碳基復合材料的自主研發與創新管理實踐

李婷、嚴科飛、王淑芬、拓亞亞 /內蒙古航天紅崗機械有限公司

適應目前國際國內環境錯綜復雜的環境并占有一席之地的關鍵是構建企業自身的核心競爭力，而企業獲取和保持競爭優勢的源泉就是創新。內蒙古航天紅崗機械有限公司正處于轉型升級的階段，企業期望通過提高自主研發與創新管理.能力推動高質量發展，為企業的創新發展探索出新的道路。筆者主要從頂層設計發展戰略部署、實施自主知識產權保護、人才隊伍建設、建立創新體系、培育企業文化和成果市場化推進6 個方面介紹了基于管理技術一體化、管理流程扁平化的科技創新“特區”——碳基復合材料的自主研發與創新管理實踐，讓自主創新研發工作有別于傳統生產流程，通過一系列舉措實施“特區”管理，使企業的創新體制機制不斷完善。這套創新管理模式可復制、可傳承，并可以在其他創新項目中推廣和應用，促進企業自主創新研發能力和核心競爭力的提升。

一、實施背景

材料技術是世界各國必爭的戰略性新興產業，企業從“一代裝備，一代材料”向“一代材料，一代裝備”轉變，彰顯了材料的戰略作用。發展材料技術在促進我國戰略性新興產業形成與發展的同時，也帶動了傳統產業和支柱產業的技術提升和產品更新換代。新材料和新物質結構不斷涌現，全球新材料技術與產業發展迅猛，新材料技術成為各國競爭的熱點之一，“材料先行”已經成為國內外武器裝備研發的成功經驗。

噴管是固體火箭發動機的關鍵部件，其質量以及在工作環境中的燒蝕率和尺寸穩定性直接關系著固體火箭的射程、精度和可靠性。碳基復合材料以碳纖維為增強體，以碳石墨材料為基體，兼有碳石墨材料和纖維增強復合材料的優勢，被譽為第四類工業材料，已成為衡量一個國家科技水平、軍事和經濟實力的標志之一。該材料具有密度低、比模量高、比強度大、熱膨脹系數低、比熱大、耐高溫、耐熱沖擊、耐腐蝕等一系列優異性能，在2500℃以下隨著溫度的升高而強度上升，具有其他材料無法比擬的獨特性能使其成為極具潛力的高溫結構材料，廣泛應用于固體火箭發動機噴管、導彈鼻錐、航天飛機所需的耐燒蝕材料和隔熱材料。目前，碳基復合材料已成為固體火箭發動機噴管喉襯的主要材料之一，以C/C 材料為基礎的碳基復合材料更是未來火箭發動機材料的發展方向。

1.搶占固體動力發展的主動權，適應材料技術發展的選擇

C/C 復合材料的崛起推動了噴管材料的更新迭代，美、法、俄等國家花費巨資進行C/C 材料、新工藝及新結構的研究，一直引領著碳基復合材料的發展方向。與國外先進水平相比，我國材料技術的整體創新基礎不牢，創新能力仍存在較大差距。紅崗公司材料技術的發展仍長期被動依賴于背景型號和預研項目的牽引，長期處于跟隨性研究狀態，主動創新與主動研究不夠，難以快速響應軍方和總體單位對動力技術的需求。另外，基于新理念、新結構、新材料、新工藝的新技術研發滯后，能夠大幅提升效能的先進技術儲備較少，無法支撐新一代武器裝備的發展。

2.企業轉型升級、謀求自身長遠發展，提升核心競爭力的需要

多年來，紅崗公司突破了一批關鍵材料的制備技術，取得了一批具有自主知識產權的核心技術成果，增強了材料領域持續創新的能力。但也面臨諸多問題，主要表現在：基礎原材料整體技術水平不高，產業競爭力不強，利潤率低，關鍵核心技術、工藝及裝備仍然部分依賴外協，自主可控水平較低；新材料行業研發以跟蹤國外較多，原始創新較少，國家重大工程和國防建設對新材料的需求強烈，但新材料配套與工程化能力較弱，高端產品產業化程度偏低。

3.企業提高生產效率，縮短研制周期，降本增效的需要

2017 年之前，紅崗公司的C/C 材料依賴于其它單位，導致產品的研制進度得不到保障，產品生產進度難以控制，在原本較長的供貨周期上增加了許多偶然因素，進一步拉長了供貨周期，影響了紅崗公司的生產安排。隨著C/C 喉襯材料需求量的劇增，材料價格呈上升趨勢，增幅已達到50%，而且存在繼續漲價的趨勢，導致生產成本進一步提高。在整個發動機成本中，C/C 喉襯材料價格所占的比例由幾年前不足5%增加到12%以上，造成發動機的利潤減少。紅崗公司只有建立自己的研發與創新管理體系，自主生產C/C 復合材料，發展自己的核心技術體系，方可提高生產效率，實現降本增效。

為順應新材料蓬勃發展的新態勢，掌握發展高性能發動機的主動權，紅崗公司以“一個目標三步走”戰略為指引，以“三創新”為抓手，踐行“四個化”發展理念，充分發揮軍工新材料產業發展的技術優勢，以碳基復合材料產品需求為牽引，構筑起基于管理技術一體化的科技創新“特區”——碳基復合材料的自主研發與創新管理體系。

二、管理創新的途徑

1.強化頂層設計，部署發展戰略體系

（1）多渠道調研，分析目前市場

C/C 復合材料可在軍用、民用領域應用，軍用領域主要是航天領域的發動機噴管、頭錐和航空領域的剎車盤，民用領域主要是光伏領域。C/C 復合材料是迄今為止固體火箭發動機噴管最為理想的燒蝕結構材料之一，是固體火箭發動機發展的重要支撐。根據國內外對C/C 復合材料的需求情況以及航空航天技術的快速發展預測，未來C/C 復合材料需求量較大，發展前景廣闊。紅崗公司調查分析C/C 復合材料的市場需求發現，現階段國內需求主要來自軍品任務的配套生產，任務量飽滿，加之C/C復合材料性能仍需不斷優化，且應用范圍具有局限性，C/C 復合材料也面臨著進一步拓展應用的迫切需求。國內原材料供應商有限，且所提供原材料的品質不一，在激烈的市場化競爭下無法提供多元化、高質量的產品，應用領域的多元化及對原材料各項性能指標的不斷提升給C/C 復合材料的發展帶來前所未有的發展機遇和挑戰。

（2）縱觀國內外，客觀分析技術地位，找準技術優勢與劣勢

紅崗公司開展核心技術、核心產品與國內外先進水平對標的專項工作，建立技術樹，圍繞行業和企業創新短板，聚焦具有決定性、通用性、前瞻性的重大關鍵技術，對核心技術、支撐技術、一般技術進行全面辨別，并在此基礎上普查“家業”，找到關鍵技術“卡脖子”問題及技術優勢。

根據對標結果，技術劣勢主要是：針對噴管的核心技術——碳基復合材料技術，紅崗公司處于外協狀態，進度、質量不受控，對材料的新要求無法及時進行攻關，長期處于被動局面，亟需開展碳基復合材料技術攻關。技術優勢主要是：紅崗公司是我國最早建立的固體火箭發動機專業配套機械加工廠，主要從事固體火箭發動機殼體、噴管、安全點火裝置等零部組件的研制和生產，在固體火箭發動機的制造方面有著豐富的經驗和專業特長，制造工藝成熟、穩定。經過與國內碳基復合材料研制單位幾十年的合作，紅崗公司對材料的應用技術有著豐富的積累，在產銷用一體化方面具備得天獨厚的優勢，能夠從材料結構設計、材料發展趨勢出發進行材料的自主創新研發。

（3）加大保障力度，確保項目順利推進

紅崗公司構筑了基于管理技術一體化、管理流程扁平化的科技創新“特區”，讓自主創新研發工作有別于傳統生產流程，通過一系列舉措實施“特區”管理，不斷完善創新體制與機制。

一是政策支持。在發展定位上，突出“高站位”，把科技創新“特區”建設放在企業發展的宏觀格局中，謀劃發展、制定策略。在發展目標上，堅持以“四個化”為導向、“三創新”為引領、發展新材料產業為目標，統籌兼顧，分步實施，構建智慧研發與管理創新相互支撐的體系。

二是資金支持。在政策扶持上，體現“大手筆”，加大研發投入并提高資金使用效率，建立研發專項資金制度，每年撥付一定的經費用于研究與創新，保障研發投入持續穩定增長，為技術創新提供保障。

三是人才保障及激勵制度。調兵遣將，成立專項攻關團隊，制定薪酬分配制度和人才培養機制，實施激勵政策，激發員工的創新積極性。

四是設施保障。采取生產讓路創新的方式，保證項目的快速推進。

（4）采用二元化組織模式，技術管理一體化，確保項目快速推進

長期以來，企業形成了阻礙突破性創新的結構惰性和文化惰性。為確保有效推進創新，紅崗公司采取二元化組織模式，一方面繼續在企業主流組織中運用漸進性創新來穩定發展，另一方面及時轉換思路，成立相對獨立的突破性項目研發團隊。針對碳基復合材料的自主研發，由副總經理負責組建C/C 喉襯技術團隊并負責頂層決策、戰略部署和資源保障，領導碳基復合材料關鍵技術攻關的組織實施；技術團隊負責技術攻關的具體實施，工作方案和計劃的制定、推進和具體實施。

2.實施自主知識產權保護戰略，建立企業級標準體系

（1）及時申報專利

在C/C 復合材料自主研發初期探索以及整個研發過程中，十分注重專利的構思和申報。在研制策劃階段，查閱并分析國內外相關專利技術，掌握現有技術水平現狀。在關鍵技術攻關過程中，掌控最佳的專利申請時機、申請地點與方式，同步完成關鍵技術專利的申報，實時跟蹤申報專利的狀態，強化知識產權保護，確保C/C 復合材料自主研發技術得到有效保護。截至目前，形成國防發明專利7 項、國家發明專利3 項。

（2）編制技術標準，健全企業標準體系

因企業之前未涉及到C/C 復合材料的生產，因此在企業的標準體系中沒有相關產品的標準，均沿用供貨單位的標準。在紅崗公司自主研制C/C 復合材料實現關鍵技術突破并應用于產品時，供貨單位的標準體系并不適用。因此，紅崗公司著手組織編制了多項C/C 復合材料制品規范并按照程序發布，制定標準的修訂計劃，根據技術及行業發展隨時更新標準，做到標準可用、適用，形成自己的技術標準，建立健全企業級標準體系。

3.加強專業技術人才隊伍建設，打造一流創新人才隊伍

（1）構建科學合理的專業隊伍

碳基復合材料研制技術屬于高科技工程技術，對從業人員的知識經驗技能有極高的要求。為了更好地推進產品的自主研發及應用，紅崗公司構建科學合理的專業化隊伍，以人才（智力）資源結構優化調整為戰略主線，全面推進人才隊伍建設，系統提升價值創造能力。打破部門壁壘，調兵遣將，成立專項攻關團隊。打破崗位界限，技術人才在一線崗位兼崗，提高人力資源效能，逐步提高全員勞動生產率。整合優化分散工序、周轉頻繁工序，一線技能人員兼車工、鉗工崗，推進整個產品研制工序布局調整，縮短研制流程，實現快速研發。

（2）構建知識管理體系，形成學習型組織

提倡和鼓勵“能者為師”，形成學習型組織機制。制定部門能力評估機制，每個具有特殊才能的人都可以在企業內部成為人師，發揮所長，并獲得嘉獎，深入推進經驗訣竅顯性化、標準化，推進絕技絕活共享傳遞。同時，制定培訓制度和學習成長激勵機制，促進和激發員工學習的熱情和氣氛。經常性組織分層次的培訓學習，豐富培訓課程和手段，達到工作即學習、學習即工作的效果。

（3）暢通專業人才成長通道，營造積極工作氛圍

按照科學人才觀的要求，以專業技術、技能操作2 支隊伍為主線，以履行崗位職責為基礎，以提高職業能力為導向，以績效考核為依據，構建科學合理、統一規范的人才成長通道。創新培養模式，結合專項競賽、技能訓練、委外培訓等方式，拓寬培養通道，使各類人才“成長有通道，發展有空間”，調動人才的積極性、主動性和創造性。

4.建立產學研深度融合的技術創新體系，推動高質量發展

（1）為關鍵技術攻關提供資金保障

為了給自主創新科研經費的籌集提供更為廣闊的資金渠道，紅崗公司拓寬資金來源渠道，除了增加自身投資外，還建立多元化、多形式、多層次的技術創新投入機制，廣泛吸收來自多種渠道的科技研發扶持資金，針對碳基復合材料關鍵技術攻關，大力爭取多渠道經費支持，為碳基復合材料自主創新工程保駕護航。

（2）產學研深度融合，協同創新

為加快創新體系建設，促進企業為主體、需求為導向、項目為紐帶、合作為基礎、產學研用結合的技術創新戰略聯盟的形成，引進來融合，走出去吸收，聯合高校和科研院所建立創新戰略聯盟和專家智庫，發揮人才聚集和放大效應，通過高端人才聚集推動技術升級進步，結合項目開發聯合培養鍛煉人才，成為技術進步與人才聚集培養雙贏的平臺。與上海大學簽署戰略合作協議，成立院士專家工作站；與西北工業大學、哈爾濱工業大學、華中科技大學等高校開展合作交流，通過企業與高校深度融合，充分發揮協同創新效應，匯聚創新資源，形成多領域、多層次、多種形式的產學研用合作，提升企業創新能力和核心競爭力。

5.培育寬容失敗、崇尚創新的企業文化

在企業范圍內推進“寬容失敗、崇尚創新”的企業文化建設，用國家利益高于一切的核心價值觀引導員工不斷優化創新環境，讓人才敢于創新、放心創新，解除后顧之憂。

6.穩步推進研發工作，加速成果市場化

碳基復合材料研發立足于航天產業對高溫耐燒蝕、高溫耐磨、高溫高強長時結構材料日益增加的需求，首要任務是滿足中國航天科工集團有限公司六院的內部材料需求，并依托型號進行推廣。同時，紅崗公司成立了專門的營銷小組，了解市場需求，制定營銷戰略規劃，加強市場公關，積極參加展會以及通過航天云網平臺進行推介，挖掘潛在客戶，拓展市場，推廣貨架產品，研制定制化產品。目前已向3 家兄弟單位提供產品，應用驗證成功，長期穩定供貨。

紅崗公司結合企業自身的特點，構筑了基于管理技術一體化的科技創新“特區”——碳基復合材料的自主研發與創新管理體系，積極推進實踐和創新，有效提升了管理水平。一是快速實現了C/C 復合材料的自主研發生產并在型號產品上應用，保障了生產進度，同時節約成本40%以上，實現產品對外推廣應用。二是在自主研發C/C 復合材料的過程中，掌握了新技術、新工藝，提高了材料的性能及性能穩定性，交檢合格率穩定在99.5%以上，顯著增強了型號產品的安全可靠性，提高了武器裝備系統的性能，提升了企業的核心競爭力。三是形成多項自主知識產權，建立了企業自己的標準化技術體系。四是建立起一套可復制、可傳承的創新管理模式，在其他創新項目中得到推廣和應用，促進自主研發能力提升。五是建立了一支層次高、專業結構合理、富有創造力的研發隊伍，培養和造就了一批高層次人才。▲