定会深刻改变世界的政治版图、地缘格局、社会形态。500年前，我们不幸错失了大航海时代。如果我们再次错失“大航天时代”，近代史上落后挨打的种种苦难，就会再次重演。飞出地球摇篮，实现星际航行，在茫茫宇宙找到新的家园，这是人类永续发展的必由之路。

“善攻者动于九天之上”，“制天权”在很大程度上决定了“制网权”。特别在国防和军事方面，“数据流牵引指挥流”的未来战争形态，根本上依赖天基系统的信息支援。从国外看，目前，美军70%以上的通信、80%以上的情报侦察与监视、90%以上的精确武器制导都依赖卫星系统。近年来，多国大力发展微小卫星以及编队飞行技术，以组成陆海空天一体化综合信息应用系统，进一步缩短作战信息的获取、融合和分发时间，力争在全球信息优势方面拉大与对手的“代差”。可以说，没有太空安全，就没有网络、海洋、经济、国防、军事安全；没有天基信息系统，就不可能在网络空间主权的维护中掌握主动权。

（二）“制网权”决定“制数权”

由于互联网源自美国这一历史原因，我国网络空间领域关键基础设施、核心技术、重要产品无法自主可控，使我国数据主权面临着重大现实威胁和潜在挑战。

一是“心脏中枢”受制于人。互联网13台根服务器中，唯一的主根服务器在美国，12台辅根服务器中有9台在美国。美国对互联网域名解析工作的主导，导致了全球数据对美国单向透明。二是“骨干枢纽”尚难自主。国外的路由器、交换机设备制造商，在我国骨干网核心节点，特别是在一些关键领域和行业中，占有极高市场份额。三是“末梢神经”广被渗透。外资企业占据了网络终端设备的庞大市场份额。这些企业有时会迫于压力与美国情报部门合作，运用其产品和服务的便利条件，获取政府、企业和个人的敏感数据。四是数据跨境监管制度滞后。跨国企业在不同国家分支机构之间传输海量商业数据，带来数据跨境流动安全的问题。

解决这些问题，不仅要完善数据分等级保护、数据跨境监管等制度，更要构建天地一体、自主可控、稳定运行的网络，提高非常时期的网络基础设施抗摧毁、抗打击和自我恢复能力，把网络主权、数据主权牢牢掌握在自己手中。

（三）“制数权”决定“制脑权”

大数据时代，数据是治理体系和治理能力现代化的基础性战略资源。无论是激发经济活力、重构社会形态、再造企业范式、创新政府治理，都需要掌控和处理规模庞大、标准不同、结构复杂、类型众多、层次繁复的数据资源。此外，系统之间、层次之间、地域之间、行业之间存在复杂的数据交互和关联关系，加之“人”的因素的介入，使这一系统更为复杂，是典型的开放的复杂巨系统。只有掌握“数据治理”的科学方法和有效手段，才能掌控“制数据权”，才能为国家、政府、企业的治理构造智慧化的“数据大脑”，真正实现全面感知、科学决策、实时反应、综合协调、指挥控制。构建“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”，打造“人机结合、人网结合、以人为主”智慧化系统，是用“制数权”掌控“制脑权”的有效方法。“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”的运用，将实现跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨行业综合集成，推动工程系统、政策系统、社会系统“从不满意状态到满意状态”的综合提升，从而实现“数据到决策、数据到研发、数据到生产”的颠覆性创新。

二、战役上：加速“一体化”，实现“三合”

从体制机制、政策法规、创新环境来看，网信领域军民“两张皮”的总体格局尚未打破，存在融合意识不强、运行机制不畅、政策法规滞后、军地资源分散等突出问题，制约了网信事业发展和网络强国建设整体目标的实现。

（一）“跨部门”的顶层统合

需要进一步健全网信军民融合领导体制，统筹协调军队、政府的网信职能部门、专业机构，形成“权威机构协调统管，军民领域各部门具体承办”的机制，在态势感知、信息搜集、应急响应、犯罪预防、网络作战方面，实现军民资源共享、协同配合、高效运转，从根子上破解“九龙治水”的局面。

（二）“跨政企”的信息融合

需推动军队专门力量、政府专业力量、民间网络企业、社会专业人才深度联合，构建“政企联合、军民一体、民有军用”的大规模网络信息体系、全领域网络安全体系。充分利用民用网络信息资源、网络安全成果，形成共同维护网络空间安全的强大合力。

（三）“跨公私”的创新联合

从国内看，随着“大众创业、万众创新”时代的到来，创新创造的门槛不断降低，网信领域民间企业的技术水平，许多已经超过军工行业。需要推动军民领域高效协同创新，发挥军事需求对技术创新的牵引作用，选准制高点、突破口、战略前沿，部署一批军民两用研发计划。需进一步畅通军民供需信息发布渠道，有序扩大军品市场开放，推动创新链、产业链、价值链的有机融合，让网信领域“生产力增长”和“战斗力生成”相互促进、相得益彰，建立军事优势和经济优势的良性循环。

三、战术上：构建“星融网”，破解“四难”

推动网信军民融合，在技术层面，当务之急是构建“天地一体、自主可控、稳定运行”的“星融网”。这不是要搞一个地面网络的补充，而是要从根本上实现对互联网的替代；不是要融入互联网，而是要搞一套我们自己的设施、协议、系统，进而逐渐实现世界信息网络从“美国中心”向“中国中心”转变。

为确保主权在我，“星融网”主要具备6个特点：一是基础设施方面：利用天基网络，实现链路可控；二是网络协议方面，满足兼容统一，制定自有规则；三是系统构成方面，统筹天空地海，实现多维一体；四是网络结构方面，着眼自主运行，实现灵活拓展；五是服务性能方面，满足功能多样，实现高度智能；六是长远目标方面，覆盖全球全域，并向深空拓展。要做到以上六条，是一项艰巨的挑战，在技术层面，至少需要解决组网协同、信息传输、数据融合、仿真验证四个难题。

中国航天系统科学与工程研究院（中国航天第十二研究院，以下简称十二院）肩负着中央赋予的“建设钱学森智库；支撑航天、服务国家；成为军民融合产业平台建设抓总单位”三大使命，是中国航天的五大总体：即：智库总体、情报总体、数据总体、网络与信息化总体、军民融合产业化推进总体。十二院是我国第一台大型集成计算机的应用单位，开通了我国第一条国际互联网专线，建设了中国第一个实现全国联网的计算机网络，是中国网信军民融合联盟、国家两化融合创新推进联盟、中国卫星全球服务联盟、中国电子商务联盟等国家级平台的依托单位。十二院独有的平台优势与核心能力，能够为“星融网”建设和应用，提供系统性、安全性、有效性、可靠性的解决方案。

（一）组网协同的“系统性”

组网技术是保障一体化网络信息安全可靠传输的关键基石。尽管采用“骨干+接入”的机制普遍得到了认同，但是对“星融网”这样一个复杂巨系统来说，体系架构设计的好坏决定了系统的可靠性、抗毁性、服务能力、通信效率。例如，高轨骨干卫星如何布局，星间链路如何设置，地面网络如何布点，需要运用系统工程的思想，加强总体设计。钱学森为十二院打造了一整套智库方法工具体系，铸就了“从定性到定量的综合集成研讨厅”体系框架，形成了“专家体系、知识体系、机器体系”相互融合的钱学森智库基础设施。十二院在“三大体系”的基础上，完善形成了钱学森智库“六大体系、两个平台”，即“思想库体系、数据情报体系、网络和信息化体系、模型体系、专家库体系、决策支持体系，以及机器平台、指挥控制平台”。无论是“载人航天飞船方案”的提出，还是“国家民用空间基础设施发展规划”的研究论证；无论是《中国的航天白皮书》，还是多个航天发展五年规划，十二院及其前身都发挥了重要支撑作用。钱学森智库“六大体系、两个平台”，能够为“星融网”的系统规划、系统设计、系统建设、系统管理，提供科学有效的方法支撑。

（二）信息传输的“安全性”

从物理层到应用层，“星融网”都存在安全隐患，并呈现出与地面网络不同的安全特征，信息安全保障的任务艰巨。例如，无线传输特性、复杂组网结构、软硬件设计和实现缺陷、空间环境恶劣等特点，使“星融网”容易受到窃听、假冒、信息重放、物理损伤等手段的攻击和破坏。此外，由于地面设备、卫星和其他航天航空设备距离较远，相互之间通信时延较大，通信链路也容易受到来自外界的干扰（如宇宙射线、电磁信号等），可能会加大信号传输中的错误率。十二院在星间、星地数据传输方面，利用帧间编解码处理技术，可以在很大程度上确保“星融网”数据传输的无损、实时、安全。

（三）数据融合的“有效性”

十二院拥有相关领域“国家工程实验室”、“北京市重点实验室”，以及300台存储、处理能力较强的服务器集群，通过建设钱学森数据推进实验室、综合集成仿真与演示实验室、中国工程院工程科技知识中心（战略性新兴产业中心、航天中心），形成了“从数据到决策”的知识发现、情报获取、仿真推演、效能评估能力。十二院在长期支撑航天型号任务以及地方智慧工程的建设中，具备了“空天地海”一体化信息集成能力，致力于推动从数据本体到数据衍生问题的技术创新，能够在数据采集、评估、辨伪、清洗、存储、传输、融合、应用等各环节，支撑“星融网”跨军民、跨行业、跨领域的海量数据的应用。

（四）仿真验证的“可靠性”

“星融网”的建设，是高技术、高投入、高风险、高效益、长周期的重大工程，必须依靠仿真验证这一科学、经济的手段，最大限度地提高设计的可靠性。随着研制周期不断缩短、性能要求不断提升、系统规模和复杂度急剧增长， “基于模型的系统工程（MBSE）”正在仿真验证中发挥越来越重要的作用。这一方法正在被NASA、ESA等国外航天管理部门广泛尝试和采用、十二院是国内MBSE理论和实践的最早探索者之一，并航天型号研制中进行了推广应用。十二院将建立陆海空天大时空尺度空间信息网络仿真与测试平台，为“星融网”需求分析、功能设计、各阶段仿真验证等提供一整套方法工具，缩小理论研究与实际应用之间的差距。

结束语

钱学森的系统工程思想，纵横东西方、跨越几千年，是“中国人的发明”、“前无古人的方法”、“是 我们的命根子”，预示着第二次文艺复兴的光明前景，引领着网络强国建设的时代脚步。“有缘千里来相会”。我们因网结缘、以网聚人，也必将以人汇智、以智兴网。让我们以“巡天遥看一千河”的高度，达到“接万物以通天下”的广度，促进网信事业开辟新天地、标注新高度，为网信军民融合发展做出更大贡献。