SpaceX 科技創新對我國航天企業能力保障的啟示

◎航天材料及工藝研究所 張德智 汪曉霞 武占魁 姜艷青 崔鵬

SpaceX 科技創新對我國航天企業能力保障的啟示

◎航天材料及工藝研究所 張德智 汪曉霞 武占魁 姜艷青 崔鵬

隨著Falcon 9一級火箭連續3次在海上成功回收，SpaceX公司再次震驚了世界，其強大的科技創新能力令人印象深刻，創始人埃隆?馬斯克也被譽為現實版的“鋼鐵俠”。眾所周知，能力保障是科技創新的物質基礎和前提，筆者通過分析我國航天企業科技創新能力保障現狀和SpaceX公司科技創新的有益經驗，并結合“十三五”國防科技工業發展規劃(草案)要求，對未來企業能力建設的思路進行探討。

一、我國航天企業科技創新能力保障現狀

新中國的航天事業是在工業基礎薄弱、科技水平相對落后的特殊國情下建立起來的，經過幾代航天人的不懈努力，現已形成門類齊全、配套完整的研究、設計、生產和試驗能力保障體系，為一大批高精尖宇航產品和殺手锏武器的研制生產提供了基礎保障。“十二五”時期，我國航天系統產生了一批以載人航天、探月工程、高分專項、“北斗”導航為代表的重大標志性科技成果，突破了一大批關鍵技術，科技創新水平顯著提高成為國家綜合國力和大國地位的重要標志。然而，在取得驕人成績的同時也必須清醒地認識到，目前的科技創新能力保障工作仍存在一些不足。

1．部分核心保障能力仍顯不足

先進裝備是現代產業體系的脊梁，是科技創新的重要保障，其水平高低決定了科技創新能力的大小。以重型運載火箭為例，受裝備能力等的制約，我國尚未突破大型貯箱箱底頂蓋整體旋壓、9米直徑量級鋁合金貯箱壁板成形等關鍵技術，是型號研制過程中亟待解決的能力短板之一。由于高端裝備制造水平有限、先進工業技術能力不強，部分關鍵加工制造設備、先進測試儀器和科研生產軟件保障能力受制于人，影響了部分核心領域科技創新的順利實施。

2．基礎研究條件有待加強

科技創新離不開基礎研究（包括應用基礎研究）的理論引導和技術支撐，而基礎研究具有先導性和戰略性特點，需要“板凳一坐十年冷”才能厚積薄發。雖然國家自“十一五”時期已開始注重基礎類、平臺類能力保障項目的建設，但投資規模占整個國防科技固定資產投資的比例并不高。此外，在這些基礎類、平臺類項目的實際論證過程中，“任務能力型”的思路仍占主導，相關研究條件仍需依托型號任務建設，只有在型號任務明確的前提下才能獲得支持。

由于固定資產投資建設周期長，基礎研究更是需要長期攻關，研究條件若不能超前布局、提前實施，往往會導致基礎研究成果無法支撐工程化需要而制約型號研制，其技術引領和創新驅動作用更無從談起，這在核心動力、元器件和關鍵原材料領域尤為突出。以碳纖維為例，曾幾何時西方國家將其視為戰略物資嚴格控制，使其成為我國航天任務“卡脖子”的關鍵難題。為擺脫受制于人的局面，我國自“十五”以來加強了碳纖維基礎研究條件建設，在“十二五”時期進一步將其納入國家戰略性新興產業規劃予以支持，經過十幾年的基礎攻關才基本實現了自主保障。

3．協同創新配套體系尚未完善

隨著技術進步和作戰理念革新，各單位之間的任務分工界限日趨模糊、研究領域多有重疊，這為在系統內部的協同創新提供了良好契機。我國航天企業在特定的歷史條件下，分別在中國航天科技集團公司和中國航天科工集團公司形成了行業分工相對明確、各自配套相對完整的科研生產體系，國家按照“軍調”分工實施固定資產投資。這種條塊分割的固定資產投資模式，一方面需要對所屬不同集團但專業相近的科研單位進行“撒胡椒面”式的簡單重復建設，不利于“扶優扶強”；另一方面有些單位因任務需要衍生出的部分“跨界”專業往往因不在“軍調”范圍內而得不到配套支持，不利于技術的融合創新。

此外，航天系統自成體系、自我配套的建設模式，導致民口優勢資源不能得到最大化利用，這也是影響協同創新的一大阻礙。

二、SpaceX公司的有益經驗及啟示

強大的科技創新能力是SpaceX公司不斷取得技術突破、實現快速成長的重要原因，其成功經驗對我國航天企業有著積極的借鑒意義。

1．注重原始創新、掌握核心技術

SpaceX公司高度重視原始創新、堅持掌握核心技術，依托技術過硬的小型核心研發團隊自主開發了Falcon火箭的低溫貯箱結構、主發動機、重復使用動力著陸裝置等關鍵產品。航天型號研制的歷史經驗已多次證明關鍵核心技術必須依靠原始創新，既需要優勢專業單位刻苦攻關去突破，又需要量大而面廣的基礎研究作支撐。因此，在能力建設時，一方面應堅持“小核心、專業化”的投資思路，加強航天科技創新體系能力頂層設計、優化資源配置、精準投放、扶優扶強，統籌建設一批高水平的航天科技創新平臺，以提高核心保障能力；另一方面應加強基礎性、前沿性科研條件建設，尊重科學研究靈感瞬間性、方式隨意性、路徑不確定性的特點，不以型號任務為牽引，超前謀劃、提早部署，夯實航天材料、元器件、動力等專業技術單位的研究基礎。

2．加強協同創新、節約創新資源

在注重原始創新的同時，SpaceX公司通過與NASA等單位的合作，利用協同創新引入大量低成本高可靠的成熟技術，既節約了創新資源又加快了研發進度。未來我國應在國家層面通過能力建設引導，逐步形成“大協作、開放型”的配套體系。一方面，逐步調整按軍工集團隸屬關系分別進行能力建設的思路，在全國國防科技系統內按專業進行統籌建設，促進軍工集團間的協作配套，為系統內部協作創新創造條件；另一方面，主動減少一般能力條件建設，促進技術、能力和資本要素的“民參軍”配套，為軍民融合創新創造條件。更重要的是，要依托重大航天科技項目和工程，加強軍民統籌建設，促進軍民資源深度融合，鞏固深化軍民協同創新的平臺機制。

3．重視數字化協同，實現快速迭代

SpaceX公司充分利用信息化手段，通過產品生命周期管理和數字化協同輔助實現面向過程的系統工程設計，依靠仿真模擬和數字化制造大幅縮短產品研制時間，從而實現技術的快速迭代和成熟度的快速提升。快速迭代是科技創新的加速器，我國以“數字化火箭”為代表的數字化研制工作雖然取得了可喜成績和巨大進步，但眾多系統級以下的零部件研制目前仍以“試錯”模式為主，研制周期長、技術迭代慢，不利于科技創新的提速。因此，我們應抓住現階段第四次工業革命的機遇，結合“中國制造2025”和工業強基工程等計劃，加強先進工業技術條件建設，為增材制造、智能制造、網絡化制造等先進工業技術在航天領域的開發應用奠定基礎，促進“兩化”深度融合，實現航天產品研制的快速迭代，提高航天新技術的技術成熟度。

航天事業是國家科技事業的重要組成部分，在保障國防安全的同時承擔著引領國家科技創新的重任。能力保障是航天科技工業創新和發展的物質基礎，其投資思路和建設模式對航天科技創新能力有重要影響。按照體系化、集約化、專業化和社會化的建設思路，加快推動建設模式由任務能力型向體系效能型轉變，對促進航天科技創新具有重要意義。▲