中國航空報訊:SpaceX在短短十幾年的時間內在商業航天領域站穩腳跟,成為波音、洛馬強有力的競爭對手。這背後,除了美國政府對商業航天從政策到項目上的一系列支持,以及面向工業界的科技創新環境與機制發揮重要作用之外,也離不開美國強大的航空航天工業基礎、來自於硅谷的創新型企業管理文化、以成本和效率為核心的經營理念,對我們具有一定啓示。依託強大的工業基礎與人才儲備。
美國自冷戰開始對航空航天工業投以巨資,長期的積累造就了美國航空航天超級大國的地位,這不僅體現在其擁有世界上最尖端的技術和最完備的產業鏈,更為重要的是培養了一大批經驗豐富的航空航天工程人員。
在如此強大的工業基礎和人才儲備支持下,SpaceX無論在硬件或軟件方面都遠遠優於其他國家的競爭對手。利用NASA的技術優勢讓SpaceX公司獲益匪淺,不僅節省了大量的時間,而且也較為經濟地研製出了多個組件。例如,“獵鷹”系列火箭目前的主力發動機“灰背隼”,其至關重要的噴注器來自於阿波羅計劃登月艙下降段發動機;“龍”飛船的設計也充分利用了NASA的技術經驗,其外形源於“阿波羅”飛船,熱防護系統也借鑑了“阿波羅”飛船。SpaceX在2195鋁鋰合金以及攪拌摩擦焊的使用方面,並不需要像其他國家航天機構那樣獨立研發工藝,因為2195鋁鋰合金早已在大型民機機身壁板和航天飛機外置燃料箱上使用;對攪拌摩擦焊技術的掌握更是輕車熟路,只需要直接購買相關設備即可,這在很大程度上降低了火箭的開發費用。
美國航空航天工業的繁榮與發展造就和積累了大量具有豐富經驗的專業技術人才。因此,SpaceX公司能夠在充分利用美國航空航天工業發展基礎的同時,通過招募許多曾在NASA、波音、諾格等機構和公司工作過的優秀人才來壯大充實人才隊伍。這些人才的引進為SpaceX公司帶來了成熟的技術和先進的管理經驗,更節約了人力培訓的費用和時間成本。例如,SpaceX公司推進部門副總裁是原TRW公司的核心設計師之一,曾領導研發美國首個使用碳氫助推器的“灰背隼”(與SpaceX目前的主力發動機同名,均為Merlin,也是英國傳説中亞瑟王的魔法師“梅林”)火箭發動機;負責火箭和飛船測試與發射的副總裁就曾經在波音公司擔任“德爾它4”火箭的測試項目主管。扁平化的組織結構與供應鏈設計
SpaceX公司秉承硅谷企業簡約、高效的運行模式,通過對內縮減管理層級、對外儘量減少產品外包的方式,在降低費用成本的同時,簡化了決策制定和傳遞的流程,以此加快研製生產進度,提高效率。
SpaceX公司充分體現了扁平化的管理模式和垂直一體化的項目管理,在管理層級上只有3層。公司內部按照項目組成若干個團隊,由對應的副總裁直接領導,CEO馬斯克也會直接參與技術團隊的討論。團隊設一名領導工程師,管理具體事務,副總裁和領導工程師擁有非常大的管理幅度,可以控制整個團隊的情況。項目團隊根據工作需要組建,沒有明確的界限劃分,人員自由度和流動性較好,項目完成後可以投入到其他團隊。這種無邊界的組織結構打破了傳統企業部門間的限制和相互制約,提高了團隊合作效率,進一步降低了冗員成本。
SpaceX公司打破了以往航天發動機、電子設備、導航系統、地面支持設備等分系統由不同研製單位分別承擔的傳統生產模式,轉而獨自承擔絕大多數火箭和飛船的設計、研發和生產的關鍵核心工作。這種看似有悖於現代專業化分工的生產模式卻是SpaceX公司降低成本的關鍵。比如,一個採用外包需要花費2.5萬美元的閥門,自己生產只需要1.1萬美元。通過這種涵蓋主要分系統的一體化生產模式,SpaceX公司能更好地優化統籌火箭與飛船的生產流程,建立了設計和生產團隊之間更加緊密和快捷的信息反饋機制,為SpaceX公司精確管控產品質量提供了可能性。低成本、高可靠的核心經營理念
作為新興的商業航天企業,為了與壟斷美國政府發射市場的聯合發射聯盟公司競爭,SpaceX公司制勝的關鍵就是“低成本、高可靠”的經營理念,採用簡單的設計、成熟的技術、通用化和標準化的產品,快速響應市場需求。
CEO馬斯克堅信,要想真正廉價地進行太空飛行,飛行組件必需可靠,並且可重複使用,而越簡單的系統就越可靠、越可重複使用。SpaceX公司走實用化路線,創造性地採用低成本、高可靠的成熟技術,最為核心的動力系統就採用了最簡單實用的“灰背隼”泵壓式發動機以及成本最低的液氧煤油推進劑;“獵鷹”-1火箭沒用採用價格高達100萬美元的航天電腦,而是採用了與普通ATM機一樣的價值5000美元的電腦。具體到工程設計上,公司特別注重產品的通用化和標準化,“獵鷹-9”和“重型獵鷹”系列火箭都使用“灰背隼-1”發動機,一、二子級採用相同的結構設計,只有一個焊接工作站,導航控制等方面都盡力通用,火箭部件可以快速更換,降低了設計和生產成本。
基於“低成本、高可靠”,SpaceX公司能夠快速響應用户需求,實施快速研製和批量生產。在SpaceX公司位於加利福尼亞州霍桑的廠房,整個研發與生產車間連為一體,從決策到實施的各個環節聯繫更為緊密。研發人員在考慮材料和工藝可實現性的同時,可隨時到生產車間與生產人員直接溝通,以便及時發現這項技術是否具備投入生產的條件;電子控制系統組裝完成後馬上可以運到附近的發動機裝配線上進行測試。在研製過程中,SpaceX公司採用了最先進的虛擬工程和增材製造技術手段,複合材料團隊利用西門子Fibersim軟件將整流罩船尾壁板等大型複合材料部件的設計——製造週期縮短了70%以上;“龍”V2飛船“超級天龍座”發動機燃燒室則採用了直接金屬激光燒結工藝對Inconel合金直接成形,節省了大量模具研發成本和整體制造時間。SpaceX公司的火箭採用水平組裝模式,結合通用化設計能夠向波音飛機的機身一樣實現批量生產,從而降低成本;火箭運至發射台上才垂直起豎,起豎裝置簡易、快捷,發射場測試和發射週期目前僅需 16天,任務實施非常靈活。