探究美國SpaceX公司的發展與成功

周一鳴（北京空間科技信息研究所）

從哲學的角度講，世間萬物的興衰與發展都有其偶然性和必然性，現代科技的發展也莫不如此。從上世紀末大放異彩的微軟（Microsoft）和IBM等IT巨頭到今天快速崛起的谷歌（Google）等互聯網新貴，創新的技術和產品不斷打破人類既往的認識和生活方式，并不斷催發著人類的求知探索和技術進步，為將來更創新的科學技術變革提供了生長的土壤。

在這個信息技術日新月異且不斷滲透至各傳統工業技術領域的時代，美國太空探索技術（SpaceX）公司在航天領域脫穎而出，成為融合最新信息技術、先進金融與項目管理方法、航天基礎技術等多元要素的先鋒公司，創造出舉世矚目的杰出工程成就和商業運行模式。從微觀看，該公司似乎是在創始人伊隆·馬斯克（Elon Musk）的特異性領袖才能引領下橫空出世的神奇公司，但從宏觀看，該公司也是美國航天工業體系發展的必然結果。為了說明這些問題，本文將圍繞幾個重要問題來談談SpaceX公司的發展與影響。

1 馬斯克是技術精英？還是商人？

馬斯克是一個傳奇人物，他不僅是SpaceX公司的創始人，也是大名鼎鼎的國際網絡支付平臺貝寶（PayPal）和“特斯拉”電動汽車公司的創始人。馬斯克具有非凡的市場預測力、決策執行力及領袖魅力，他專注于在商業航天、電子商務、電動汽車等先進工程技術領域的創新性產品和服務，并將這些杰出成果快速地推廣應用，顛覆了人們對傳統航天研制管理模式、商品交易方式、汽車基本結構等方面的認識，打開了巨大的未來市場空間。

那么，該如何準確地評價馬斯克這個人呢？馬斯克不是比爾·蓋茨式的技術精英，他的思維方式與蘋果（Apple）公司的喬布斯有些相似，但不同的是，他具有更強的冒險精神、更寬廣的技術視角及深厚的金融、管理、工程技術知識，是典型的復合型商人。

馬斯克領導下的SpaceX公司，其令人眼花繚亂的工程項目、技術研發、產品服務背后，其實遵循著逐利的商業原則，即工程項目要能帶來豐厚的、先入為主的市場空間和來自于軍方、政府、私人的多方利潤。為此，技術研發更注重系統集成和優化，通過各種途徑、盡可能多地采用低風險、高可靠的成熟技術；產品服務將用戶需求和體驗置于首位，優先發展低成本、可重復使用等美國政府亟需的低地球軌道天地往返運輸產品和服務。從某種角度講，SpaceX公司是馬斯克基于PayPal獲得巨額財富后，敏銳地捕捉到航天領域商機后，而施行的一個重大風險投資項目。在這個項目中，馬斯克負責籌措啟動資金，堅持集成最新信息技術和航天成熟基礎技術的發展思路，通過多種途徑合理規避耗時耗力的技術攻關點，低成本、高速度、多樣化地發展出多型產品。

2 成功的核心是一切源于成熟

SpaceX公司的成功秘訣之一，是盡可能的采用各種成熟手段，包括成熟的技術、成熟的人才、成熟的資金等等。通過整合各種優勢資源，SpaceX公司能夠以最短的時間實現最強大的結果。

在航天技術方面，SpaceX公司并非白手起家，它受益于美國的強大航天工業能力和技術基礎，從美國航空航天局（NASA）獲得了阿波羅計劃的部分技術，包括土星-V型火箭F-1主發動機整體設計、登月艙下降段發動機、2195鋁鋰合金以及攪拌摩擦焊工藝等關鍵技術，這些技術對于SpaceX公司的“灰背隼”發動機至關重要，也是火箭發動機工程技術攻關中最耗時耗力的部分。據稱，SpaceX公司的新型“格里芬”火箭發動機，仍主要參考阿波羅計劃的技術遺存，進一步提升性能。同時，NASA還允許SpaceX公司使用測試臺架，為其解決了測試難題。在助推器方案上，SpaceX公司在很大程度上借鑒了人類歷史上發射數量最多且成功率頗高的運載火箭俄羅斯的R-7火箭。在火箭部組建的制造上，SpaceX公司還大量采用了商業現貨（COTS）技術，打破了傳統航天器件的高成本、長發展周期等因素禁錮，有效精簡了系統結構，提高了系統性能。

在航天人才方面，SpaceX公司“貪婪”地從各知名航天企業中獵取人才，吸納了許多具有理論知識和工程經驗的成熟航天科技人員，包括美國最大引擎制造商TRW公司的液體推進器專家湯姆·穆勒、在波音公司當了15年“德爾他”（Delta）火箭測試主管的蒂姆·布薩、麥道飛行公司主持“大力神”火箭的結構設計師克里斯·湯普森，以及NASA和美國航天企業中的一批頂尖航天工程師。在SpaceX公司，馬斯克為他們創造了良好的工作環境，摒棄了傳統航天企業繁瑣的管理體制弊病，極大地激發了這些科技人員的創新活力和工作效率。

在航天資金方面，SpaceX公司既有馬斯克籌集的數億美元做基礎，還充分借鑒國際金融界最先進的經驗，引入了成熟有效的財務管理制度和預算管理制度，靈活、及時地為科技研發和市場開拓提供資金保障，確保及時捕捉發展機遇，滿足不斷調整中的技術研發需求。

3 圍繞系統工程專注集成創新

雖然SpaceX公司盡最大努力采用成熟的手段謀求快速發展，但它在系統集成方面的創新值得我們高度關注。可以說，SpaceX公司將系統工程推向了一個新的發展階段，打造出了一個“美式”系統工程的杰出成功典范。

雖然SpaceX公司在火箭主發動機等核心器件上參考了早期的成熟技術，但SpaceX公司在系統集成設計上突破了早期系統的設計禁錮，大膽引入來自于工業自動化、電子信息、新材料、新工藝等多領域的新器件或新技術，集成發展出了性能領先、煥然一新的系統級產品。同時，SpaceX公司在系統的控制策略、信息處理等方面也積極引入最先進的算法和技術，這些新技術的采用使得系統的運行更為高效、更加穩定。

如果我們認為S p a c e X公司的創新僅限如此的話，還是言之過早的。因為這種發展思路并非SpaceX公司首創，傳統的大型航天企業也在緊跟最新理論和技術的進步，努力革新發展方式，以期保持自身的領先地位。但從目前情況看，傳統航天企業并沒有取得太顯著的效果；反倒是名不見經傳的SpaceX公司獨辟蹊徑，率先尋獲了創新且有效的解決方案，進而取得了巨大成功。

要想將這個解決方案的創新之處解釋清楚，首先需要談談當代工業界的兩種主流工程實踐方式：面向對象的工程化方法和面向過程的工程化方法。這兩個提法是彼此對立的，似乎最早源于計算機編程的算法結構，并逐漸擴展應用到人類生活的各個方面。當前，面向對象的工程化方法非常流行，被大多數部門廣泛采用，甚至普遍將其視為最高效的工程化方法。

面向對象的工程化方法是基于模塊化的工程實踐方式，系統研制部門僅負責系統的整體設計、關鍵器件制造及系統集成，將其他一些經模塊化分解的部分交由其他的專業部門或企業完成。這種工程化方法的特點是利于早期集成實現但不利于后續發展過程中的及時優化，即其優點在于簡化了系統集成的難度，在系統初建時能最大限度逼近“全局最優”，且后期升級改造不必“牽一發而動全身”；但其缺點在于隨著專業技術的不斷發展，為保障整個工程體系的穩定性和可靠性，局部的升級改造難以帶動其他部分的同步升級改造，最終整體效能出現“穩中有降”的逐步退化趨勢。目前，傳統的航天企業主要采取這種工程化方法，并發揮了巨大作用；但這種方法也造成了企業的發展“慣性”，其系統性能的提升不僅受限于配套企業的技術改造能力，還受限于其他局部系統的同步匹配升級能力，形成了“船大難掉頭”的發展局面。

面向過程的工程化方法是面向系統整體的工程實踐方法，系統研制部門需要關注系統的每個局部。這種工程化的特點是利于后續發展過程中的全局優化，每個局部的優化調整都會帶動其他部分的同步升級變化；但另一方面，這種方法給初建時的系統集成帶來了難度，尤其是在局部面對很多難以突破的瓶頸技術的情況下。與傳統的航天企業不同，SpaceX公司敏銳地看到了創新難以為繼的問題所在，細致評估了將兩種工程化方法融合的可行性，最終付諸實踐并取得了巨大成功。具體來說，SpaceX公司在設計上關注每個局部細節，采取“面向過程的工程化方法”，甚至諸如閥門等眾多零部件都自行按需求生產；而在瓶頸集中的局部采取“面向對象的工程化方法”，最大限度地應用成熟的手段，從而既巧妙規避了“面向過程的工程化方法”所難以解決的困難，又及時保持了整個系統的不斷更新優化。

4 最后的一些總結

從某種角度說，S p a c e X公司是馬斯克創造的時尚航天企業，與美國國防高級研究計劃局（DARPA）、NASA等更專注于前沿技術、基礎技術研發的航天部門不同，SpaceX是一個商業化、有“逐利”需求的公司，它選擇了一條“短平快”的發展道路，最大限度應用最先進的信息理論、工業技術及商業現貨器件，快速、巧妙地創造出現代化工業技術與傳統航天技術的集成產品。同時，SpaceX公司也是在時代的發展中應運而生的，它的發展既受益于美國近地天地往返運輸的系統空檔期，也受益于源自NASA實實在在的“商業軌道運輸服務”合同，它的成功與“天時地利人和”兼具的發展環境是分不開的。