美国洛马公司的研发源动力—创新中心

2014-03-07张京男蔡闻一王邵飞单文杰中国运载火箭技术研究院研究发展中心

国际太空 2014年5期

张京男蔡闻一王邵飞单文杰（中国运载火箭技术研究院研究发展中心）

美国洛马公司的研发源动力—创新中心

美国洛马公司的总部级创新中心是一个来自政府、工业界、学术界系统专家共同验证军事作战新计划、新概念、新模式的核心聚集地，拥有独具特色的配套资源，致力于通过多方合作实现需求同步输入，用“横向一体化”方式实现联合开发，从而加速论证与预研进程，是公司项目或型号研发的源动力。本文对该中心的职能、作用以及内部运行情况进行了深入透视，对我国军工研发理念具有积极的参考价值。

1 成立概况

2005年4月，洛马公司在美国弗吉尼亚州汉普顿港群区域的索夫克设立了创新中心，紧邻美国多个军事指挥部，由公司副总裁兼首席运营官（CTO）负责管理。时任公司总裁兼首席执行官（CEO）罗伯特·史蒂文斯表示：“有了创新中心，我们可以在关键时刻帮助客户面对复杂的、不可预测的全球环境。我们可以通过发展综合系统和网络中心战的解决方案促进美国反应机制的形成。”

洛马公司力求以卓越的远见与饱满的热情进行发明创造，促进持续改革美国航天航空工业，这是公司建立创新中心的初衷。创新中心建成后，具备了与客户协作的场所环境，使这里成为了创造性设想的集中地，进而投资开发相应的创新方案，被称为公司发展的“灯塔”，建筑内中间大厅里竖立了一座高12.2m的19世纪风格的灯塔模型。“灯塔”一词的应用与当地汉普顿港群的海事工作历史有关，意为激励该中心成员时时牢记创新使命的指向灯。

创新中心中间大厅灯塔

2 创新理念

创新中心服务于洛马公司所有的业务部门，其核心职能是预研美国未来的作战概念，提供可行的新型作战模式，研究如何在多个重要领域加强美国军事实力，协助美国国防部决定未来究竟需要什么样的打击能力，以取代美国空军古老的轰炸机群。

在与创新中心打过交道的人中，有的认为这是一种“幻想”之地，有的认为在这里就是要找到一种适用于未来战场的作战方法。该中心拥有在作战分析、建模仿真与可视化方面经过专业培训的工作人员以及军事战略专家，具备试验设计与作战概念分析的主要资源，是洛马公司在预研工作、战法研究、工程构想方面进行的重大投资。

新型作战概念

创新中心专门为新概念的试验与开发配置了相关设备设施，可以开展系统试验，评估国防与国家安全方面新的作战概念与方案。

创新中心的专家团队思考诸如“如果…该怎样…”之类的问题，通过设施设备进行深入分析，监测真实与模拟战场的复杂变量变化，开展运行结果的量化分析，并验证工程仿真性能。目前，创新中心正在进行的新概念方案主要包括以下4方面。

1）网络中心战。设计在整个洛马公司的全球信息栅格（GIG）试验台上所有的指挥、控制、通信、计算机、情报监视和侦察（C4ISR）系统，致力于创造并测试联网的分布式作战能力。

2）联合兵力投送。集合作战效力方面的军事专家，开展军力结构分析，评估未来陆、海、空、天等领域全系统方案下的兵力投送能力。

3）国防与安全。为美国国防部与国土安全部提供对国家防御能力的评估、试验、分析“一站式”能力，其中包括弹道导弹防御等。

4）后勤与物资保障。实现自主化后勤能力、战区平台信息与战区物资流动的可视化，设计由全球信息栅格支持的一体化后勤指挥控制系统的工作原型。

其他预研新概念还包括高空悬浮侦察平台、用于士兵作战的机械外骨骼装备、快速原型制造、联合试验、城市作战与政府机构情报信息共享等。

网络中心战的设计与评估

随着网络中心运行环境的到来，创新中心大部分项目都迫切需要实现全系统方案下的网络中心化，未来任何新方案的开发都要考虑如何应用成熟的网络环境—全球信息栅格，由美国国防部专职管理，并在全球发布作战信息。这也是创新中心当前首要的创新计划，即研究用于美国执行军事任务和国土安全计划的网络中心模式，提供未来网络化作战的解决方案。

创新中心拥有工业界首个全球信息栅格试验平台，能够在实施研发与部署之前模拟网络中心环境，通过在虚拟现实的运营环境中探讨方案，并在这个环境中进行协作式系统试验。通过网络中心方案平台试验、系统集成以及严格评估，并由客户进行方案测试，最终确保可在网络上运行，并衍生出解决问题的新方法。这也是该平台在军工企业研发机构的首次应用。

通过建模、仿真与分析，创新中心对要建立的网络体系进行了准确定义，设计了“横向一体化”网络中心战原型，向政策制定者、军队指挥官、作战官兵、分析人员和工程人员提供一个联合操作环境，帮助美国军队进入信息化作战时代，从而彻底转变美国军方与联邦政府的作战与运营模式。

网络中心战的设计与评估

公司内外部实验室协同工作

可协同工作的实验室网络集结中心

创新中心是洛马公司联接内外部高端实验室的超级网络集结中心，通过与作战官员、士兵、项目主管、作战分析师、试验设计师进行网络协同，发挥着对政府与非政府机构的支持作用。目前，洛马公司与美国政府各指挥部签订了正式的合作研发协议，目的在于针对共同关注的研发领域创建合作试验环境。

在洛马公司内部，创新中心联接着公司各业务部门的高端试验室，能够以“横向集成”的方式，集中所有业务部门的研发资源，利用公司最优势的工艺技术，开发出特定的方案，实现客户研发转型。

在洛马公司外部，创新中心通过加密的安全宽带网络，与政府或美国军方指挥部、实验室进行联网，使公司各领域专家能够与政府开发人员进行实时的虚拟协同工作。他们能够共商安全问题，实时地“感知并响应”备受关注的作战后勤系统，并在新系统建设过程中评估作战效果。

从开发项目的试验阶段开始，创新中心这种协同就发挥着积极促进作用，与国内外政府或军方客户建立长期的信任关系，推进项目发展到全尺寸的开发应用阶段。

实物作战验证作战概念与技术

沉浸式虚拟体验

虚拟与实物手段兼备的先进试验场地

创新中心不仅是一个高技术工作场所，也是公司、客户与合作伙伴尝试新装备能力的试验地。作为洛马公司工程与试验的“全球视觉网络”，可为公司各实验室、研究中心、工程设施提供实物的和虚拟的推演工作场所，促成公司与美国政府、国际客户、学术与工业机构签署了多项合作研发协议。

创新中心拥有一套可灵活配置设施的作战指挥与控制试验室，进行对抗或非对抗试验，以及国家安全保障与城市作战试验。公司技术专家、分析人员常常与作战军官或士兵一起工作，对新开展的项目提出输入要求，通过战争模拟游戏进行测试与分析，实现作战对策与作战成果的量化，协助新作战概念的试验分析。双方在这种模拟环境中相互了解，准确定义未来作战，探索装备的“现状如何，将会怎样，可改造成什么样”的问题。

创新中心具有宽敞的大空间与真实的人为造设环境，特有的场地可为客户提供沉浸式作战体验，进行公司与客户之间的协同试验分析，通过建模仿真，对项目动作与流程在大场景中显示。除了在创新中心显示图形数据外，还设置了全球网络接入点，客户和其他参与者可通过全球网络授权点实时查看现场士兵在模拟场景中看到的画面，飞行员在模拟舱中看到的目标图像，以及作战指挥官在指挥控制中心看到的画面。客户参与这种极具创意的仿真就如同亲自加入作战，量化感受新设计系统的运行性能指标。如联合半自动兵力系统、联合作战系统等。

这里还可容纳真实的军用车辆、飞行器、模拟器以及其他设备，在一个全面网络化的操作环境中评估机载系统。与此同时，在创新中心内部进行方案的视听分析与视频研究会议，分析用户方案需求。

创新中心这种特有的试验场将有效促进洛马公司目前在防务与安全业务领域建立全球信息网络。

创新中心建筑布局与功能图

3 场地设施与功能

洛马公司创新中心建筑占地4700m2，是从平地建起的“六角形”低层建筑，但顶棚很高，可提供5.7×104m3的可配置空间与40个工作站。

其中，“大型方案演示观众席”场景拥有92座观众席；“作战指标分析与演示”场景为项目工作团队在统计数据归类等工作过程中提供高度保密的内部空间；“合作各方专家协同分析”场景通过高速宽带网对美国政府、工业部门、学术界、国际合作伙伴开放资源，并实现远程视频电信会议；“方案开发与演示”场景为各阶段方案演示提供高清晰度视觉与交互式视频墙；“沉浸式仿真”场景具备融IT技术、声音、视觉于一体的模拟器；“审视研究决策”场景是决策支持中心，可容纳150人，供国内外客户签署相关议定书。另外，还包括供现场开展头脑风暴的场地、外部设备储放间和2.4×104m2的营地等。

4 分析与启示

洛马公司创新中心作为总部级研发机构，其服务对象与研究领域都具有一定的独特性与超前性，对我国军工企业研发工作也具有一定的启示作用。

总部级作战概念的创新培育出系统级装备的创新

洛马公司军事装备预研创新工作可大致分为以下几个阶段：军事需求、作战概念、装备（产品）设计、设计评审、系统研制、试验验证、装备部署。从美国军方提出打赢信息化战争开始，洛马公司创新中心便开始构想如何将各作战装备通过高速率、高可靠性网络开展创新型的网络中心战。当这种作战概念形成时，洛马公司业务部门便开始打造多种信息作战平台，并研制、集成能在这些平台上进行作战通信的具体型号产品。

在网络中心战概念下，洛马公司正在研制的未来即将组网的“天基红外卫星系统”（SBIRS）是网络中心战中加强一体化战场管理、指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察（BMC4ISR）能力，实现导弹防御的典型产品，将大提升空间态势感知能力；洛马公司“臭鼬工厂”预研了P－791高空悬浮侦察系，力求实现高空长航时对敌监视；而“天基红外卫星系统”、P－791以及X频段雷达探测的预警信息都将通过高性能的信息平台传送至作战指挥中心，快速启动“宙斯盾”、“战区高空区域防御”（THAAD）系统、爱国者－3（PAC－3）、“中程扩展防控系统”（MEADS）等反导系统共同实施作战防御，实现网络中心战概念下各型号的作战管理。

由此可见，作战概念的构想决定着作战装备或产品的研发设计，而建立总部级研发机构将有助于未来军事作战概念的设计，相应地带动公司业务部门的产品创新。

总部级研发机构与军方或政府预研部门的协同工作保障了装备战略的方向性

洛马公司创新中心的客户以美国各军兵种作战部队为主，在常规工作中通过加密的高速网络，将系统概念与设计效果传送至军方预研部门，与其保持当前与未来作战中装备研制的战略一致性。

从军事需求、作战概念到装备（产品）设计，创新中心始终保持着与军方的协同工作，可最大程度保证需求变更、研制计划制定、装备性能调整在第一时间完成。而这种常规性的工作机制为洛马公司明确发展战略提供了重要的指向作用，也是公司实施预研工作部署的出发点，可有效指导所属各业务部门的研发机构提前开展型号预研工作。

沉浸式虚拟与实物体验有助于与各类客户共研需求方案

在创新中心除了一部分实物和模型装备外，更多的是三维数字场景模型。通过大场景可视化的沉浸式体验，客户可以近乎真实地感受到新作战概念与装备的工作性能，还能通过战争游戏的形式让客户从作战人员角度观察。客户通过与创新中心相关专家进行交流，极大地缩短了方案制定的周期，减少了风险与不确定性，同时也让客户产生浓厚的兴趣，增强了合作意向，有助于建立紧密的客户关系。