有了艦船的數(shù)字孿生，海軍可以在海上進(jìn)行艦船的維修和保養(yǎng)，從而確保戰(zhàn)斗系統(tǒng)的就緒狀態(tài)而無(wú)需停靠。
位于加利福尼亞州韋尼姆港的海軍水面作戰(zhàn)中心（NSWC）一直在與一家無(wú)人航空系統(tǒng)公司Aerial Alchemy合作，研究如何使用數(shù)字孿生和無(wú)人機(jī)，達(dá)成上述目標(biāo)。 2018年6月簽署的《合作研究與開(kāi)發(fā)協(xié)議》列出了具體細(xì)節(jié)，該公司生產(chǎn)了“獨(dú)立”號(hào)研究船的數(shù)字孿生體。
初步計(jì)劃是建立船的數(shù)字孿生體，以便水面作戰(zhàn)中心的維護(hù)工程師可以更快地識(shí)別損壞、腐蝕和對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題，并在艦船進(jìn)入港口時(shí)更加主動(dòng)地進(jìn)行維護(hù)。
傳統(tǒng)上，船舶檢查是人工進(jìn)行的，這通常意味著船只必須?？吭诟劭?。然而，使用數(shù)字孿生，無(wú)人機(jī)收集的傳感器數(shù)據(jù)可以分發(fā)給岸上的人員以進(jìn)行檢查，反之亦然。另外，海軍可以確保當(dāng)船駛?cè)敫劭跁r(shí)，有合適的人員和工具來(lái)修理故障。
Aerial Alchemy公司創(chuàng)始人和CEO斯波丁說(shuō)：“由于是海軍，在海上發(fā)生的事情，可能導(dǎo)致某些東西受損，或是某些東西失靈。通過(guò)這種方式，他們可以開(kāi)始更快地將這些信息反饋給維護(hù)命令，然后有一個(gè)可以立即評(píng)估的工具，即數(shù)字孿生。”
根據(jù)聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室技術(shù)轉(zhuǎn)讓聯(lián)合會(huì)的說(shuō)法，無(wú)人機(jī)掃描和艦載攝影測(cè)繪用來(lái)創(chuàng)建基于時(shí)間的、帶有地理標(biāo)記的、元數(shù)據(jù)密集型獨(dú)立模型，對(duì)于維護(hù)工程師而言，這些是更可操作的數(shù)據(jù)集。由于船上和岸上的專家可以查看相同的可靠數(shù)據(jù)，并在退化達(dá)到故障點(diǎn)之前做出決策，因此使用這種數(shù)字孿生可以降低維護(hù)成本和人為錯(cuò)誤。
海軍海洋系統(tǒng)司令部研究和技術(shù)應(yīng)用辦公室主任艾倫·杰格（Alan Jaeger）表示：“作為現(xiàn)役工程師，我們目前需要大量的現(xiàn)場(chǎng)人員來(lái)支持艦隊(duì)，以識(shí)別配置、損壞、腐蝕和其他機(jī)械問(wèn)題。‘數(shù)字孿生’概念或水面艦艇的成品模型為艦隊(duì)提供了廣泛的更好的服務(wù)機(jī)會(huì)。想象一下，這樣不僅能夠在不把維修人員置于潛在危險(xiǎn)的情況下，收集有價(jià)值的信息，而且還能在船舶航行過(guò)程中獲得更好、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。”
在創(chuàng)建數(shù)字孿生時(shí)，該公司從發(fā)現(xiàn)階段開(kāi)始，以確定合適的遙感技術(shù)，并設(shè)計(jì)一個(gè)專用的UAS（無(wú)人機(jī)系統(tǒng)），這個(gè)UAS可以以最實(shí)用的方式收集最有用的數(shù)據(jù)。該公司使用激光雷達(dá)（LiDAR）和高光譜成像技術(shù)，分析整個(gè)電磁頻譜中的信息，并且可以檢測(cè)到腐蝕，因?yàn)槿绻嬖跐撛诘匿P蝕，涂料對(duì)輻射的反射會(huì)有所不同。
數(shù)字孿生也創(chuàng)建了關(guān)于船舶真相的單一來(lái)源，這是一種同步所有信息的方式，這樣每個(gè)人都知道在談?wù)撏瑯拥膯?wèn)題。
此外，3D掃描對(duì)于數(shù)字工程支持海軍戰(zhàn)備至關(guān)重要。
Aerial Alchemy公司的研究結(jié)合了無(wú)人機(jī)定制、高分辨率掃描傳感器和計(jì)算密集型后置處理，是創(chuàng)新和獨(dú)特的，需要進(jìn)一步與政府和行業(yè)合作，使這些成果在項(xiàng)目生命周期內(nèi)可重復(fù)和可重用。
這個(gè)項(xiàng)目是NSWC海軍創(chuàng)新科學(xué)和工程技術(shù)研究的一部分，該技術(shù)研究可以推進(jìn)在役工程的未來(lái)發(fā)展。1986年的聯(lián)邦技術(shù)轉(zhuǎn)讓法案允許作戰(zhàn)中心和研究實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)界和學(xué)術(shù)界在研究、工程和技術(shù)開(kāi)發(fā)方面進(jìn)行合作。
