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学工匠精神无需崇洋,看它就行

2017-05-26

  中国运载火箭技术研究院成立于1957年,首任院长是“中国航天之父”“中国导弹之父”钱学森。60年间,火箭院已成为中国最大的导弹武器和运载火箭研发生产基地,从建院之初的147人发展到如今的4万多人,总资产达1,100亿元,2016年收入近500亿元,利润近40亿元。近期我怀着好奇心采访了这家高效益的高科技企业。

  火箭是特殊的制造业,它有两个特征:

  第一,必须有工匠精神,做到万无一失。火箭属于低频产品,不是批量生产的,一年发二三十枚就算很多了,但是每一单的金额都比较大,所以不能犯错,每一次失败的社会影响、国际影响、技术影响、经济影响都很大。

  第二,必须自主创新。火箭技术与导弹技术是相通的,发达国家会因为国家安全而进行技术封锁,致使火箭院必须自主创新。

  既擅长自主创新,又有着极致的工匠精神,中国火箭院一甲子的功力非同凡响。

  近几年,很多学者和企业家呼吁中国企业向美国学习自主创新,向德国学习工匠精神。这次采访让我发现,其实我们还能向中国火箭院学习“自主创新+工匠精神”。

  机制保障:技术民主+系统工程

  火箭研发需要创新文化,因为它要持续攀登新的技术高峰;同时它要求质量万无一失,这需要流程控制文化。这两种文化差距挺大,比如说,互联网公司都说自己是创新型公司,而制造业相对更依赖不能犯错的流程,我们把这种对品质的极致追求叫做工匠精神。

  怎样把创新精神和工匠精神结合起来是个大问题。火箭院经过多年的探索,找到了一条两者兼容的道路。

  人力资源有两种典型组织形态,一种是军队,一种是学校。中国火箭院的组织形态介于军队的集中和学校的民主之间。

  火箭院至今仍有部队的文化和影子,执行力非常强。它等级分明的上下级关系以及系统之间的构成和关系,很大程度上像部队。因为火箭研制是一个系统工程,必须要有强有力的指挥系统和行政体制。

  但同时,火箭院又是科研机构,是知识分子重镇,现在火箭院有1万多位技术人员,其中院士10位,博士2,000多位,硕士4,000多位。他们不能等同于学校的老师,但要有学术民主。

  如何协调这两种不同文化?钱学森给火箭院留下两个法宝,一个是技术民主,一个是系统工程。

  技术民主既不等同于军队里那种简单的民主,又不等同于学校里那种比较充分的民主。

  举个例子,一个系统怎么发展,一个技术怎么发展,一个问题怎么看待,一个故障怎么解决,这个过程是民主的。总设计师、副总设计师、主任设计师、主管设计师、设计员,虽然有不同层级,但很多问题是要大家充分讨论的,特别是对于重大问题,必须充分讨论。

  比如,1960年以前,中国有一个比较大的规划,叫“八年四弹”。火箭院花了很长时间进行集中大讨论,每个人就各个方面都谈自己的看法。

  在民主的基础上,最后形成政治的集中:8年当中,研究4种导弹,完成从近程到中远程的飞跃。现在回过头来看,这是个很棒的决策。

  那时,尽管火箭院条件非常差,但是“八年四弹”按计划完成了,奠定了坚实的基础。所以,技术民主是火箭院非常坚信的一个法宝。

  另一个法宝是系统工程。在中国导弹事业发展过程中,第一次相对独立设计的导弹发射失败了。钱学森深入研究这次失败的原因,发现了管理体制存在的问题,于是进行了改革。

  一是“一切通过总体部”,要建立一个总体部门。火箭是由单机、分系统、总体构成的。

  一枚火箭涉及十几个细分系统、上万个零部件、几百个厂家。这些分系统和分系统之间,零部件和零部件之间,分系统和总体之间,如果没有总体设计和总体协调的概念,就搞不了系统工程。

  一个单机研制的好坏,直接影响分系统;一个分系统的好坏,直接影响总体;此外,分系统和分系统的搭接处也容易出问题,一定要让总体策划和总体协调。

  所以,火箭院有一个总体布局,叫“一切通过总体部”,这是中国人的发明、钱学森的发明。

  二是“一切通过大型实验”。所有东西一定要尽可能仿照天上的环境。当时的技术能力还原不了天上的环境,那就尽可能充分地进行大型地面实验。

  一切通过总体部,一切通过大型实验,这两条构成了火箭院的基本科学框架。

  在这个科学框架下,火箭院实行了两总制,总指挥和总设计师。总指挥对经费进度负责,总设计师对技术质量负责。

  总指挥下面有副总指挥,有指挥,还有调度,这是一条行政指挥线。

  总设计师下面有副总设计师、主任设计师、主管设计师,这是一条技术负责线。

  两条负责线很好地协调,一切通过总体部,一切通过大型实验。

  工匠精神:把不可靠变得可靠

  大家都知道近年来中国载人航天取得了很大的成就。载人航天的可靠性要达到0.98。每一个原机件相乘,比如0.999乘以0.999,相乘之后可靠性会降低,十几万个单机和单机乘出来,系统和系统乘出来,单机和系统评估,系统和系统评估,最后全件评估,要大于等于0.98。这对质量、品质的要求是超乎想象的。

  中国火箭院历史上还曾连续10年发射成功,这10年间平均每年六七发,累积下来没有一次失败,创造了世界新纪录。长时间、大跨度、不同的型号、不同的时间、不同的环境、不同的任务,要保持连续10年成功,这是不容易的,美国和俄罗斯那段时间每年都出问题。

  成功的背后是火箭院研究人员“严慎细实”的作风:严格、慎重、仔细、实事求是,不放过任何蛛丝马迹。这种工匠精神的背后是火箭院一整套的工作流程、制度与理念。

  在火箭院的质量体系里,出了问题之后,必须达到5个归零的标准。5个归零都确认了,才可以继续往下走。

  第一个归零,问题浮现。必须判断到底是哪个系统出现问题。

  第二个归零,定位准确。哪个系统是原生故障?哪个系统是次生故障?这是一个非常艰苦的工作,也是一个责任认定的工作。故障定位了,对问题有了深入了解,可以提高工作水平。

  第三个归零,故障清。这个故障是什么机理?是在这样的温度情况下,还是在这样的噪声情况下,还是在这个干扰情况下,还是在这个环境情况下?故障机理不搞懂,下次就解决不了这个问题。

  第四个归零,专家认可。问题浮现、定位准确、机理清楚,这三条做到了,措施有效,但光自己说有效不行,要得到专家认可。

  第五个归零比较难,举一反三。比如,你出了这个问题,导致脑袋疼,那我必须研究,导致你脑袋疼的环境,我身处其中的话是不是也会脑袋疼。如果是,那么有这个环境,我也必须解决。

  所以,火箭院的各单位之间是“一人得病,大家吃药”。

  长征3号火箭的二次启动曾经失败了三次,就是因为大家认识不一致。你认为是这个问题,他认为是那个问题,那时还没有一个很好的研究问题的氛围和环境,大家都怕承担责任,尽可能把责任推给别人。

  经过三次失败的教训后,火箭院启用了5个归零的规定,迄今为止,没有再发生二级发动机二次点火出现问题的情况。

  总之,火箭院在工作过程中不断归零,把问题向零的方向去归,不留任何隐患。不留隐患的精神也体现在“双想”制度中。

  “双想”是指回想和预想。首先要回想,在设计过程中、制造过程中,有没有隐患?有隐患就通过靶场工作,把它解除。同时还要预想,未来发射过程中可能出现什么问题?根据这发火箭的产品质量和承担的任务,它可能出现什么意想不到的问题?回想是面对过去,预想是面对未来。每一个设计员,每一个发射队实验队员,都要想。火箭不点火,“双想”不停止。

  所以,这是一个人人关注质量,人人关注成功的过程。火箭院在多年实践中,总结出了几条经验。

  >>>>第一条,成功不等于成熟。

  火箭发射成功了,但它未必成熟。因为这一次成功可能是必然,也可能是偶然。它的发射次数太少,才一发,或者才两三发。什么时候叫成熟?要成功打10发以上,才能够大体上说它的系统成熟了。

  >>>>第二条,成熟不等于可靠。

  比如有一次,一枚火箭发射失败了,事后发现是因为一个油机发动机的支架断裂了。这个火箭发射100多次都没出问题,成熟不成熟?非常成熟。那为什么出问题了?

  通过检验,发现了两个情况。第一,原材料有杂质,但合格。比如说,原材料里有10个以内的微粒杂质属于合格,它的杂质是9个,在合格的边缘。

  第二,加工要打一个孔,也合格。但是这个孔往外边多打了一点,也在合格的边缘。原材料合格下偏差,加工又合格下偏差,再加上出现低频这个恶劣的振动环境,就把它振裂了。这个火箭过去100多发要么没出现低频,要么出现低频时没有那两个下偏差,但这次偏偏同时出现了。由此可见,成熟不一定可靠。

  >>>>第三,可靠不等于万无一失。

  如果把原材料和加工质量控制住了,低频环境也控制住了,是不是敢说今后一定不出事呢?不知道。所以,每一次都要谨慎小心地对待任何一个操作问题、设计问题。

  总之,在航天理念里,成功不等于成熟,成熟不等于可靠,可靠不等于万无一失。一次成功不等于次次成功,次次成功不等于永远成功。

  这种理念最大的好处是什么?它告诉每一个设计员,成功的标准在你手上;告诉每一个工人,其实成功是靠你。如果他们想,反正以前都发射成功了,我这次发射就一定成功,这样的话,中间的细小变化,他们就不会发现,中间出现的问题,他们就不会避免。

  火箭院有过一次相关的教训。有一个火箭型号,工人安装的时候非常费劲。他们就跟设计师说了,设计师跟主任设计师说了,主任设计师又跟前面靶场说了,这个火箭的安装有点费劲,和过去不太一样,有没有问题?

  但发射场那些技术人员没有意识到,任何一个细微的变化,都要高度重视,任何一个异常,都要认真分析。他们说没有问题。为什么说没有问题?因为还没有点火,没有发射,没到分离阶段,火箭出问题一定在分离的时候,不分离看着就是好好的。

  结果,发射之后到分离阶段,却分不开了,大家肠子都悔青了。如果重视一下,重新研究一下,为什么安装出现问题?为什么操作这么费劲?是不是有什么原因?这样谨慎一点,负责一点,就可能发现问题,那次失败就可能避免。

  当责任理念能够渗透到每一个子文化,质量文化、安全文化,能渗透到每一个部门、每一个人的时候,每件事就能够精益求精,那样才能真正做到万无一失。

  中国火箭院的高成功率最主要的是人的作用。这就存在一个悖论,因为人是最不可靠的。但火箭院要求人最可靠,这得靠管理理念、管理制度、管理方法来控制人的不可靠,让人变得可靠。本质上人是不可靠的,人可能打盹,人会犯困,人有时情绪不高,就可能出问题。

  一个人可能不可靠,但一个团队要做到可靠。虽然某个人可能粗枝大叶,但是团队有一套制度,他出了问题,他的团队检验时要能发现。火箭院总结为“测试不到,验收到;验收不到,检验到;检验不到,人员保障到”。

  比如,有的产品只能上天测试,但到天上一测试出问题,失败就已经成定局。那怎么办?解决办法是“测试不到,验收到”

  这个产品在组装起来之前,是由无数个零部件组成的。每一个零部件验收都合格的时候,出来的产品一般都合格,哪怕它不能测试。这就是“测试不到,验收到”。这一整套的管理方法,比较有效地控制了产品的质量,使得成功率大大提高。

  人的作用还体现在平均素质的不断提升中。火箭院现在这批年轻的技术人员更有实践经验。

  过去火箭院的产品不到10个型号,老一代航天人手里的型号非常少,有的人一生中就研制一个型号。现在火箭院有50多个型号,一个年轻人同时管3个型号非常普遍。

  3个型号的经验和一生一个型号的经验相比,肯定是3个型号的强。而且现在6到10年一个火箭型号就研究完了,研制时间缩短为过去的一半甚至三分之一。一个年轻人在技术生涯里可以研制3到4个型号,那他就非常有经验。

  另外,现在的年轻人外语非常好,计算机软件使用能力就更强——老同志的计算机和外语都不行。这些年轻人应用很多大型计算机和数据库软件,提升了火箭研发的可靠性和成功率。

  因为中国火箭发射的可靠性、安全性、高成功率,其他国家需要发射各种卫星的时候,也会来找中国火箭院。火箭院一年500亿元的收入,有15%左右,也就是差不多75亿元来自海外,这是高品质带来的结果。

  结硬寨,打呆仗:延续性技术创新

  我们再来看火箭院进行自主创新的方法是什么。

  火箭创新的发散性,不是无边无际的发散,是服从于总目标的发散。火箭院的总目标就是要满足所有载荷的运载。2吨能打上天,100吨也能打上天,将来有1,000吨的发射需求,同样能够打上天。宇航领域未来5年、10年、20年往什么方向发展,火箭院是非常清楚的。这就是有目的、有方向的创新。

  德国科学院曾有人问中国火箭院,有目标的创新怎么进行?

  火箭院的技术创新按“三步棋”来走。“三步棋”是指在研的(现在做的)、预研的,还有超前考虑的。

  以火箭为例,长征1号、长征2号、长征3号、长征5号,每个型号都不是全新的产品,每一次迭代大体上要把60%的成熟技术应用到新的火箭上,还有40%的新技术进行探索和预研。迭代创新的投入最小,产出最大。

  火箭院不能一下从长征1号跳跃研制9米的长征9号,得从2.25米到3.35米,到5米,再到9米,这样迭代创新是可控的。研发5米的火箭会遇到巨大的挑战,但它有3.35米的基础,虽然不能完全覆盖5米火箭所需的技术,仍有部分支撑。

  这样每一个新型号都有一部分支撑,又有一部分创新。一个新的成果出现以后,下一个创新目标就出来了,这样持续向前迭代。

  每一次迭代是对过去的继承,也是对未来的探索。继承、探索,继承、探索,反复迭代,几次迭代之后再回头看,变化非常大,这样长期坚持下去一定能在这个领域里遥遥领先。

  火箭院之所以强调延续性技术创新,而不追求颠覆式技术创新,是由行业特性决定的。

  第一,火箭投入巨大,要是颠覆创新做得不好,会出现巨大损失。

  第二,火箭的技术跨度对颠覆的需求不是那么明显,对火箭来说,便捷不是最主要的,可靠、安全才是最主要的。

  比如火箭在形状上、功能上完全变可不可以?也可以,但没有这个必要。火箭行业的特性决定了它的颠覆性很小。

  延续性技术创新不像商业模式创新可以靠脑门一拍,灵机一动,就去颠覆一个行业,它必须像打仗一样,一个城头一个城头攻下来,没有什么捷径可走。

  从2013年到2017年,中国企业界的商业模式创新热潮已经走了四五年时间,现在是时候重新回到制造本身了。这个时候,曾国藩的名言“结硬寨,打呆仗”,又变得特别重要。

  火箭院“结硬寨,打呆仗”有个典型的例子,它目前还没有通过收购的方式来突破一些关键的技术创新。

  比方说如果乌克兰的发动机很好,火箭院可以收购乌克兰的发动机,把它运过来组装就好了。但在收购乌克兰发动机的同时,就意味着,火箭院的发动机制造能力必然要削减掉。火箭院不可能这边培养自己的发动机能力,那边又收购发动机能力。

  走收购路线,一旦与他国出现关系紧张就会受制于人。比如美国突然发动机缺货了,这时俄罗斯说不给它供应发动机了,因为美国正在制裁俄罗斯。这样美国的火箭就升不了天,它在太空里的宇航员就没人给送东西了。

  俄罗斯挖苦美国说,你可以做个蹦床,飞到太空去。幸亏俄罗斯最后说了一句,我们出于道义,会往空间站送东西。美国的发动机全都来自国外,就可能出现这种风险。

  火箭院在技术上立足于迭代发展,一定不能是替代,因为有自己的技术布局,就不至于被人控制。哪怕火箭院的技术跟别国相比有一点差距,但它会不断向前走,不会停,也不会退。

  “结硬寨,打呆仗”的必要性,还可以通过SpaceX的案例看出来。特斯拉创始人马斯克的SpaceX火箭公司,成立仅十几年,就能发射火箭,而且能进行火箭回收,降低成本,开启了民营航天的新时代,这让不少人认为航天领域并不是那么难。

  中国火箭院和美国航空航天局成立这么多年,一定积累了一些宝贵的东西。一个大学生来到火箭院以后,从事的是简单劳动,因为火箭院有一套成熟的规范标准。如果没有这套东西支撑,自己出去拉个队伍搞设计,5年之内做不出规律来。

  一个年轻的航天公司,它的经费投入如果不到位,它的实验投入如果不到位,风险一定很大。

  比如整个火箭发射台发生爆炸这样的事,历史上就发生过两次。苏联火箭发射台上世纪60年代曾炸毁一次,造成200多人死亡,此后苏联和俄罗斯再没有出现这个问题;另一次就是SpaceX。

  中国火箭院为什么60年都不炸?因为它有一整套系统做支撑。而SpaceX不知道这个,它带着燃料直接做测试,一测试整个炸了。这次爆炸对它来讲就是成本和代价。

  SpaceX有它的真本事,但火箭技术一定不是非常简单的,一下子就能把它做好的,SpaceX今后一定会遇到很多之前没遇到过的坑,得一个个迈过去。

  那么,在“结硬寨,打呆仗”进行延续性技术创新方面,中国火箭院有哪些传统制造业可以学习的地方?

  首先,火箭院的创新方向非常明确。相比之下,好多企业的创新就是东一榔头,西一棒槌,创新之后对企业的发展没有任何支撑作用,对市场没有任何帮助,而且每一个成果对下一个创新没有任何奠基作用。这种创新的投入产出比很不合理。企业必须对延续性创新进行系统规划。

  其次,企业的人才队伍建设要跟上,火箭院的研发和工程人员有1万多人,其中研发人员占20%多。

  第三,知识共享要加快。比如在一个型号里积累的经验,要覆盖所有的产品,这是企业内部的共享知识、共享经济。

  第四,在创新过程中,要大量投入前期研发,火箭院的研发投入达到了销售收入的大约10%,既“在研”现在的产品,火箭到底选这个材料,还是选那个材料,也“预研”10年后肯定用得上的产品,比如更大推力的火箭发动机。

  第五,有一些更加底层、更加基础的东西要到大学去做课题研究,通过产学研合作解决一些技术问题。比如,10年后火箭要用更轻的、强度更高的、更耐热的材料,但火箭院不做材料的基础研究,这个课题就提交给有关大学和机构去研究。

  以上实现延续性技术创新的方法,都是实实在在的,没有什么花招可使。中国企业现在已经过了耍花招的时候了,都得回到产品创新这件事上来。

※  ※  ※

  随着人力、土地、资金、环境等成本的上升,低成本、低价格的老路已经走不通了,中国制造必须往中高端走,必须对产品创新和产品品质有极致的追求。对创新和品质的追求要靠方法论来支持,要靠方法论背后的创新精神与工匠精神来支持。

  美国和德国是我们的良师,中国航天事业也是我们的榜样,它的战略规划、理念推广、产品制度、工作流程、创新方法,很多方面都有独到之处,值得中国企业界深入学习和推广。 

  作者简介:刘润,润米咨询董事长,传统企业互联网化研究者,微软前战略合作总监,在“得到”App开设《刘润•5分钟商学院》专栏,著有《互联网+:战略版——传统企业,互联网在踢门》《互联网+:小米案例版》《趋势红利》。

  原文《中国火箭院:登峰造极的匠心与创新》

  刊登在《商业评论》2017年5月号

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