如何制造未來戰(zhàn)斗機(jī)?美空軍采辦主管威廉·羅珀訪談錄
導(dǎo)讀:2019年11月號(hào)的美空軍協(xié)會(huì)《空軍雜志》刊登了對(duì)美空軍采辦、技術(shù)與后勤主管威廉·羅珀的訪談,比較詳細(xì)地展現(xiàn)了羅珀對(duì)美空軍“下一代空中主宰”項(xiàng)目采辦方式變革的構(gòu)想。我中心黃濤先生精心編譯此文,并在文末“閱讀原文”中提供原始采訪鏈接,供各位讀者參考。
我們想再次強(qiáng)調(diào)的是,當(dāng)前這個(gè)話題已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了裝備對(duì)標(biāo)、裝備發(fā)展范疇。不少讀者可能已經(jīng)注意到:即使僅僅在裝備形態(tài)上,本號(hào)也已經(jīng)將“下一代空中主宰”等明確分類為“復(fù)雜系統(tǒng)”,而不是單一裝備。事實(shí)上,我們最早在2008年就曾預(yù)判:美國(guó)下一代空中能力可能依托“未來航空作戰(zhàn)系統(tǒng)”而非單一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)……對(duì)于“下一代空中主宰”等項(xiàng)目的采辦路徑,本號(hào)直接定義為“戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)”,因?yàn)樗从沉?014年以來美軍最重要的變革。我們更想再次呼吁:在主動(dòng)或者被迫進(jìn)行自主創(chuàng)新發(fā)展過程中,在沒有前人趟雷的清晰結(jié)果可供借鑒的情況下,特別需要對(duì)產(chǎn)品(裝備)、生產(chǎn)工具(研發(fā)制造試驗(yàn)運(yùn)用產(chǎn)品使用的各種軟硬件方法、工具等)和生產(chǎn)關(guān)系(研發(fā)制造試驗(yàn)運(yùn)用產(chǎn)品的各種體制機(jī)制)“三位一體”(文中,羅珀先生所說的“下一代空中主宰”項(xiàng)目的敏捷的軟件開發(fā)、模塊化的開放式系統(tǒng)架構(gòu)、數(shù)字工程“三位一體”,本質(zhì)上首先是生產(chǎn)工具,背后隱含中生產(chǎn)關(guān)系變革,而同時(shí)又涉及信息時(shí)代的軟硬件產(chǎn)品)的發(fā)展和革新予以同步關(guān)注。但我們長(zhǎng)期跟隨研仿模式,導(dǎo)致我們到現(xiàn)在還傾向于極度關(guān)注、甚至只是關(guān)注外軍在發(fā)展什么裝備、選擇什么重點(diǎn)技術(shù),對(duì)生產(chǎn)工具、生產(chǎn)關(guān)系的關(guān)注遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠、遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠!現(xiàn)在,是亟需適應(yīng)形勢(shì)、提升認(rèn)知,轉(zhuǎn)變思想的時(shí)候了。這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,但是,如果我們要把國(guó)家安全與持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)推進(jìn)和實(shí)現(xiàn),那么我們就需按產(chǎn)品、生產(chǎn)工具、生產(chǎn)關(guān)系“三位一體”的思維,研究分析和開展業(yè)務(wù),這或許將是唯一可行的、艱難困苦的但可帶來巨大回報(bào)的道路。
空軍負(fù)責(zé)采辦、技術(shù)和后勤的助理部長(zhǎng)威爾·羅珀(Will Roper)是空軍中的領(lǐng)軍人物,負(fù)責(zé)加速采辦并尋找利用技術(shù)來節(jié)省資金和打造更具殺傷力的空軍的方法。他之前曾擔(dān)任五角大樓戰(zhàn)略能力辦公室的負(fù)責(zé)人,而在此之前,他曾擔(dān)任導(dǎo)彈防御局的首席架構(gòu)師。他獨(dú)家與編輯總監(jiān)約翰·A·蒂爾帕克(John A. Tirpak)談及“下一代空中主宰”(NGAD)系統(tǒng),以及羅珀(Roper)的“數(shù)字百系列”概念,以開發(fā)未來的戰(zhàn)斗機(jī)。這是那次采訪的節(jié)選。
羅珀在2019年度美國(guó)空軍協(xié)會(huì)空戰(zhàn)論壇上對(duì)如何加速采辦進(jìn)行闡述
問:空戰(zhàn)司令部需要在2030年之前具備新的空中優(yōu)勢(shì)能力,空軍正在與工業(yè)界討論可能的技術(shù)。但是似乎您想在全面推進(jìn)NGAD項(xiàng)目之前重塑飛機(jī)的設(shè)計(jì)和制造方式。 答:我認(rèn)為直接用于NGAD的技術(shù)根本沒有發(fā)生改變。他們是一個(gè)很好的集合。我希望可以更廣泛地討論它們,它們是可行的。
但我們?nèi)绾沃圃祜w機(jī),道路還不清晰。以研發(fā)F-35的方式推行NGAD項(xiàng)目,將使我們面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。如果那樣的話將進(jìn)一步縮小工業(yè)基礎(chǔ),并導(dǎo)致相關(guān)公司退出戰(zhàn)斗機(jī)制造業(yè)務(wù)。
“數(shù)字百系列”的想法不是關(guān)于制造不同的飛機(jī),而是關(guān)于如何不同地制造飛機(jī)。關(guān)鍵原則是新的“三位一體”技術(shù),它將顛覆建造新事物的步伐和我們?yōu)橹冻龅拇鷥r(jià)。“三位一體”是:敏捷的軟件開發(fā)——毫無疑問,模塊化的開放系統(tǒng)架構(gòu),因?yàn)槲覀兿M軌蚩焖,無縫地更換組件——最后是數(shù)字工程,這是新的要素。
空軍習(xí)慣于以數(shù)字化方式處理事情。例如,飛行模擬器可幫助飛行員快速成熟,而不僅僅通過實(shí)際飛行進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣也更便宜。
數(shù)字工程將同樣的想法帶入設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和持續(xù)保障。它帶來了很高的保真度,而不僅僅是飛機(jī)的設(shè)計(jì)。這是裝配線,人們?cè)谶@里工作;正在做什么工作;工作的機(jī)器;工具……全部數(shù)字化建模,因此您可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。如果可以找到更好的替代品,則可以獲得昂貴的工具。您可以將執(zhí)行過程的人員從需要經(jīng)過多年培訓(xùn)更改為較低技能水平。這個(gè)想法是在組裝第一架飛機(jī)之前找到一種更好的組裝方式,并提高數(shù)字空間的學(xué)習(xí)曲線。
我認(rèn)為這是完全可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),即制造第一架飛機(jī)與制造第100架飛機(jī)是一樣的。 問:是否有任何實(shí)例證明此舉可行?
答:T-7A(以前稱為T-X)教練機(jī)就是例證之一。它為您提供了一個(gè)領(lǐng)先的指標(biāo),即應(yīng)用數(shù)字工程時(shí)奇跡是可以發(fā)生,F(xiàn)在,我們想證明我們可以在更高級(jí)的飛機(jī)上做同樣的事情,并引入軟件和模塊化。一切都由軟件——我們希望如果有必要飛機(jī)上的應(yīng)用程序每天都可以進(jìn)行更改——以及模塊化支持,因?yàn)槲覀兿M軌蚪?jīng)常更改子系統(tǒng)。
考慮到結(jié)合這些東西。如果您從裝配線中撤出了強(qiáng)大的工具和高技能的勞動(dòng)力,則可能只用很少的團(tuán)隊(duì)以非常低的速度進(jìn)行生產(chǎn)。您可以建造樂高風(fēng)格的飛機(jī)。
問:因此,這降低了參與設(shè)計(jì)工作競(jìng)爭(zhēng)的公司門檻?
答:在最初的“百系列”(F-100至F-117)時(shí)期,我們有十幾家公司可以設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)。我們想恢復(fù)到這種狀態(tài),即各公司設(shè)計(jì)事物并以很小的速度構(gòu)建它們。
隨著數(shù)字工程的發(fā)展,隨著技術(shù)的成熟,您可以使設(shè)計(jì)現(xiàn)代化;在不減緩流程的情況下將新產(chǎn)品投入生產(chǎn)。并在多個(gè)供應(yīng)商之間進(jìn)行,以確保競(jìng)爭(zhēng)。
問:將有多家公司不停地設(shè)計(jì)飛機(jī),而不是贏家通吃嗎?
答:多家公司采用不同的技術(shù)同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造,不是設(shè)計(jì)X類型的飛機(jī),而是設(shè)計(jì)可以批量生產(chǎn)的飛機(jī)(如果國(guó)家需要的話),并且可以由空軍的任何飛行員在沒有經(jīng)過專門培訓(xùn)的情況下飛行。那是核心思想。
我們希望在質(zhì)量方面取得根本不同的結(jié)果,并保持較低的數(shù)量,直到我們需要大批量生產(chǎn)為止。
我們必須嘗試不同的方法,因?yàn)槲覀冎挥泻苌俚拇笮筒赊k計(jì)劃,以至于將戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的工業(yè)基礎(chǔ)縮減到了兩三個(gè)可以做到這一點(diǎn)的公司。我們必須改變范式,讓公司在設(shè)計(jì)中獲利,而不是要求公司通過贏得項(xiàng)目,在大規(guī)模生產(chǎn)以及后期的持續(xù)保障中收回投資。
如果我們不改變這一點(diǎn),那么就有戰(zhàn)斗機(jī)工業(yè)基礎(chǔ)縮減到只有一家公司的風(fēng)險(xiǎn),那并不是我們想要的。
問:過去,公司在設(shè)計(jì)中虧本,通過批量生產(chǎn)獲得利潤(rùn)。自1980年代以來就是這種模式。
答:瞧,我們不希望公司們?cè)谠O(shè)計(jì)上虧本。我們希望人們?cè)谠O(shè)計(jì)中獲得報(bào)酬。如果您想要尖端的空軍,請(qǐng)為公司提供設(shè)計(jì)尖端產(chǎn)品的利潤(rùn)。
我喜歡設(shè)計(jì)。那才是我想要的。我要說的最后一件事是一個(gè)程序,說:“快點(diǎn),快點(diǎn),讓我們投入生產(chǎn)”,而不考慮前沿技術(shù),因?yàn)槲覀円呀?jīng)陷入困境。那就是我們現(xiàn)在認(rèn)為正常的模型,如果你想處于領(lǐng)先地位,要求行業(yè)在設(shè)計(jì)上賠錢很不正常。
問:在通常的生產(chǎn)過程中,特別是在后端,會(huì)有什么變化?
答:在“數(shù)字百系列”中,我們希望在設(shè)計(jì)中獲利,保持較低的生產(chǎn)率,而不進(jìn)行“全速率”生產(chǎn),不采購(gòu)成百上千的東西,以便我們能夠不斷升級(jí)和現(xiàn)代化,并每隔幾年就重新競(jìng)爭(zhēng)制造下一架飛機(jī)。如果我們做得很好,并且數(shù)字工具已成為行業(yè)通用的慣例,那么您不必成為大批量的生產(chǎn)者就可以參與競(jìng)爭(zhēng)。你可以以優(yōu)秀設(shè)計(jì)公司的身份參與競(jìng)爭(zhēng)。如果這聽起來像科幻小說,那它已經(jīng)在汽車行業(yè)發(fā)生。如果這樣做,我們可以每隔幾年就制造先進(jìn)飛機(jī),并且……我們也可以這種方式制造衛(wèi)星。
問:你會(huì)制造多少飛機(jī)?
答:也許是一到兩個(gè)聯(lián)隊(duì)數(shù)量的飛機(jī),不是設(shè)計(jì)為可以使用30年,而是使用壽命較短,所以我們會(huì)將它們?cè)谙乱患茱w機(jī)上線時(shí)退役。我們可以再次發(fā)展工業(yè)基礎(chǔ)。而且,如果我們每四到五年做一次,那么我們就可以對(duì)對(duì)手施加成本,因?yàn)樗麄冇肋h(yuǎn)不會(huì)知道我們正在下一種飛機(jī)上部署什么。
對(duì)于平臺(tái)開發(fā)人員而言,最棒的是,他們可以使他們的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)在一起,并從中受益。沒有勝利將是一個(gè)大勝利,沒有損失將是一個(gè)巨大的損失,因此您不必在法庭上與我們抗?fàn)。失敗者不?huì)出局并永遠(yuǎn)消失。必須始終有一種進(jìn)入并保持設(shè)計(jì)的方法。您只需要重新設(shè)計(jì)下一個(gè)即可。問:從理論上講,我們?cè)谡務(wù)摱嗌伲?0架?100架?
答:這就是為什么我要讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)專注于此,并由項(xiàng)目執(zhí)行官領(lǐng)導(dǎo)的原因。這將是一個(gè)具有自主權(quán)的特殊組織,類似于空軍的“大狩獵”(Big Safari)協(xié)會(huì),其任務(wù)截然不同,但100%專注于制造數(shù)字飛機(jī)。
我一直在與行業(yè)、平臺(tái)制造商、供應(yīng)商進(jìn)行討論,并且普遍充滿熱情。您可以想象,頻繁研制新事物的想法具有很大的吸引力。因?yàn)橹卮笥?jì)劃之間的間隔已延長(zhǎng)到20年左右。但是也有一種普遍的謹(jǐn)慎意識(shí),因?yàn)檫@是新事物。
這個(gè)想法也很吸引人,因?yàn)闉樗麄兲峁┝艘欢ǖ拇_定性。
這與“X飛機(jī)”不同,因?yàn)椤癤飛機(jī)”是高科技的驗(yàn)證機(jī),從來沒有打算投入生產(chǎn)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)這些產(chǎn)品時(shí)會(huì)想到其中任何一個(gè)都可以投入生產(chǎn)。我們將計(jì)算產(chǎn)量,但是我們?cè)O(shè)想50~60架的產(chǎn)量可能是任何飛機(jī)的最低產(chǎn)量,因?yàn)槿绻覀兊漠a(chǎn)量太少,就無法為工業(yè)界提供商業(yè)訂單。
空戰(zhàn)司令部司令邁克·霍姆斯將軍看到了這一點(diǎn)的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì),但是據(jù)我所知,要使飛機(jī)數(shù)量少于裝備一個(gè)聯(lián)隊(duì)所需的72架將更加困難。每五年(也許是四年)進(jìn)行一次,采辦策略如下所示:授予50架的合同,然后評(píng)估是否要授予另外25架合同,然后再授予25架。四年后,進(jìn)入下一架飛機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)。如果50架后不滿意,也許可以早點(diǎn)改用新設(shè)計(jì)。
我很羨慕,因?yàn)槲液芟氤蔀檫@個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理。五角大樓有一幅畫,羅伯特·愛默生·貝爾繪制的《時(shí)光之翼》,展現(xiàn)了陸軍航空兵和空軍使用的每一架飛機(jī)。它表明,一開始,發(fā)展就如此迅猛,但是隨著冷戰(zhàn)的進(jìn)行,飛機(jī)變得越來越稀疏。每當(dāng)我通過這幅畫,我都會(huì)想:“我希望我能在繪畫的早期階段進(jìn)行采辦!比绱祟l繁地出現(xiàn)一架新飛機(jī)會(huì)多么令人興奮?
羅伯特·愛默生·貝爾(Robert Emerson Bell)的一幅畫作《穿越時(shí)空》(Wings Through Time)啟發(fā)了美空軍的采辦負(fù)責(zé)人威爾·羅珀(Will Roper),其目標(biāo)是讓人們重新開始迅速引進(jìn)新飛機(jī)
問:這些飛機(jī)壽命希望是多少?
答:就使用壽命而言,我們還不知道要告訴行業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)的內(nèi)容。我們將在團(tuán)隊(duì)中擁有特立獨(dú)行的維護(hù)人員和持續(xù)保障人員。我已向空軍裝備司令部負(fù)責(zé)人阿諾德·邦奇將軍尋求幫助,因?yàn)槲覀儾幌M@些飛機(jī)具有30年的使用壽命。我們希望在飛行小時(shí)數(shù)和升級(jí)速度之間取得平衡。如果這樣做的話,我們就不需要進(jìn)行基地級(jí)大修,因?yàn)槲覀儗⑹顾鼈冊(cè)缛胀艘邸?/strong>
好消息是,我們可以從工業(yè)界抽取目前從長(zhǎng)期持續(xù)保障合同中獲得的利潤(rùn)和現(xiàn)金流,并將其投入設(shè)計(jì)和微量生產(chǎn)。因此,我們不需要從國(guó)會(huì)獲得任何新資金,但是我們可以轉(zhuǎn)移資金的使用地點(diǎn)。我們不能通過很好地維護(hù)舊裝備來與中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)。
問:所以您也可以將這種想法應(yīng)用于無人飛機(jī)嗎?
答:您可以將此應(yīng)用于任何內(nèi)容。盡管這不是長(zhǎng)矛上的矛尖,但這是一個(gè)更快的長(zhǎng)矛制造過程,這是我們的對(duì)手應(yīng)該擔(dān)心的。
我想在飛機(jī)、衛(wèi)星和武器上實(shí)現(xiàn)與汽車業(yè)相同的革命。現(xiàn)代的汽車越來越數(shù)字化,可以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行并且從不發(fā)生故障。汽車公司可以在同一條生產(chǎn)線上無縫地生產(chǎn)多種車型,而不會(huì)在生產(chǎn)節(jié)奏上產(chǎn)生任何影響。我們也可以做到。
問:是否有足夠的時(shí)間將此內(nèi)容應(yīng)用于NGAD?可以在如此重要的項(xiàng)目中冒險(xiǎn)嗎?
答:我們已經(jīng)準(zhǔn)備好了一套技術(shù)。我們?cè)谧酉到y(tǒng)方面具有良好的供應(yīng)商基礎(chǔ),他們很高興為我們帶來技術(shù),但是它們的成熟度并不相同。開始并進(jìn)行演示的價(jià)值在于,我們可以使這一數(shù)字過程發(fā)揮作用,獲得某些我們今天的飛機(jī)上所沒有的先進(jìn)技術(shù),然后隨著子系統(tǒng)的成熟再納入其他技術(shù)。
我們?nèi)绾吻斑M(jìn)是戰(zhàn)士的決定。我將就可能的發(fā)展提供最佳建議,他們將選擇我們?cè)诤螘r(shí)、何地、做什么。但是我們得到了高層領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。我希望我們將在弄清如何制定積極的業(yè)務(wù)案例,平衡好設(shè)計(jì)時(shí)間表、技術(shù)、成熟度、可持續(xù)性等所有變量,如何使行業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利之后,立即啟動(dòng)。
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