中國航天系統科學與工程研究院 安孟長
軍民兩用技術產業化發展的方向與途徑創新
中國航天系統科學與工程研究院 安孟長
歷史發展經驗表明,軍民兩用技術的產業化發展與時代背景和國際趨勢密切相關。自第二次世界大戰后,世界軍民兩用技術的產業化經歷了3個快速發展的黃金時期:一是20世紀冷戰結束后,由于軍事需求的萎縮,以及科學技術的快速發展,軍工企業訂單減少,西方國家軍工企業出現了兼并重組的浪潮,并積極向民用領域轉移拓展業務,由此帶來了軍工技術轉移應用的快速發展,促進了國防工業與民用工業的融合,帶動了軍民兩用技術的發展。二是21世紀初,世界新軍事變革的快速推進,以及信息化戰爭形式的轉變,帶動了信息技術、新材料等領域軍民兩用技術的快速發展。三是自2012年以來,以西方國家軍費支出縮減為標志,出現了第三個軍民兩用技術產業化快速發展期。
一、當前的時代背景
(一)主要西方國家軍費開支持續削減
受經濟危機的影響,2012年,全球軍費開支由增長轉為停滯,但結構上并不平衡,呈現出此降彼長的態勢。
3年來,以美國、法國、德國為主的主要西方國家的軍費開支持續處于負增長狀態。但日本的軍費開支反而由降轉增,2015財年將達到空前的409億美元,比2014財年增長2%。此外,亞洲其它國家和大洋洲、俄羅斯的軍費增長加快,特別是東南亞地區軍費開支增長迅速。
在這一背景下,一方面,美國、法國、德國作為國防技術輸出大國,其軍工企業大量轉向民用領域開發軍民兩用技術,發展軍民融合產業;另一方面,由于軍費縮減,國防系統大量采用民用技術和產品,以實現經濟有效的國防。因此,主要西方國家軍費開支的削減帶動了新一輪的軍民融合發展。
(二)技術對未來裝備發展和作戰態勢的影響加大
未來戰爭對武器裝備高性能的要求提高了先進技術特別是顛覆性技術的地位,擁有顛覆性技術的一方將在未來戰爭中占有不對稱優勢。為了搶占未來戰爭的優勢地位,美國國防部提出了未來重點關注的六大顛覆性基礎研究領域,包括超材料與表面等離子激元學、量子信息與控制技術、認知神經學、納米科學與工藝、合成生物學,以及對人類行為的生物建模等。
此外,商業領域新技術的快速轉換應用效果也日益明顯。例如,云計算、大數據等民用領域的研究熱點助推了作戰工具的創新,軍隊指揮人員通過“戰術云”可在戰場上直接分析數據。目前炙手可熱的3D打印技術除可用于武器的現場制造外,還可為士兵生產即食軍糧(MRE)等物資。
(三)國防用戶需求轉變
國防用戶對武器裝備的需求從單純武器裝備能力的更高、更快、更遠,向更好、更迅速、更低成本轉變,這表明,國防工業對裝備研制的實用性、經濟性,以及研制周期的要求提升,這也促使軍民融合促進國防科技創新能力提升成為長期發展趨勢。
二、國際發展趨勢
(一)多國強化國防工業軍民融合發展政策支持
近年來,美國、俄羅斯、英國、日本、印度、法國等國家不斷強化軍民融合發展政策支持,密集出臺了20余項相關政策、戰略、計劃,并進一步強調民用或私營部門在國防科技工業發展中的重要性和作用。例如,美國2014年更佳購買力3.0(BBP)計劃被稱為長期研究與發展計劃(LRRDP),將匯集工業界、學術界和中小企業為發展新型武器和研發新技術提供支持。美國設立了“快速創新基金”(RIF),旨在擴大民用企業參與國防項目的機會、擴大就業,同時快捷、低成本地將成熟的民用科技成果應用于軍工科研生產。歐洲委員會提出了加強“一個國防市場”路線圖,希望最大化地整合軍用和民用研究資源與成果。日本防衛省2014年6月頒布“防衛生產與技術基礎戰略”,提出要加強與高校及研究機構等的合作,挖掘可用于軍用的民用技術。
(二)變革體制、機制,引入武器裝備競爭采購機制
一是在國家層面,加強完善軍民協同的組織管理推進機構建設。例如,歐盟建立了新的國防標準協調小組,負責制定新的軍民兩用技術標準。歐洲防務局建立了國防采購門戶網站。英國調整了軍民融合管理部門。美國國防情報局即將推出名為“開放式創新門戶”(OIG)的網站,目的是開辟與工業界和非傳統合作伙伴互動的新方式。軍方在OIG網站上發布其所需要的技術類型,而企業可以在OIG網站上發布其正在研究發展的技術類型。俄羅斯國防部將推進武器裝備維護工作的私有化,還將建立“茹科夫斯基研究所”和“航天系統與技術工程中心”,集中全國的科學與研究力量發展航空和航天技術。日本計劃建立類似于美國國防預先研究計劃局(DARPA)模式的研發機構。 以色列設立了新的賽博防御國家機構,主要負責管理軍用和民用系統的保護工作。
二是國防企業加強跨區域產研機構建設,并進一步開展業務調整。例如,美國波音公司、洛克希德·馬丁公司繼續加強跨區域、跨國技術創新機構建設。俄羅斯在克拉斯諾亞爾斯克邊疆區成立了“航天系統與技術工程中心”。
三是充分利用政、產、學、研資源推動國防技術創新成為重要手段。例如,2007年,英國國防部《創新戰略》提出,改進商務模式,利用各方力量,尤其是中小企業力量促進創新。2012年,英國發布《通過技術確保國家安全:英國防務與安全的技術、裝備和保障》白皮書,提出要加強政企合作,加強聯合研發,讓工業界盡早知悉政府的能力需求和投資優先次序,更好地把握未來的市場機遇。
(三)軍民兩用技術和商業新技術轉移應用前景光明
美國強調利用私營部門的創新和商業領域新技術作為保持軍事優勢的長期戰略。如“更佳購買力3.0”將更多地采用模塊化和開放式系統架構,更早地向工業界提供初始需求,消除采購商用產品的障礙,提高國防部在全球市場中的技術搜索與可觸及范圍。另一方面,國防企業將進一步向民用和其它新興領域轉型,促進軍民兩用技術與產品的產業化應用和發展。此外,國防領域與民用領域的合作加強,促進了軍民接口的標準化、軍工開放和快速反應。據統計,在過去的5年里,美國國防采購中的商業技術或產品占比已從10%上升到了30%左右。
(四)中小企業和私營企業迎來參軍發展的春天
中小企業和私營企業的創新活力引起了世界各國的廣泛重視,使其成為參與國防科技工業發展的重要力量。據悉,美國2014財年國防部與小企業簽訂的合同額高達530億美元,已占到國防部直接承包合同的23%。小企業更多地參與國防任務直接承包,不僅有助于軍隊現代化建設和維持作戰優勢,還可增進系統的互操作性,從而顯著降低成本。也因此,私營企業參與國防高技術產品開發的程度日漸加深。繼2012年、2013年美國、俄羅斯、印度啟動加強與私營企業的合作后,2014年,以色列、俄羅斯、印度等國家進一步出臺了推動國防工業私有化及私營企業參軍的政策。例如,2014年10月,以色列政府宣布了更大規模的私有化計劃。俄羅斯積極推進國防工業和國防裝備資產的私有化。印度政府在軍工領域促進私營化,同時批準私營公司擴大國防活動。2014年8月,印度取消了對軍民兩用產品生產的許可證要求,“解放了”超過50%~60%需要許可的國防裝備,包括鑄件、配件,以及子組件等。
(五)軍民融合型企業的地位將更加穩固
在目前軍費開支日漸下降的情況下,單一軍品業務存在較高的風險,且不利于企業的擴張和發展。因此,多元化的業務戰略將成為各國軍工企業結構調整的重要方向之一。
從世界軍民兩用技術的進展來看,近年來,迅速發展的技術主要包括以下10個方面:
一是石墨烯、超材料、納米技術;二是高效能光伏電池與能源 、生物質能源;三是3D打印技術;四是納米材料、可自愈智能材料及結構、復合材料;五是智能化技術、智能加工機床;六是大數據、云計算技術;七是智能移動終端;八是高性能激光器及傳感器;九是單兵裝備技術與產品;十是量子技術。
上述10種技術,有一些尚處于實驗研究階段,從產業化和應用前景來看,以下7個領域將是產業化發展的重點方向:
一、信息技術與產品領域
信息技術與產品領域一直是軍民兩用技術與產品發展的重點領域。該領域產業化的重點方向包括微電子與集成電路、網絡通信、網絡安全、云計算與大數據技術、新型芯片(如可穿戴設備芯片、人工智能芯片等)。
二、新材料技術與產品
新材料技術與產品是重要的基礎性軍民兩用技術與產品,未來,該領域中潛在的最大市場預計是基于石墨烯和半導體納米線的納米太陽能電池、自供電納米機器和先進的3D集成電路等產品。例如,石墨烯材料具有優異的光學、熱學、力學,以及機械性能,在隱身材料、電子設備等領域具有廣闊的應用前景,目前,以石墨烯為基礎的柔性電子屏的商業化應用已取得重大進展。此外,碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體材料既是軍用電子設備重要的材料基礎,也是提高電動車輛性能的最佳材料。據悉,碳化硅材料最快將在2020年取代硅材料,應用于汽車領域,2014~2020年,其應用市場的復合年增長率預計將達到42.03%。
三、航空、航天領域
航空、航天領域是重要的戰略性高科技產業領域,是軍民兩用技術與產品產業化的重點領域。其中,在航空領域,無人機的制造與應用將是未來軍民兩用技術與產品發展和產業化的重點方向。預計未來10年,全球軍用無人機的采購、服務、研發費用將達到813億美元,到2020年,全球民用無人機市場和服務的價值將達到500億美元。我國民用無人機將在未來5~10年進入快速發展期。而在航天領域,包括導航終端制造與服務、衛星通信、衛星遙感等在內的衛星應用產業領域將成為發展的重點方向。
四、安防技術與產品領域
安防技術和國防技術具有較多的相通之處,已成為當前軍民融合發展的重要契合點。據預測,全球安防市場到2017年將增長50%,其中,賽博安全領域將成為主要的推動力。據悉,2014年,全球賽博市場的銷售額已達767億美元。
五、光機電一體化領域
光機電一體化是現代工業發展的重要趨勢,在這一領域,高性能加工機床、激光器及傳感器,以及用于傳感器、精確制導武器和戰術通信的射頻(RF)技術和微波技術將是軍民兩用技術發展和產業化的重點方向。
六、先進制造
制造業作為各國重點發展的技術領域,在國防工業和基礎工業領域占據著非常重要的地位。在先進制造領域,增材制造,數字化、智能化、柔性化制造,綠色制造,以及特種制造裝備均是重點發展的方向。其中,增材制造特別是金屬基增材制造市場發展迅速。2013年,全球增材制造產品和服務市場達到30.7億美元,預計2016年,世界范圍的增材制造市場額將超過70億美元,2018年將達到125億美元。
七、新能源動力與環保
未來,圍繞高效、節能、減少運輸、就地取材等要求,以生物質能源、光伏技術、海水提取能源等為主的新能源技術開發將進一步活躍。例如,在高效動力能源方面,美國陸軍已開展了一種智能電網的概念驗證,并將開發微電網技術,可能為未來戰術行動提供支持。 在生物質能源方面,美國海軍將開發先進的生物質能源利用技術,減少其對石油的依賴,力爭到2020年達到石油需求降低50%的目標。
一、在國家軍事戰略中的定位
目前,我國已明確將軍民融合發展戰略作為國家戰略,民用企業在國防科技工業發展中的創新活力地位和配套地位也已基本確立。而隨著民用企業的進一步發展和成熟,未來也可能承擔總體任務。
二、兩個方向
民用企業參與國防科技工業可大致分為兩個方向:一是高端的,包括尖端高新技術(新技術或顛覆性技術)開發應用,如超材料等。 二是成熟技術的轉移應用,這種技術是可供軍工應用的成熟技術, 不一定是新技術,可以是針對技術應用方式的創新,甚至是對業務流程的創新。
三、三個條件
民用企業參與武器裝備科研生產和維修保障必須具備3個條件:一是技術和產業的軍民兩用性。民用企業的技術或產品在和平時期可服務于民,戰時可服務于軍。二是行業實力基礎。所在行業要具有較強的、穩定的、持續的、獨立的技術能力和產業實力,具備戰時可依托的基本條件,如信息產業等。三是較強的話語權。民用企業能夠承擔或已承擔某一國防領域任務,占有某一國防領域的話語權。