探究美国SpaceX公司的发展与成功

周一鸣（北京空间科技信息研究所）

从哲学的角度讲，世间万物的兴衰与发展都有其偶然性和必然性，现代科技的发展也莫不如此。从上世纪末大放异彩的微软（Microsoft）和IBM等IT巨头到今天快速崛起的谷歌（Google）等互联网新贵，创新的技术和产品不断打破人类既往的认识和生活方式，并不断催发着人类的求知探索和技术进步，为将来更创新的科学技术变革提供了生长的土壤。

在这个信息技术日新月异且不断渗透至各传统工业技术领域的时代，美国太空探索技术（SpaceX）公司在航天领域脱颖而出，成为融合最新信息技术、先进金融与项目管理方法、航天基础技术等多元要素的先锋公司，创造出举世瞩目的杰出工程成就和商业运行模式。从微观看，该公司似乎是在创始人伊隆·马斯克（Elon Musk）的特异性领袖才能引领下横空出世的神奇公司，但从宏观看，该公司也是美国航天工业体系发展的必然结果。为了说明这些问题，本文将围绕几个重要问题来谈谈SpaceX公司的发展与影响。

1 马斯克是技术精英？还是商人？

马斯克是一个传奇人物，他不仅是SpaceX公司的创始人，也是大名鼎鼎的国际网络支付平台贝宝（PayPal）和“特斯拉”电动汽车公司的创始人。马斯克具有非凡的市场预测力、决策执行力及领袖魅力，他专注于在商业航天、电子商务、电动汽车等先进工程技术领域的创新性产品和服务，并将这些杰出成果快速地推广应用，颠覆了人们对传统航天研制管理模式、商品交易方式、汽车基本结构等方面的认识，打开了巨大的未来市场空间。

那么，该如何准确地评价马斯克这个人呢？马斯克不是比尔·盖茨式的技术精英，他的思维方式与苹果（Apple）公司的乔布斯有些相似，但不同的是，他具有更强的冒险精神、更宽广的技术视角及深厚的金融、管理、工程技术知识，是典型的复合型商人。

马斯克领导下的SpaceX公司，其令人眼花缭乱的工程项目、技术研发、产品服务背后，其实遵循着逐利的商业原则，即工程项目要能带来丰厚的、先入为主的市场空间和来自于军方、政府、私人的多方利润。为此，技术研发更注重系统集成和优化，通过各种途径、尽可能多地采用低风险、高可靠的成熟技术；产品服务将用户需求和体验置于首位，优先发展低成本、可重复使用等美国政府亟需的低地球轨道天地往返运输产品和服务。从某种角度讲，SpaceX公司是马斯克基于PayPal获得巨额财富后，敏锐地捕捉到航天领域商机后，而施行的一个重大风险投资项目。在这个项目中，马斯克负责筹措启动资金，坚持集成最新信息技术和航天成熟基础技术的发展思路，通过多种途径合理规避耗时耗力的技术攻关点，低成本、高速度、多样化地发展出多型产品。

2 成功的核心是一切源于成熟

SpaceX公司的成功秘诀之一，是尽可能的采用各种成熟手段，包括成熟的技术、成熟的人才、成熟的资金等等。通过整合各种优势资源，SpaceX公司能够以最短的时间实现最强大的结果。

在航天技术方面，SpaceX公司并非白手起家，它受益于美国的强大航天工业能力和技术基础，从美国航空航天局（NASA）获得了阿波罗计划的部分技术，包括土星-V型火箭F-1主发动机整体设计、登月舱下降段发动机、2195铝锂合金以及搅拌摩擦焊工艺等关键技术，这些技术对于SpaceX公司的“灰背隼”发动机至关重要，也是火箭发动机工程技术攻关中最耗时耗力的部分。据称，SpaceX公司的新型“格里芬”火箭发动机，仍主要参考阿波罗计划的技术遗存，进一步提升性能。同时，NASA还允许SpaceX公司使用测试台架，为其解决了测试难题。在助推器方案上，SpaceX公司在很大程度上借鉴了人类历史上发射数量最多且成功率颇高的运载火箭俄罗斯的R-7火箭。在火箭部组建的制造上，SpaceX公司还大量采用了商业现货（COTS）技术，打破了传统航天器件的高成本、长发展周期等因素禁锢，有效精简了系统结构，提高了系统性能。

在航天人才方面，SpaceX公司“贪婪”地从各知名航天企业中猎取人才，吸纳了许多具有理论知识和工程经验的成熟航天科技人员，包括美国最大引擎制造商TRW公司的液体推进器专家汤姆·穆勒、在波音公司当了15年“德尔他”（Delta）火箭测试主管的蒂姆·布萨、麦道飞行公司主持“大力神”火箭的结构设计师克里斯·汤普森，以及NASA和美国航天企业中的一批顶尖航天工程师。在SpaceX公司，马斯克为他们创造了良好的工作环境，摒弃了传统航天企业繁琐的管理体制弊病，极大地激发了这些科技人员的创新活力和工作效率。

在航天资金方面，SpaceX公司既有马斯克筹集的数亿美元做基础，还充分借鉴国际金融界最先进的经验，引入了成熟有效的财务管理制度和预算管理制度，灵活、及时地为科技研发和市场开拓提供资金保障，确保及时捕捉发展机遇，满足不断调整中的技术研发需求。

3 围绕系统工程专注集成创新

虽然SpaceX公司尽最大努力采用成熟的手段谋求快速发展，但它在系统集成方面的创新值得我们高度关注。可以说，SpaceX公司将系统工程推向了一个新的发展阶段，打造出了一个“美式”系统工程的杰出成功典范。

虽然SpaceX公司在火箭主发动机等核心器件上参考了早期的成熟技术，但SpaceX公司在系统集成设计上突破了早期系统的设计禁锢，大胆引入来自于工业自动化、电子信息、新材料、新工艺等多领域的新器件或新技术，集成发展出了性能领先、焕然一新的系统级产品。同时，SpaceX公司在系统的控制策略、信息处理等方面也积极引入最先进的算法和技术，这些新技术的采用使得系统的运行更为高效、更加稳定。

如果我们认为S p a c e X公司的创新仅限如此的话，还是言之过早的。因为这种发展思路并非SpaceX公司首创，传统的大型航天企业也在紧跟最新理论和技术的进步，努力革新发展方式，以期保持自身的领先地位。但从目前情况看，传统航天企业并没有取得太显著的效果；反倒是名不见经传的SpaceX公司独辟蹊径，率先寻获了创新且有效的解决方案，进而取得了巨大成功。

要想将这个解决方案的创新之处解释清楚，首先需要谈谈当代工业界的两种主流工程实践方式：面向对象的工程化方法和面向过程的工程化方法。这两个提法是彼此对立的，似乎最早源于计算机编程的算法结构，并逐渐扩展应用到人类生活的各个方面。当前，面向对象的工程化方法非常流行，被大多数部门广泛采用，甚至普遍将其视为最高效的工程化方法。

面向对象的工程化方法是基于模块化的工程实践方式，系统研制部门仅负责系统的整体设计、关键器件制造及系统集成，将其他一些经模块化分解的部分交由其他的专业部门或企业完成。这种工程化方法的特点是利于早期集成实现但不利于后续发展过程中的及时优化，即其优点在于简化了系统集成的难度，在系统初建时能最大限度逼近“全局最优”，且后期升级改造不必“牵一发而动全身”；但其缺点在于随着专业技术的不断发展，为保障整个工程体系的稳定性和可靠性，局部的升级改造难以带动其他部分的同步升级改造，最终整体效能出现“稳中有降”的逐步退化趋势。目前，传统的航天企业主要采取这种工程化方法，并发挥了巨大作用；但这种方法也造成了企业的发展“惯性”，其系统性能的提升不仅受限于配套企业的技术改造能力，还受限于其他局部系统的同步匹配升级能力，形成了“船大难掉头”的发展局面。

面向过程的工程化方法是面向系统整体的工程实践方法，系统研制部门需要关注系统的每个局部。这种工程化的特点是利于后续发展过程中的全局优化，每个局部的优化调整都会带动其他部分的同步升级变化；但另一方面，这种方法给初建时的系统集成带来了难度，尤其是在局部面对很多难以突破的瓶颈技术的情况下。与传统的航天企业不同，SpaceX公司敏锐地看到了创新难以为继的问题所在，细致评估了将两种工程化方法融合的可行性，最终付诸实践并取得了巨大成功。具体来说，SpaceX公司在设计上关注每个局部细节，采取“面向过程的工程化方法”，甚至诸如阀门等众多零部件都自行按需求生产；而在瓶颈集中的局部采取“面向对象的工程化方法”，最大限度地应用成熟的手段，从而既巧妙规避了“面向过程的工程化方法”所难以解决的困难，又及时保持了整个系统的不断更新优化。

4 最后的一些总结

从某种角度说，S p a c e X公司是马斯克创造的时尚航天企业，与美国国防高级研究计划局（DARPA）、NASA等更专注于前沿技术、基础技术研发的航天部门不同，SpaceX是一个商业化、有“逐利”需求的公司，它选择了一条“短平快”的发展道路，最大限度应用最先进的信息理论、工业技术及商业现货器件，快速、巧妙地创造出现代化工业技术与传统航天技术的集成产品。同时，SpaceX公司也是在时代的发展中应运而生的，它的发展既受益于美国近地天地往返运输的系统空档期，也受益于源自NASA实实在在的“商业轨道运输服务”合同，它的成功与“天时地利人和”兼具的发展环境是分不开的。