【主工程师洛杉德尔】SpaceX低成本高效率之源

中国航空新闻：SpaceX仅10多年就在商业、航天领域站稳脚跟，成为波音、罗马的有力竞争对手。

这背后，除了美国政府对商业航天从政策到项目上的一系列支持，以及面向工业界的科技创新环境与机制发挥重要作用之外，也离不开美国强大的航空航天工业基础、来自于硅谷的创新型企业管理文化、以成本和效率为核心的经营理念，对我们具有一定启示。依托强大的工业基础与人才储备。

美国自冷战开始对航空航天工业投以巨资，长期的积累造就了美国航空航天超级大国的地位，这不仅体现在其拥有世界上最尖端的技术和最完备的产业链，更为重要的是培养了一大批经验丰富的航空航天工程人员。

在如此强大的工业基础和人才储备支持下，SpaceX无论在硬件或软件方面都远远优于其他国家的竞争对手。利用NASA的技术优势让SpaceX公司获益匪浅，不仅节省了大量的时间，而且也较为经济地研制出了多个组件。例如，“猎鹰”系列火箭目前的主力发动机“灰背隼”，其至关重要的喷注器来自于阿波罗计划登月舱下降段发动机；“龙”飞船的设计也充分利用了NASA的技术经验，其外形源于“阿波罗”飞船，热防护系统也借鉴了“阿波罗”飞船。SpaceX在2195铝锂合金以及搅拌摩擦焊的使用方面，并不需要像其他国家航天机构那样独立研发工艺，因为2195铝锂合金早已在大型民机机身壁板和航天飞机外置燃料箱上使用；对搅拌摩擦焊技术的掌握更是轻车熟路，只需要直接购买相关设备即可，这在很大程度上降低了火箭的开发费用。

美国航空航天工业的繁荣与发展造就和积累了大量具有丰富经验的专业技术人才。因此，SpaceX公司能够在充分利用美国航空航天工业发展基础的同时，通过招募许多曾在NASA、波音、诺格等机构和公司工作过的优秀人才来壮大充实人才队伍。这些人才的引进为SpaceX公司带来了成熟的技术和先进的管理经验，更节约了人力培训的费用和时间成本。例如，SpaceX公司推进部门副总裁是原TRW公司的核心设计师之一，曾领导研发美国首个使用碳氢助推器的“灰背隼”（与SpaceX目前的主力发动机同名，均为Merlin，也是英国传说中亚瑟王的魔法师“梅林”）火箭发动机；负责火箭和飞船测试与发射的副总裁就曾经在波音公司担任“德尔它4”火箭的测试项目主管。扁平化的组织结构与供应链设计

SpaceX公司秉承硅谷企业简约、高效的运行模式，通过对内缩减管理层级、对外尽量减少产品外包的方式，在降低费用成本的同时，简化了决策制定和传递的流程，以此加快研制生产进度，提高效率。

SpaceX公司充分体现了扁平化的管理模式和垂直一体化的项目管理，在管理层级上只有3层。公司内部按照项目组成若干个团队，由对应的副总裁直接领导，CEO马斯克也会直接参与技术团队的讨论。团队设一名领导工程师，管理具体事务，副总裁和领导工程师拥有非常大的管理幅度，可以控制整个团队的情况。项目团队根据工作需要组建，没有明确的界限划分，人员自由度和流动性较好，项目完成后可以投入到其他团队。这种无边界的组织结构打破了传统企业部门间的限制和相互制约，提高了团队合作效率，进一步降低了冗员成本。

SpaceX公司打破了以往航天发动机、电子设备、导航系统、地面支持设备等分系统由不同研制单位分别承担的传统生产模式，转而独自承担绝大多数火箭和飞船的设计、研发和生产的关键核心工作。这种看似有悖于现代专业化分工的生产模式却是SpaceX公司降低成本的关键。比如，一个采用外包需要花费2.5万美元的阀门，自己生产只需要1.1万美元。通过这种涵盖主要分系统的一体化生产模式，SpaceX公司能更好地优化统筹火箭与飞船的生产流程，建立了设计和生产团队之间更加紧密和快捷的信息反馈机制，为SpaceX公司精确管控产品质量提供了可能性。低成本、高可靠的核心经营理念

作为新兴的商业航天企业，为了与垄断美国政府发射市场的联合发射联盟公司竞争，SpaceX公司制胜的关键就是“低成本、高可靠”的经营理念，采用简单的设计、成熟的技术、通用化和标准化的产品，快速响应市场需求。

CEO马斯克坚信，要想真正廉价地进行太空飞行，飞行组件必需可靠，并且可重复使用，而越简单的系统就越可靠、越可重复使用。SpaceX公司走实用化路线，创造性地采用低成本、高可靠的成熟技术，最为核心的动力系统就采用了最简单实用的“灰背隼”泵压式发动机以及成本最低的液氧煤油推进剂；“猎鹰”-1火箭没用采用价格高达100万美元的航天电脑，而是采用了与普通ATM机一样的价值5000美元的电脑。具体到工程设计上，公司特别注重产品的通用化和标准化，“猎鹰-9”和“重型猎鹰”系列火箭都使用“灰背隼-1”发动机，一、二子级采用相同的结构设计，只有一个焊接工作站，导航控制等方面都尽力通用，火箭部件可以快速更换，降低了设计和生产成本。

基于“低成本、高可靠”，SpaceX公司能够快速响应用户需求，实施快速研制和批量生产。在SpaceX公司位于加利福尼亚州霍桑的厂房，整个研发与生产车间连为一体，从决策到实施的各个环节联系更为紧密。研发人员在考虑材料和工艺可实现性的同时，可随时到生产车间与生产人员直接沟通，以便及时发现这项技术是否具备投入生产的条件；电子控制系统组装完成后马上可以运到附近的发动机装配线上进行测试。在研制过程中，SpaceX公司采用了最先进的虚拟工程和增材制造技术手段，复合材料团队利用西门子Fibersim软件将整流罩船尾壁板等大型复合材料部件的设计——制造周期缩短了70%以上；“龙”V2飞船“超级天龙座”发动机燃烧室则采用了直接金属激光烧结工艺对Inconel合金直接成形，节省了大量模具研发成本和整体制造时间。SpaceX公司的火箭采用水平组装模式，结合通用化设计能够向波音飞机的机身一样实现批量生产，从而降低成本；火箭运至发射台上才垂直起竖，起竖装置简易、快捷，发射场测试和发射周期目前仅需 16天，任务实施非常灵活。