北京理工大学“太空安全保障研究”重大项目联合调研组
为深入了解我国航天产业链的发展现状,为我国航天强国质量保障献计献策,2024年10月12日至24日,北京理工大学“太空安全”重大项目联合调研组前往贵州和重庆两省市实地调研,依次调研走访了贵州省、黔南州及平塘县等省市县三级市场监管局、中国天眼、重庆大学教育部深空探测联合研究中心等机构,以及贵州航天林泉电机有限公司(以下简称林泉电机)、中国航空工业标准件制造有限责任公司(以下简称中航标)等航天产业链企业,并围绕航天产业链质量提升做深入观察和思考。
观察之一:政策引领产业链质量提升
近年来,贵州省对航空航天产业发展作出一系列政策部署。2023年,贵州省印发《支持安顺市建设贵州航空产业城的若干政策措施》,明确打造全国重要航空产业基地的一系列措施,通过专项资金扶持、增强信贷投入和加强人才引进等多种手段,为贵州航空航天产业发展注入了强劲信心与发展动力。同年,贵州航空航天及装备制造业投资增长38.6%,增加值增长6.8%,年度研发新品500余项,占全年产品种类的38%。截至2024年4月,贵州已培育聚集起100多家航空航天及装备制造企业。此外,贵州射电天文台中国天眼FAST团队入选第五届中国质量奖公示名单,贵州航天电器有限公司入选全国34个质量强国建设领军企业。这些成绩的取得,均表明贵州全省质量强链特别是航天产业强链工作已取得新突破、迈向新征程。
特别值得一提的是,以航天产业链为主导产业之一的贵州省质量强链工作取得新进展。贵州省市场监管局专门绘制质量强链图谱,聚焦“六大产业基地”和“3533”重点产业集群建设,绘制产业链质量、标准、计量、检验检测、知识产权全息图谱26套,各市州一链一策出台质量强链工作方案,聚焦6条重点产业链上中下游各环节,精准定位省内2万多家规上企业,梳理汇总产业链各环节质量问题需求170余个,整合市场监管各口资金,沿着图谱转,对着需求帮,聚着项目算。该局牵头制定出台《贵州省质量基础设施助力产业链供应链质量联动提升工作方案(2024—2025年)》,部署“强基韧链”“提质引链”“建圈强链”行动,各有关部门支持44个质量基础设施创新能力建设项目2530万元,10个产业链创新项目2080万元。贵阳市政府深入开展“建圈强链”行动,以优化测量体系、标准体系、检验体系为主要内容,找出32家企业共计255个产品质量问题,提出243条改进建议,这为该市发展高质量航天产业打下良好基础,为各产业链培养质量意识提供了范例。
在政策的引领下,以林泉电机为代表的航天产业链抓住机会,凭借产业集群优势,积极建设“林泉生态圈”。据了解,“林泉生态圈”依托贵阳“两机”产业孵化园打造,目前已经入驻12家企业,其中6家企业已经正式入园投产。在“林泉生态圈”的建设过程中,白云区高新产业园提供1万平方米的首年免租金场地。在供方集成效应下,林泉电机与合作企业之间的生产专业化协作和信息共享交流也更为便捷,有效促进航天产业链的强链、补链、延链工作。产业链的有效管理为航天产品的质量保障提供了重要支撑。
观察之二:产学研合作做强产业链
我国太空探索进程不断朝着更加高端、更加前沿的方向发展,这也为航天产品的质量水平提出新的要求。面对不断升级的技术挑战,要想跟上太空探索的时代脚步,航天产业链需要与高校、科研单位进行产学研合作。
2023年以来,贵州省市场监管局全面贯彻落实《质量强国建设纲要》和贵州省实施意见,按照贵州省委省政府对全省质量发展工作作出的重要指示批示精神,加快推进质量强省建设,以航天产业为引领,质量强企、强链、强县和品牌建设取得实际成效,有力促进了包括航天产业链在内的全省产业和经济发展。
笔者调研时了解到,林泉电机与北京航空航天大学、北京理工大学、西北工业大学等高校有着密切合作,以技术创新作为企业和高校之间的桥梁,在校企合作下共同进行人才培养、基础研究和成果转化等工作,为中国航天产品的质量安全保驾护航。未来,林泉电机将继续扩宽高校伙伴圈,希望面向全国高校,尝试打造合作信息库,从而为航天强国的质量保障提供人才支撑。
在调研中航标时,调研团队对其产学研模式有了深入了解。作为获得2021年第四届“中国质量奖提名奖”的企业,中航标多年来始终坚持以产学研合作推动产品质量升级,与国内多家“双一流”高校和科研院所共同开展技术研究与管理研究,致力于打造“双向借智、优势互补、成果共享”的利益共同体。
观察之三:产业链延伸至新兴领域
在调研中了解到,近年来,贵州省围绕“六大产业基地”“3533集群目标”,以质量强企强链,聚焦重点产业100家链主链员企业,开展质量管理导航,实施质量强链项目,一体推动银行金融机构、检验认证机构、联盟学会协会等开展综合服务,推动链主企业建立数字化质量管理平台,集合上下游产供销数据,运用物联网等技术,促进整个链条数字化、平台化、综合服务化发展。
作为国有企业,林泉电机肩负着追求更加高端化、精细化航天产品的责任,为我国建设航天强国贡献力量。近年来,航空航天产业的经济效益逐步扩大,在政策引领下航空航天的应用场景也更加多元。为把握行业前进趋势,抓住企业发展机会,林泉电机正在尝试进军低空经济领域和商业航天领域。林泉电机相关负责人表示,企业将在完成基本任务、深耕主责主业的基础之上,逐步将业务范围扩展到商业航天领域。并将聚焦低空经济,在低空飞行器、飞行汽车等方面进行技术与产品的研发,尽管当前企业在技术上还处于跟跑状态,但未来将持续发力,寻求突破。
基于在重庆、贵州调研取得的第一手资料,笔者结合相关文献,拟对航天产业链的质量保障问题的缘起、现状和对策三个维度展开分析讨论。
思考之一:产业发展对质量提出新的要求
随着民用领域的遥感卫星、导航卫星、气象卫星、通信卫星等非军事卫星的出现,太空技术逐渐呈现出军民两用特征。太空技术不断与社会生活结合,民用卫星逐渐成为太空国家的关键基础设施,与人们的日常生活息息相关。各国除了大力发展军用和民用航天设施以外,还积极引导商业航天的发展。在政策引导和资本逐利的双重作用下,商业航天也逐渐发展壮大。
航天产业大体上包括火箭发射、卫星制造、卫星服务等细分部门。卫星部门的收入往往占到航天产业收入的大头,2023年全球航天产业的总收入为4000亿美元,卫星产业的总收入约为2853亿美元,占全球航天产业收入的71%。在全球航天市场中,中国是最重要的几个国家之一,这得益于我国对航天技术和航天产业发展的高度重视。
结合具体实践来看,我国商业航天的投融资情况和市场规模发展向好。就投融资情况而言,截止至2023年,全球商业航天投融资总规模约为2980亿美元,我国的投融资规模占到全球总值的27%。就商业航天市场规模而言,从2018至2023年,中国商业航天市场规模年均增长率达23%。预计2024年市场规模将达到2.3万亿元人民币,到2029年有望达到6.6万亿元人民币。
从企业情况来看,我国已有一批成绩斐然的航天企业。例如,作为国有企业的中国航天科技集团公司承担了中国大部分的航天器研制和发射任务,包括长征系列运载火箭、嫦娥探月工程、北斗导航系统等。其中,长征系列运载火箭截至2023年已成功发射超过400次。同时,民营企业呈现出良好的发展势头,其中蓝箭航天空间科技股份有限公司成功发射“朱雀二号”遥二液氧甲烷运载火箭,填补了国内液氧甲烷火箭的技术空白。总体而言,我国航天市场欣欣向荣,航天企业活力十足,航天产业发展迅速,实现航天强国之梦指日可待。
航天产业的蓬勃发展,对航天产品的研发和生产提出了新的需求。在这一背景下,航天产品的质量要求和性能标准被提升到前所未有的高度。与此同时,航天产业的快速发展也导致产品需求的激增,加之产品种类的精细化使得供应链网络变得复杂,航天产品的质量管理面临着新的考验。
随着卫星导航、卫星遥感、卫星通信等应用领域和市场规模的不断扩大,航天基础产品的数量和质量要求也随之提高。卫星性能的提升要求更高精度的元器件,卫星需求的增加则要求卫星制造的速度加快。在这种背景下,航天产品不仅要在缩短研制周期的同时提高产品质量,还要满足更加复杂和多样化的应用需求。为此,航天企业面临着巨大的质量压力。
同时,下游市场对航天产品的专门化、精细化需求,也导致上游供应链网络变得复杂。航天企业需要与多个供应商合作,这使得对外部供应产品的质量控制变得更加困难。供应链中任何一个环节的失误都可能导致整个下游产品出现质量问题,从而使得质量安全风险增加。因此,航天企业必须加强供应链管理能力,确保供应链的每一个环节都能满足质量要求,以降低质量风险。
在航天产品的生产研发阶段,基础元件的质量问题将导致成品出现缺陷而无法投入使用,这将造成前期投入的时间成本、精力成本和经济成本被浪费。此外,航天技术水平往往是一国科技实力的重要标志,航天质量问题的出现,将直接导致该国在国际舞台上的声誉形象受损,并削弱其国际话语权和影响力。因此,航天产品质量关系重大,质量在当前以及未来很长的一段时间,都将是建设航天强国的重要课题。
思考之二:产业链质量控制进一步加强
标准决定质量,有什么样的标准就有什么样的质量,只有高标准才有高质量。随着我国对航天产品的质量要求日益严格,航天产业的标准也在不断提升。
1997年,国际航天太空行业制定了AS9100标准,为航天厂商提供了统一的航天质量体系。该标准在2016年进行更新,即AS9100D,进一步强化航天、国防等领域的质量管理体系要求。2021年,我国发布了GB/T 29076-2021《航天产品质量问题归零实施要求》。这一国标详细规定航天产品质量问题归零的一般要求,尤其强调技术归零和管理归零两方面的内容。其中,技术归零强调“定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三”,而管理归零则侧重于“过程清楚、责任明确、措施落实、严肃处理、完善规章”。
在传统的生产模式中,数据统计和信息传递主要依赖于纸质载体。这种方式不仅效率低下,而且信息传递过程中容易出现误差和延误。纸质记录的不规范、不完整,使得数据的准确性和完整性难以得到保证,这给后续的数据分析和问题追溯造成极大的障碍。数据收集完成后,企业的数据分析往往停留在表面,缺乏深入的挖掘和分析,无法有效识别和解决产品质量问题。
随着信息技术的发展,部分航天企业已经开始探索信息化、数字化转型的道路。这些企业在数字化转型方面取得了一定的进展,企业之间数据互联互通互享存在的壁垒,不仅限制数据的流通和共享,也阻碍企业间的协同合作和知识共享。同样,企业内部各部门之间的数据共享也不到位,部门之间的信息壁垒导致数据价值的流失,影响企业整体的决策效率和响应速度。下一步,航天产业链应当在保障数据安全,充分完成数据分类分级等基础工作的基础之上,加强数据流通,打破部门壁垒,进一步释放数据价值,赋能企业的质量保障。
思考之三:多措并举助力质量提升
质量就是生命。航天产业链追求质量,以质量建设航天强国,就是要坚持高标准、严要求,对待产业链中的每个零件、每个人、每道工序、每个环节都精益求精,以一丝不苟的精神确保生产出符合检测标准和客户要求的航天产品,完成符合质量要求的工程项目。
认知层面:塑造产业链质量文化
在生产过程中,对流程和规范的忽视往往暴露出质量意识的缺失。为了解决这一问题,相关企业必须采取积极措施,以“质量问题归零”为导向,对员工进行全面的质量意识培训。这不仅包括加强岗位人员对与自身业务相关的体系文件、标准、规范的学习理解,还应在文件修订时组织专门的学习与考核,确保每位员工都能够深刻理解并执行相关的质量要求。
此外,相关企业应坚持以赛促学、以学促用,开展航天质量知识竞赛等活动,以此激发员工的学习热情和参与度。通过竞赛,加深员工对质量知识的掌握,帮助员工在实践中应用所学知识,增强质量意识和操作能力。针对质量问题,企业还可以采取“抓典型,敲警钟”的策略。就具体的质量问题案例展开专项研讨,详细剖析质量问题的危害、根源与纠正方案,以实例让员工直观感受到重视质量的重要性。同时,企业还应当鼓励员工提出改进建议,建立一个开放的质量反馈机制,让每一位员工都成为质量的守护者。
全产业链要致力提升产品质量,从文化、制度、技术等多个层面入手,通过持续的教育、培训和实践,不断提升员工的质量意识,形成全员参与的质量文化,确保每一项工作都能达到最高的质量标准。唯有如此,企业才能适应航天市场和国家航天任务的质量要求,为建设航天强国做出更大的贡献。
技术层面:推动产业链数智化转型
在技术层面,推动航天产业链条中的企业数智化转型,已成为航天产业发展的关键。随着航天产业的高速发展,相关产业链面临的生产难度和管理要求日益提升。当前,我国航天产业正在积极开展数字化航天建设,力求打造智慧企业,建设数字化生产线,以实现生产流程的优化和效率的提升。
当然,数字化转型并不能一劳永逸地解决航天企业所面临的质量压力。航天产业链应积极引入人工智能、虚拟仿真等技术,实现数智化转型,以更前沿的数字技术保障企业质量安全。例如,基于机器学习算法和大数据分析,人工智能可以高效识别产品质量问题的高发点,并深入分析其背后的规律和成因,从而辅助相关员工针对技术方案、生产流程或者工艺设计进行专门修正。这种智能化的分析和预测能力,可以很好地提高问题解决的效率和准确性,减少人为错误,提升产品质量。
此外,数字孪生、虚拟仿真技术的应用也可以为产业链的航天产品质量检测带来降本增效的效果。通过构建产品或系统的数字孪生模型,企业可以在虚拟环境中进行测试和验证,从而在产品实际制造之前发现并解决潜在的问题。这种方法不仅可以减少物理测试的成本和时间,还可以提高测试的覆盖面和深度,从而保障航天产品以高标准、高质量服务航天工程应用。
管理层面:产品质量全周期管理
航天产业链质量管理是确保航天产品质量合格,出品稳定的重要手段。此中的相关企业应当从质量目标、资源管理、风险控制三个维度出发,构建架构科学、流程高效、部门协同、自我完善的先进质量管理体系。质量目标以客户需求为导向,在产品方案中应当设置明确、具体的量化考核指标,从而评估质量要求的实现水平。在方案实施阶段,航天产品的生产研发应当遵循全过程资源管理的原则,以质量标准为向度合理分配资源,覆盖生产合法合规合标准、工艺流程的设计与优化、文件的规范制作与专家评审等环节。在实际操作中,相关企业应当建立一套完善的质量管理体系,确保从原材料采购到最终产品交付的每一个环节都有严格的质量控制。通过定期的质量审核和评估,及时发现并解决潜在的质量问题,从而预防质量问题的发生。
思考之四:中国航天如何赶超
质量是航天产业的安全保障,也是产业发展的生命线,但要实现航天强国的梦想不仅要关注质量,还要着眼于技术和市场两方面的突破,运用系统性、全局性思维引领中国航天成为国际“领跑者”。
太空轨道资源并非无穷无尽,对于人类而言有价值的卫星频率和轨道相对有限。为改善我国在太空竞争中的劣势地位,航天产业链应当在保障质量安全的基础上,以技术的创新与突破引领产业变革,降低卫星生产、火箭发射等方面的成本,为加快卫星星座建设打下技术基础,为逐梦航天强国铺平道路。当前,我国商业航天处于迅速发展阶段,国有企业和民营企业都相继进军商业航天市场,但其中民营性质的商业航天公司盈利能力不足,难以与国际商业航天接轨。为实现航天领域的产业超车,我国应营造良好的商业航天市场氛围,激发市场活力,杜绝产业垄断等现象。同时,航天产业链也要深度挖掘新兴航天应用场景,推动市场的差异化、细分化,妥善处理国有航天企业和民营航天公司之间的关系。与此同时,积极推动航天产业链走出国门,开拓海外市场,让世界各国认识到中国航天的强大魅力,以好用、管用、耐用、实用的航天装备,以精细化、个性化的航天服务打造良好的中国航天品牌形象,把中国航天故事讲给世界。
结合贵州实际,贵州省质量强国建设协调推进领导小组办公室相关负责人认为,应继续围绕落实《质量强国建设纲要》主要目标,细致谋划“十五五”质量强省规划,抓好航天产业链经营主体扩容提质、产品质量安全、质量基础设施建设。通过出台促进创业投资促生经营主体措施,推动一批经营主体发展壮大为“四上”企业,开展全产业链条和相关区域经营主体质量监测评价。盯紧产品质量,加快完成全省包括航天工业产品在内的质量安全追溯平台建设,形成跨部门、跨区域监管合力,围绕航天产业链重点领域,汇总链条智慧监管数据,建立风险预警等“六大机制,牢牢守住质量安全底线。着力提升技术支撑能力,引入省外优质检测机构,优化省内技术机构资源配置,推动建立重点实验室或技术创新中心,提出高质量产品标准、检验检测方法技术路径,着力提升集成服务能力,优化“贵质通”平台,着重为航天产业链提供“一站式”集成服务。同时,推广全链条质量认证,盯住每一个产业链环节,推广碳足迹、碳计量、绿色认证等高端认证,赋能产业链质量提升。
经过不懈奋斗,我国航天产业已经实现了从“后面跟”到“齐步走”的转变,要想建设航天强国,就必须进一步突破到“领跑者”的角色。产品质量是实现航天梦的基础与保障,面对航天产业发展带来的质量压力,航天产业链必须树立起“质量就是生命”的意识,以质量强国为塑造航天强国提供保障支撑。
本文系国家社科基金重大项目“新时代强化太空安全保障体系建设研究”(批准号:23&ZD137)相关研究成果。(执笔人:肖君拥、李嘉、周仕林。曾蕾宇、杨紫等对本文亦有贡献)