第1章 我国军工企业创新方法推广应用现状
当今世界科学技术发展迅猛 ,创新能力已成为国家综合国力的重要组成部分,成为推动国家可持续发展的不竭动力 .军工企业作为国家战略性产业的主体之一 ,在国防建设和经济建设中发挥着重要作用 ,其创新能力的高低直接关系到国家核心竞争力的强弱 .创新方法作为启发创新思维、拓宽创新途径的重要方法和工具 ,可以有效避免创新过程中的盲目性和重复性 ,提高科技创新效率 ,增强自主创新能力 ,对国防科技工业的发展起着 “四两拨千斤 ”的作用 .基于此 ,军工企业对创新方法的推广应用日益重视 ,一些创新方法如精益生产、六西格玛、平衡计分卡、TRIZ (发明问题解决理论 )等已被越来越多的军工企业所运用 ,并取得了良好的效果 .但创新方法在军工企业的推广应用是一项系统工程 ,也是一项开拓性与长期性的工作 ,展望未来 ,任重道远 .
11 现代国防科技工业创新的新特点
在新的历史时期 ,我国国防科技工业自主创新面临新的形势和任务 .从国际环境看 ,世界新军事变革不断推进高新武器升级换代 ,军事竞争重心逐步向科技领域转移 ,并引发了国防科技工业的战略转型 .与此同时 ,经济全球化进程持续加快 ,各国均在大力推进产业结构优化升级 ,科技发展日新月异 ,围绕前沿技术、战略高技术的竞争日益加剧 .面对国际形势新变化 ,唯有自主创新 ,才能解决核心技术问题 ;唯有自己掌握核心技术 ,才能将国家安全和国民经济发展的命运牢牢掌握在自己手中 .为此 ,党的十八大报告明确指出 ,“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑 ,必须摆在国家发展全局的核心位置 .要坚持走中国特色自主创新道路 ,以全球视野谋划和推动创新 ,提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力 ,更加注重协同创新 ”,强调 坚“持以创新发展军事理论为先导 ,着力提高国防科技工业自主创新能力 ”.
在新的时代背景下 ,现代国防科技工业的科技创新活动呈现出许多新特点 ,并以前所未有的速度改变着现代武器装备的科研、生产和销售 ,也改变了现代战争的表现形式 .
111 注重原始创新
国防科技在国家科技发展中发挥先导性、决定性作用 .历史告诉我们 ,真正的核心技术、关键技术是买不来的 ,必须依靠自主创新 ,而自主创新能力的提高重点依靠原始创新 .原始创新主要是指前所未有的重大科学发现、技术发明、原理性主导技术等创新成果 .
原始创新是最根本的创新 ,其重要性不言而喻 ,特别是对事关国计民生的国防关键技术 ,更要立足于原始创新 ,掌握核心的自主知识产权 .随着以信息化为核心的新军事变革的加速推进 ,国防科技进步速度越来越快 .电子信息技术、激光技术、3D打印技术、精确制导技术、隐形技术、材料技术、生物工程及军事系统工程等领域的快速发展 ,引起了军事技术的重大变革 ,高、精、尖技术和多学科专业的综合已成为现代武器装备的显著特点 .国防科技未来的发展正朝着精确化、隐性化、电子化、微型化、无人自动化、信息网络化等方向集中 ,技术含量越来越高 ,原始创新越来越重要 ,难度也越来越大 .
原始创新需要自由探索 ,需要扎扎实实的科研工作基础 ,需要长期的积累和沉淀 ,并付出长期艰苦的努力 .对国防产品而言 ,预先研究是原始创新的重要基础和源泉 .预先研究通过强化理论基础 ,掌握科学原理 ,探索科学理论、科学发现和技术上的发明创造应用于武器装备的可能性与可行性 ,进而落实国家科学技术发展规划 ,为独立自主研制先进精良的武器装备提供技术支撑 ,大大降低新武器装备的研制风险 ,丰厚国防科技原始创新的积淀 ,提高原始创新的可靠性 ,加快新产品研制的进程 ,进而保持并发展未来国防科技和武器装备的技术优势 .在武器装备现代化水平日新月异的今天 ,预先研究对于原始创新的意义更加凸显 ,受到各国政府的日益重视 ,例如 ,美国成立了专门的预先研究机构 ———美国国防部预先研究计划局 (DARPA),主要负责高新技术的研究、开发和应用 ,美国一大批高精尖武器的研制都来源于此 .
我国在20世纪80年代前 ,是以型号研制带动武器装备预先研究的发展 ,一定程度上造成技术储备和人才储备的缺乏 ;进入20世纪80年代 ,为了适应国际军事竞争的激烈态势 ,提出 “预研一代、研制一代、装备一代 ”的战略发展构想;从1986年开始 ,将武器装备预研计划单列 ,实施单独管理 ,武器装备预研体制方案开始形成 ;随后 ,又在 “预研一代 ”的前面加上了 “探索一代 ”.伴随着我国对原始创新的不断重视 ,航空、航天等领域先后取得了骄人的成绩 ,原创性的成果相继增多 .尤其是载人航天工程的快速推进 ,使我国掌握了一大批具有自主知识产权的核心技术和关键技术 ,不仅带动了我国基础学科的研究 ,推动了工业技术和信息技术的发展 ,而且加速了科技成果向现实生产力的转化速度 .
112 强调集成创新
21世纪的国防科技创新模式正在发生重大转变 ,从以往注重单项创新转变为更加重视各种技术的集成创新 ,强调在集成基础上形成有竞争力的产品和技术.集成创新的定义有广义和狭义之分 .狭义的集成创新是指通过对各类现有技术进行有效集成 ,产生有市场竞争力的产品或者形成新兴产业 (信凤芹和朱孔来,2010 ).而对于广义的集成 ,我国很多学者都进行了研究 ,主要观点是创新主体采取系统工程的方法 ,将各种创新要素经过优化配置 ,以最合理、最经济的方式结合在一起 ,形成一个优势互补和匹配的有机体 ,并使该有机体的整体功能产生质的提升的一种自主创新过程 .不论是哪一种 ,集成创新都是将各种技术转变成现实生产力、战斗力以及现实的武器装备的有效途径 .
国防科技创新的重要标志之一是集成创新 .海湾战争以来的几场高技术战争表明 ,现代战争是体系与体系的对抗 ,是海、陆、空、天、电 “五维一体 ”的争夺.在这样的战争形态下 ,对国防产品的系统性要求愈加突出 ,国防科技的发展和创新越来越需要依托于整个国家的科技和工业基础 ,越来越需要集成和整合多领域的高新技术 .如何有效整合并实现技术领域的系统集成 ,便成为国防科技创新机制的重点 .特别是近年来民用科技发展迅猛 ,产生了很多核心技术 ,如何顺应新形势 ,探索将先进民用技术引入国防科技领域的渠道 ,加速国防科技工业创新,并反哺民用企业 ,实现对国家整体科技发展的整合与带动 ,已成为亟待解决的突出问题 .此外 ,国防产品大都属于复杂产品 ,具有复杂性、多学科综合性和知识密集性等特点 ,其研发过程本身就是一项非常复杂的系统工程 ,需要多人、多部门甚至多企业之间密切协同 ,因此国防科技的创新过程也是一个知识融合的集成创新过程 .
重大国防科技工程项目作为集成创新的平台之一 ,对新武器装备的研制发挥了举足轻重的作用 ,既带动单项技术的原始创新 ,也带动引进技术的消化、吸收和再创新 ,推动装备的更新换代 .集成创新通过项目实施对各个领域创新活动的辐射带动作用也十分突出 ,美国的 “曼哈顿计划 ”、 “阿波罗计划 ”,欧洲的 伽“利略计划 ”、 “空客A380项目 ”,我国的 “两弹一星 ”工程、载人航天工程、探月工程、载人深潜等项目 ,都清楚地证明了这一点 .重大国防科技工程项目是一个复杂系统 ,集成是处理复杂系统问题的有效方法 .国外已经在工程技术创新过程中广泛采用了许多先进的管理理论、管理方法和管理手段 ,并结合方法的优势与不足进行了多方法的集成 ,如精益生产和六西格玛的集成 ,TRIZ与 TOC (s,瓶颈理论 )的集成、田口方法与六西格玛的集成等 .
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基于重大科技工程项目在集成创新中所发挥的作用 ,新时期我国适时启动并集中力量抓好若干重大科技工程 ,新一代国防尖端产品如探月卫星、大型飞机、大型运载火箭、航空母舰、舰载机等陆续取得了一系列的技术创新和科研成果 ,成体系地带动了诸多科技领域的突破 ,成为我国国防科技创新的战略制高点 .
113 重视生产管理创新
军事高技术的迅猛发展,对现代武器装备研制生产的周期提出了更高的要求,要求比过去更好、更快地设计出更新的产品,一般常规武器的更新换代周期由20世纪初的20~30年缩短到现在的10年以内.生产管理创新作为一种管理创新,密切关注生产过程,及时改进过程中出现的问题,并采取积极的预防措施,能显著提高研制生产效率.
国外国防工业已逐步提出了一系列武器装备快速研制和生产的思想、方法和技术,美国已经把快速研制系统 (quickresponsereseArchingAndmAnufActuringsystem,QRRMS)技术作为21世纪制造技术的发展重点.以敏捷制造、柔性集成制造、虚拟制造和快速原型制造等技术为代表的快速研制系统已成为武器装备生产制造研究的重点,它将新型武器装备的设计与试制有机结合,以快速、经济地响应武器装备的更新换代 (张建立等,2008).在民用制造业大力开发和应用快速反应制造与敏捷制造技术的同时,西方发达国家的国防工业为了满足武器装备快速更新换代周期不断缩短的要求,也相继开发快速研制和生产技术 (邓贵仕和邢志华,2003).例如,美国空军在研制新型战斗机FＧ22的过程中就提出了一体化产品快速开发的概念,并在该机型的设计过程中得到了应用;1986年,美国国防部制订了计算机辅助后勤支援 (CALS)计划,目的是将技术文件密集的国防订货方式转变为高度自动化、信息化和集成化的快捷工作方式 (雷延军,2008);同年,防务分析研究所 (cnur
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rig,CE)
IDA)开展了并行工程 (ocetein的可行性研究,目的是缩短武器系统研制周期,并提出了并行工程的概念和方法.
纵观历史,武器装备在生产系统布置方面的创新是沿着提高科学化、柔性化、信息化程度的轨迹发展的,更加强调生产系统均衡性、连续性和适应性的改善.在新形势下,我国为加快武器装备的更新换代,逐步实现随时、随地、按需生产.毋庸置疑,我国装备制造业发展的机遇与挑战并存,为提高武器装备的快速研制和生产水平,抢占国际竞争制高点,亟待学习应用先进的生产管理技术,加强生产管理创新.
114 突出质量管理创新
航空母舰、人造卫星、宇宙飞船、运载火箭等都属于高、精、尖军工产品,对质量与可靠性的要求历来是极其严格和苛刻的.这主要源于军工产品使用环境的特殊性,恶劣的环境要求装备必须具备高质量水平和可靠性,才能保持良好的使用状态.航天领域中导弹武器研制、火箭卫星发射、载人航天飞行、深空探测、航天技术应用和产业发展等方面取得的辉煌成就,很大程度上得益于航天质量管理能力的跨越式发展.
根据我国2010年颁布的 .武器装备质量管理条例 .中的阐述 ,武器装备质量管理是指依照相关法律法规 ,对武器装备质量特性的形成、保持和恢复等过程实施控制和监督 ,以保证武器装备的性能满足规定或者预期要求 .武器装备的质量直接决定产品的使用性能 ,因此各国的军工企业对质量管理都非常重视 ,而它们所采用的质量管理方法又与本国文化和体制密切相关 ,形成了各具特色的质量管理模式 ,其中最典型的是美国的质量管理模式和日本的质量管理模式 .
美国是现代质量管理的发源地 ,被全世界广泛采用的统计质量管理法和全面质量管理法均诞生于美国 .经过上百年的发展 ,美国军工企业在质量管理制度、流程和方法上形成了自己的管理模式 .美国的质量管理主要经历了三个阶段 :初期主要依靠生产者的技术水平来控制质量 ,因此具有很大的波动性 ;后来发展到依靠事后检验来对质量进行控制 ,但由于军工产品的特殊性 ,任何一次质量事故都可能造成灾难性的后果 ,因此 “亡羊补牢 ”式的事后检验很快被军工企业所抛弃;现在美国军工企业质量管理的思想是以预防为主 ,即把质量问题消灭在产品形成之前 (李圣怡 ,2010 ).美国军工企业认为产品质量包括性能、寿命、可靠性、安全性和经济性这五大特性 ,产品质量是这些特性的综合 .目前美国国防工业采用的主要质量管理方法包括全面质量管理、协同质量管理、六西格玛、质量问题追溯等方法 (表11 ).
表11 美国国防工业的主要质量管理方法
方法 推广应用者 推广时间 应用领域
全面质量管理 美国国防部 20世纪80年代 持续改进武器装备系统的设计、采购、维修、供应和保障
协同质量管理 洛克希德 马丁公司 20世纪90年代 公司下属多个工厂的协同质量控制
六西格玛 通用电器公司 20世纪90年代 改善企业流程管理质量 ,追求 “零缺陷 ”
质量问题追溯 美国国防部 1991年 武器装备的采办管理和武器装备的研制供应链中
日本在质量管理上同样与本国的国情紧密结合 .日本国土狭小 ,各类资源比较匮乏 ,唯有在产品质量上狠下功夫 ,才能赢得市场 .事实上 ,在20世纪初期 ,日本产品的质量并不好 ,但经过几十年的努力 ,到了20世纪80年代 ,日本产品的质量迅速在世界处于领先地位 .日本企业在质量管理方法的应用上比较成熟 ,比较著名的质量管理方法有 PDCA循环、精益生产、田口方法等 ,其中很多创新方法实际上由美国人最先提出 ,但经日本引进后 ,迅速加以推广应用 ,在日本取得了很大的成功 (表12 ).
表12 日本企业采用的主要质量管理方法
方法 推广者 推广时间 应用领域
戴明 PDCA循环 爱德华兹 戴明 20世纪50年代 用于持续改善产品质量
精益生产 丰田汽车公司 20世纪70年代 汽车、电子、计算机、飞机制造等行业
田口方法田口玄一20世纪70年代产品设计领域 (强调通过设计来提高产品质量 )
与美国质量管理注重标准和规范不同 ,日本企业的质量管理更加注重在企业内部管理中深挖问题 ,对质量要求精益求精 ,日本企业重视基层员工对质量管理思想的理解和运用 ,同时注重产品质量的早期管理 ,要求通过设计来提高产品质量 (如田口方法 ).由于日本没有完全意义上的军工企业 ,所有生产军品的企业基本同时也生产民品 ,因此这些质量管理思想在日本军工企业中同样得到了广泛的推广和应用 .
在我国 ,“军工产品 ,质量第一 ”的思想已经深入人心 ,尽管国防科技工业的质量管理能力与美日仍有差距 ,但是通过借鉴国外先进管理经验 ,结合自己的实际情况 ,军工产品的成熟度已有明显提高 ,可靠性设计和验证水平更好地适应了新任务的要求 .在新时期 ,富国强军的神圣使命 ,太空经济时代的机遇和挑战,从航天大国向航天强国迈进和建设创新型国家的历史责任等 ,都对质量管理水平提出了新的更高的要求 ,赋予了质量管理新的责任 ,质量管理创新已被提到前所未有的高度 .
115 强化思维创新
思维创新是运用纵向思维、横向思维、逆向思维、多向思维等思维方式解决问题的创新过程 ,是科学技术取得突破性、革命性进展的先决条件 .思维创新的驱动极大程度地提高了人类的物质文明和精神文明水平 .党的十七大提出了建设创新型国家和提高企业自主创新能力的伟大战略任务 ,提倡创新思维、掌握创新方法是提高创新能力的关键要素 .
在武器装备研制的历史上 ,每一个与众不同的思维方式与现实相结合 ,都曾经带来了武器装备的革命 .法国人法布尔将船身式的浮筒安装在飞机机体下面 ,由此产生了水上飞机 ,从此辽阔的水域不再成为飞行的障碍 ;诺斯罗普公司的怪杰奥希拉发现 “锅盖式钢盔 ”形状可将射来的电磁波变成表面波 ,使其沿表面向四周流散 ,从而达到隐身的目的 ,由此激发了BＧ2隐形轰炸机的设计灵感 ;美国人斯派雷发明了一种电动陀螺仪 ,利用陀螺的定轴性使飞机具备了定向的能力 ,从此奠定了航空仪表的基础 .
当前国际市场上美国军工企业竞争优势非常明显 ,全球上百个国家的武器装备采购都来自美国 ,美国作为世界上最大的军火出口商 ,引领着世界武器装备发
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