商业航天必须加速发展的底层逻辑,当前的问题与出路(3/4)

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    商业航天必须加速发展的底层逻辑,当前的问题与出路(3/4)
    发布日期:2025-02-04 22:39    点击次数:105

    接上文《专题综述:商业航天必须加速发展的底层逻辑,当前的问题与出路(2/4)——卫星互联网与军事安全、“一带一路”、数字经济》

    03 如何发展商业航天

    当前的问题

    与漫长的人类社会发展史相比,人类征服宇宙的征程才刚刚开始。与世界工业化的前沿进程相比,航天的工业化还处于初级阶段。对于如何发展商业航天,全世界都在摸索,因此在把握底层逻辑基础上建立系统的思考框架,可能比提供具体的措施建议更为重要。

    一项事业成功的关键,无非是三点:战略清晰、机制灵活、执行到位。发展商业航天也一样:

    战略层面,重要的是把握关键领域及长期发展的关键决定因素,以形成明确的技术路线与时间规划。机制建设上,深刻理解市场化的基本规律,以双向通畅、安全高效为目标,打通技术与市场之间、传统航天与商业航天之间、国防工业与民用工业之间的连接和转化通道。战略落地上,需要能够清晰地识别出主要依靠什么样的企业才能实现商业航天的快速发展。

    由于商业航天与传统航天在工业体系上的核心差异主要是对产能、成本、效率的要求不同。所以商业航天需要解决的问题就变成了:整合远、中、近期市场需求,以明确产能、成本、效率目标,基于这个目标看相关机制、供应链、生产线如何配套。

    其中成本是硬道理。SpaceX之所以能打通整个商业闭环,靠的也是把价格打下来。我们在成本上的起点优势是很显著的,技术积累上中国传统航天与美国传统航天呈现明显的东升西降的趋势,在这样的条件下被SpaceX赶超,其核心是市场化机制出了问题:

    多头管理,没有集中负责单位,顶层战略缺失,规则体系不健全,技术与应用市场之间的转化路径不通畅,产业激励和配套扶持手段单一。产业全链路(包括审批及基础设施部分)的整体性梳理工作基本是空白,产业协调能力薄弱;流程、环节梳理的颗粒度不够,难以配套精细化、智能化手段。缺乏对商业航天全产业链的整体性认识,在把握未来趋势、布局关键领域上显得尤为被动。

    深刻理解几个概念,探索市场化体系建设路径

    我国商业航天,在“是什么”上被严重误导,大大限制了我们应对SpaceX威胁的措施,错失先机,导致主动变被动。对于“怎么做”,同样需要深刻理几个关键概念,以把握路线设计的根本逻辑。

    工业化

    工业化本质上是利用机器替代(或解放)人类劳动(包括体力形式和脑力形式),以扩大生产规模、提高生产效率和降低成本,满足市场需要。当前正处于所有行业被AI改造的时代,也就是新型工业化的时代。

    工业化进程以先进技术设备的应用普及为代表,同时也包含了管理、商业模式的变格。设备技术+管理的革新,推动生产线从福特模式、丰田模式向特斯拉模式的转变,也就是:从牺牲个性的大规模、标准化的刚性生产,进入到能够快速响应需求变化的数字化、智能化柔性制造时代。全周期、全链路的数字化、智能化,是当前阶段工业化(向工业4.0过渡)的核心命题,推进这个阶段发展的基础在于软件定义能力。

    将原来的大量人工环节用机器替代,原来非标准化的部分标准化以适应规模生产的需要,原来耦合在一起的部分模块化以适应快速调整的需要,引入数字化、智能化技术,整体提高产能、效率和降低成本,这正是当前打造商业航天产业的全局性重点工作。

    在当前最重要的卫星互联网领域,需要从太空资源和国际竞争看我们需要在多长时间内完成建设,明确总建设规模及其所要求的运力,以及相对应的卫星、火箭产能和基础设施容量。然而,目前市面上还没有这样系统而完整的分析。如果参照在企业做战略的思路,基于这样的规划性分析,再来看我们现有能力,包括产业本身及监管效率,是否能满足需求,将其中的卡点、断点、存在不同标准冲突的矛盾点一一找出来,接下来就是带着问题逐一解决了。但这些可能不是具体企业能做的,还是需要承担产业协调角色的相关机构,首先在这个层面发挥作用,沉下来做整体性梳理工作,帮助疏通发展瓶颈。

    军民融合

    因为传统的航天工业是国防工业的重要组成部分,所以,在航天工业体系建设层面,同时满足传统航天和商业航天需要,其实就是军民融合。

    军民融合包括“军转民,民转军”两个方面,是指国防和军队现代化建设与经济社会发展体系的深度融合与相互促进。具体实施上,主要解决国防科技工业和民用科技工业在技术、工艺、人才、设备、材料、基础设施等要素上如何实现共享,双边积累通过怎样的机制在确保安全底线的情况下快速互相转化的问题。

    在根本体制层面有两种参考模式,一种是我国建国初期在gyz体制下的融合,一种是美国在syz体制下的融合,从军事实战、经济增速尤其短时间内实现工业化从0到1的非凡成就来看,我国建国初期的融合效率是最高的。较长一段时期以来,存在一种将“军转民 民转军”概念偷换成“军转民 民参军”的趋势,将手段变成目的、侵蚀国防科工的国有主导地位,导致一方不敢融、一方不会融的僵化局面。

    从当前阶段看,无论怎么混盖子,整个双向通路上都免不了存在多种机制的企业组织,全面syh既低效也不符合我们的社会性质,全面gyh阻力巨大。

    所以,抛开两种路线的顶层博弈,务实的来讲,当前应该面向高效率实现“战时民转军 平时军转民”这个目标,考虑如何在不触碰根本制度的情况下解决问题,在已经形成的数量众多的不同体制机制企业基础上、通过整体统筹形成军用与民用灵活切换的综合能力。

    在这个意义上,美国的太空军民融合做法有较高的参考价值(拨开迷雾:美国的军民融合,是怎样将分散的太空能力进行整合的?(三))。

    在美国,航天领域的军民融合是以军方提出的“弹性太空”战略为指引,通过zf采购、军方风投机构直接投资、专项军民两用项目牵引,以技术标准融合和完善的法律法规体系为基础保障整体推动的。

    “弹性”的核心是去中心化,将太空军事作战能力分散到大量商业企业和军方不同军种中,通过动态弹性网络进行链接。由于低轨卫星互联网具有较强的扩展性和容错性,就成为美军整个弹性太空架构的核心力量。也因此,美国太空军民融合的代表性成果之一——SpaceX的低轨卫星互联网“星链”必然构成美军弹性太空的重要基础设施。“星链”的升级版、通导遥一体的“星盾”则是SpaceX专为美国军方打造的。

    对我国而言,商业航天是军民融合的关键突破口:

    一是发展商业航天的主要任务就是将传统的航天工业升级改造,以同时满足传统航天的军事科研需求和商业航天的民用需求;

    二是“军”的一方拥有大量高精尖技术积累,“民”的一方有广阔的民用市场需求、工业化能力和应用技术,这与传统航天和商业航天之间的关系是一个道理,主要都是技术找市场和市场找技术的问题,建立技术与市场之间的高效连接通道、形成安全通畅的双向转化机制是关键。

    市场化

    市场化其实就是以面向最终用户的终端市场需求为核心驱动,激发全产业链各环节、各节点之间的健康互动,构建一个良性的循环机制,确保产业链每一环,从产品开发到销售的每个阶段都能快速响应市场的实际需求,从而实现产业链的高效运作和持续创新。

    航天领域的市场化,核心是航天技术的商业化应用,这就涉及到技术如何找到市场和市场如何找到技术两个方面。所以航天的市场化,关键就是双向对接的通道和机制建设。

    这里传统航天负责尖端技术攻关,商业航天主要负责技术的应用转化。商业航天将终端市场的需求向上游反馈,影响和促进新材料、新工艺、新技术的研发,为技术进步和人才培养提供创新土壤。同时商业航天强大的量产能力和应用创新,也能够增强传统航天满足军事、科研需求的能力。

    在美国,NASA作为航天技术或者说整个航天事业的中心枢纽,通过向商业航天企业提供技术支持、配套基础设施服务等方式,推动航天技术、资源、能力向大规模应用市场转化;通过采购合同、风险投资、专项计划等,资助、培育、发展有潜质的商业航天企业,在应用技术、太空资源、航天服务能力上获得反哺,从而实现整个航天事业的军民一体,以及航天技术和市场之间的高效连接。

    从商业航天全产业链看,低轨卫星星座建设的兴起创造了大量卫星、载荷、火箭研制和发射需求,对包括审批和基础设施在内的全链产能/容量、成本、效率提出了全新要求,从而倒逼全产业链加速工业化、智能化。

    所以低轨星座建设的代表——卫星互联网对于商业航天发展全局起着至关重要的作用。而通导遥一体化,不仅能够极大程度降低星座建设综合成本、提高轨道利用率和我国商业航天全球服务能力,也是空天地一体化、高精度时空智能技术发展的基本要求。

    对于卫星互联网建设而言,终端的卫星运营是最重要的。卫星互联网有三种组网方式,其中不依赖地面站的天基网络模式抗毁性最好,相比完全依赖地面站的天星地网模式和依赖少量地面站的天网地网模式,更适合全球推广,但技术难度高。

    当前由于中美在轨卫星数量和发射增速差距巨大,夺取所剩不多的轨道资源就成为一切工作的前提,因此我国卫星互联网建设面临必须“量质齐发”的局面,存在多种组网方式,比如上海垣信千帆星座的天星地网模式,以及中国星网GW星座的天基模式。

    建立全产业视角,做前瞻性布局

    作为新兴产业,商业航天还处于起步阶段,其形态和发展方向必然会随着技术进步和市场的深入拓展而发生变化。所以,建立全产业链框架性视角就显得尤为重要,除了在当前的核心关键领域继续卷产能、成本和效率以外,针对其中能够影响未来格局、有商业化发展潜力的领域,我们还应该考虑进行前瞻性布局。

    我们前面提出的全产业链的结构模型,主要基于如下两个方向的思考。

    从传统航天产业结构出发

    传统航天和商业航天服务的目标、规模不同,但产业结构是基本相通的。

    传统航天产业结构中,目前还没有商业化的,未来都可能随着商业航天发展成熟而需要进行商业化。除了在火箭、卫星等核心领域继续加大投入以外,针对其中较有潜力进一步商业化的领域进行前瞻布局,对我们在当前不利的竞争格局下拓宽超车通道,开发新业务和增加收入来源也会起到重要作用。

    比如太空治理,很适合从服务角度切入;再比如中继卫星,未来还有空间站,很适合平台化运作。

    从国际太空运输体系建设的战略视角出发

    从运输业角度看商业航天会涉及哪些产业板块,首先要看太空运输与陆路运输、水路运输、航空运输的异同。

    各类运输产业的典型结构:

    一、陆路运输

    二、水路运输

    三、航空运输

    另外还可以参考近期大热的低空经济产业链:

    看起来都很复杂,但其实主要就是三块:基础设施、装备制造和运输服务。作为太空运输业的商业航天,或迟或早也会需要覆盖完全这三个领域。

    但与陆路、水路、航空及低空交通不同的是,航天器运行空间不受领土、领海、领空限制,目前也还没有相应的交通管理与调度机构,唯一相关的国际组织——国际电信联盟(ITU)只涉及太空轨道和卫星通信频率资源的分配。

    在低轨星座密集发射运行情况下,太空空间已经越来越“拥挤”,太空交通管理尚未形成统一的全球性管理机构,当前仅美日合作成立了一个覆盖全空域的太空交通管理局。太空“交通规则”、监测与调度系统的探索是一个“制度+技术”的综合工程,对于抢占国际话语权、取得产业发展先机有着重要意义,但这块目前在我国商业航天发展战略上处于完全的空白。

    从交通运输业的角度看商业航天有重要意义,但商业航天也不完全是运输业,在终端应用上,可以和很多行业进行结合,而这块对产业整体所需要的效率和发展规模起着决定性作用,这也是我们反复强调卫星互联网重要性的原因之一。

    综合传统航天产业和太空运输体系架构的视角,我们将商业航天的产业结构划分为如下模式:

    从产业链综合效率出发,应该推动基础设施配套与下游制造、发射等环节的集聚,从研发、测试、生产、运输到发射、回收,以发射场为核心进行产业聚集,减少中间运输等环节在时间和资金成本上的消耗。同时这样也有利于实现规模化,促进产业整体高效发展。

    发展商业航天需要什么样的企业

    产业发展最终还是要落实到一个个具体企业。基于前面的分析,我们已经可以比较清晰的把握当前阶段符合商业航天发展逻辑的企业特征。这类企业要求具备极高的综合能力,除了航天技术以外,还需要有工业基因、市场基因,国际视野和国际市场的落地能力,以及互联网思维

    工业基因

    工业能力很难一蹴而就,工业基因和航天技术共同构成航天产业发展的根基,也是商业航天主力企业必须具备的核心能力。

    从当前的需要出发,工业基因主要是指从事商业航天的企业必须具备量产能力,驱动上下游供应链,组建或改造航天工业产线,利用前沿的软硬件技术,低成本、高效率生产满足市场需要的产品,在新的产业价值链建设中扮演关键角色。当然,这建立在对工程实现、工业生产交付场景的深度把握上。

    航天工业固然是最重的一块国防重工业,如果从生产模式上看,航天工业与一般的工业有没有共通性?这些共通性体现在哪里?

    从马斯克用生产软件的方式生产特斯拉汽车,又将这套模式复用到SpaceX卫星、火箭生产线上,现在在美国雷德蒙德的工厂产能大约30颗/周,领先全球。而Oneweb的卫星生产线借鉴了空客的飞机工业流程,产能15颗/周。从网上公布的消息看,我国目前单个卫星工厂最高产能500颗/年,每周不到10颗。这个产能对比情况与我国工业大国的实力相去甚远,原因可能有三方面:

    一是卫星规格、性能差异,设计生产复杂度不同;

    二是需求分散,供应链不集中,产能被分割开了;

    三是我国顶尖的工业基因没有被引入进来。

    市场基因

    技术到应用市场之间的转化效率是决定商业航天产业发展进度的关键因素。一端是传统航天,一端是商业航天。商业航天企业必须对应用市场及其发展趋势有足够的了解,选择合适的技术方案、组织相关的应用研发以精准、高效地解决市场需求。

    这就需要好的产品经理和项目经理。整体而言,我国商业航天发展的短板不在技术,而是技术的综合应用与商业化能力。这里需要区分清楚的是,传统航天的“技术”主要是基础科研和尖端科技,以攻关科研难题、拓展认知边界为目的,商业航天的“技术”则是面向应用,主要是综合利用相关技术解决工程实现的问题。

    技术进入应用市场主要分三步:市场需求对焦,找到现成的底层技术,利用底层技术对口“组装”形成相关需求的解决方案。

    只有纯粹的技术研发人员是不够的,企业整体必须要能了解市场、了解用户,具备面向市场研发的意识。这就与传统航天形成区别:既需要知道用户在哪里,需要什么,他能接受的成本和交付周期是怎样的,也需要知道解决用户的问题需要用到哪些技术,能找到这些技术源,,以合适的方式组织技术应用开发,形成解决方案,通过一定的渠道交付给用户并收集市场反馈……

    同样的,企业管理模式也需要市场化,理清成本收益结构,以长期盈利为目标,给予试错空间和接受阶段性的试错成本。

    国际视野和全球市场落地能力

    商业航天天然是全球化的,要求企业能够洞察全球市场的需求和趋势,理解不同国家和地区对航天技术和应用的特定需求。在技术研发、产品设计和市场推广上,着眼于全球市场,形成国际竞争优势。

    此外,还需要能够充分利用国家层面形成的国际合作通道,重视“一带一路”建设对商业航天发展的意义。目前国家航天局已与50多个国家(地区) 和组织签订180多份政府间航天协议,深度参与17个相关国际组织,以及相关多边合作机制。这些都为我们商业航天发展提供了很好的国际环境。商业航天企业应该主动走出去,积极参与国际项目,提升国际影响力。

    从本质上来讲,作为市场化的项目,也只有了解市场才能精准把握市场需求。我们既需要看到当前国家整体层面迫切需要解决的问题是什么,也需要在企业层面组织制定面向SpaceX等国际竞争对手的策略,利用一切有利条件,解决企业的生存和发展问题,

    互联网思维

    这里更多是理解新一代信息通信技术对传统工业的改造方向,着力探索数字时代脉搏在商业航天领域的实现方式。

    实践上当前阶段主要把握三个重点:

    一是在保证质量与快速迭代之间找到最佳平衡的生产管理模式,形成面向目标市场的、可小步快跑的、高效的研发生产环境;

    二是深刻认识时代性的人工智能等技术发展对企业管理和商业模式带来的影响,以及经济结构和军事力量由此产生的时代性变化,从战略上把握产业终局走向,制定针对性的策略措施;

    三是吸收和运用软件定义的基本方法论,从全周期、全链路视角实现效率的极致优化。

    找到了这些基因后,更重要的问题是如何磨合。

    谈到“市场化”“商业化”“产业化”“商品化”,往往一些人会立刻兴奋的打开混盖子的“锦囊妙计”。但这种磨合很显然不是简单地把不同性质的资金塞到一个组织架构里强行拼车。

    找到具备这些基因的顶级企业,通过合作方式形成合力可能是一个更快的办法,如果需要更深入的结合,那么考虑这些企业在资本层面如何展开合作。这可能才是一个正常的思考路径。

    比如华为、吉利汽车这两家已经通过不同方式入局卫星互联网的,一个在通信领域和工业数字化领域处于领先地位;一个是知名的汽车生产商。

    其中华为是全球重量级的通信基础设施服务商,正在积极探索“星地融合永不失联”的未来通信模式,也率先实现了手机终端与通信卫星的直连技术,与北斗、天通等星座系统都建立了广泛的合作。

    吉利建设运营的“未来出行星座”,截至2024年底已完成30颗卫星发射,并率先走出国门融入“一带一路”,旗下卫星工厂借鉴汽车产业智能化、自动化等大规模量产制造模式,将卫星设计生产周期大幅压缩至28天以内,实现年产500颗,突破了传统卫星制造的产能限制。

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    本文在网络公开资料研究基础上成文,限于个人认知,可能存在错漏,欢迎帮忙补充指正。



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