玉泉 砺道智库 2023-09-26 14:00 发表于北京

波士顿咨询公司日前发布报告称，全球航空航天和国防(A&D)行业可以生产极其先进的飞机和其他复杂设备，但通常无法按时、按预算、按预期性能开发这些项目。成功要求企业重新思考关键流程，更多地关注渐进式改进和稳定的生产流程，而不是昂贵且有风险的创新。如果能够做到这一点，该行业将更快地将新技术推向市场并改善其财务业绩。

在过去30年中，商业和国防项目越来越多地超出了预期的时间表。交付时间长于预期导致预算超支、客户不满以及为已经过去的市场和战斗条件设计的飞机。冷战期间，包括飞机和舰船在内的国防项目通常需要大约五年的时间才能开发，但从那时起，典型的项目时间表已延长至20年。F-35自1995年以来一直在研发。

对于商业项目来说也是如此。波音787从该计划最初宣布到投入使用花了七年时间（是最初时间的两倍），而且早期型号仍然超重并遇到性能问题。挑战不仅限于原始设备制造商。普惠公司的齿轮传动涡轮风扇发动机上市较晚，并且落后于空客A320neo的开发。当它到达时，涡轮风扇发动机的密封件、涡轮叶片和燃烧器（以及其他）出现了维修问题。

新产品投入使用的延迟是影响航空与国防领域的最关键问题，并且会带来巨大的成本。

新产品投入使用的延迟是影响航空航天与国防行业的最关键问题，并且在财务和运营绩效指标方面造成巨大成本。

依赖不成熟技术的设计。公司往往会基于尚未准备好投入生产的技术来寻求颠覆性的、有风险的创新，有时他们会将多项创新捆绑到一个项目中。波音787采用复合材料、全电动设计、新的推进系统，以及压力和湿度更高的机舱，旨在让乘客更加舒适。空客A400M采用了新发动机、更多复合材料和反向旋转螺旋桨。这些新兴技术中的任何一项都会增加复杂性；同时将它们全部结合起来会降低按时、按预算执行的可能性。

这种追求不成熟技术的倾向很大程度上是由于性能方面的重大进步越来越难以实现。例如，单通道商用飞机的燃油效率增益随着时间的推移一直在放缓，因为它们接近当前设计的自然极限。

软件以更快的速度发展。软件是现代航空航天和国防平台的核心，但软件开发并不是许多OEM的核心能力。此外，其他行业的公司可以推出具有已知缺陷的软件测试版，然后随着时间的推移进行改进，但航空与国防行业严格的安全要求需要更高的初始可靠性。科技公司还可以通过简单地升级软件而不是重新设计硬件来缩短产品周期。然而，在航空航天工业中，软件已成为开发过程的另一个关键要素，增加了总体程序的长度。此外，随着国防和商业公司的人工智能和物联网解决方案激增，软件挑战可能会增加。

增加外包。对轻资产商业模式的渴望导致主要航空航天和国防企业更多地进行外包。这降低了OEM承担的开发成本，并可以分散新项目的财务风险，但它会带来摩擦和复杂性，部分原因是航空航天和国防供应商通常面临很少的有意义的竞争，而且——也许更重要的是，因为它需要在更复杂的主题上进行更强有力的协作，因为外包的增加意味着供应商在系统集成或架构级别上承担更广泛的责任。

大多数组件的生产都需要大量的一次性成本(NRC)。例如，工具、研发、资本设备、工程和测试等一次性费用可能占生产给定零件、模块或系统的大部分成本，从而限制了能够竞争生产这些零件、模块或系统的潜在供应商的数量。对于某些商品来说，这可能会导致缺乏竞争，从而使供应商在与原始设备制造商打交道时拥有定价权，并可能使他们在完成进度和质量目标方面反应迟钝。其他商品需要相互渗透的关系和责任，需要更多的整理、更多的数据交换以及对权衡或要求变更的影响的联合评估：

此外，主承包商有时会将工作外包给业绩记录较差的供应商，从而导致质量问题，进而延长工期并导致预算超支。尽管财务风险可以分散在整个供应链中，但延误带来的声誉风险却由原始设备制造商承担，如果出现问题，该公司必须与客户和解。

遗留项目管理。即使其他行业已经转向敏捷产品开发，A&D行业仍然主要依赖于围绕一系列必须实现的里程碑构建的传统方法，以推进开发。这个瀑布时间表是程序开发早期决策的结果，其中许多决策对上市时间的影响不明确。

尽管公司对这种方法感到满意，但它需要很长时间来规划和设置，并且它会阻止程序对项目要求或技术的变化做出反应。此外，瀑布式规划人为地让项目经理放心：它通过主要关注中间里程碑和关键绩效指标而不是提供对整个项目时间表的实际控制来提供控制感。

设计过程中性能要求的变更。瀑布管理的一个复杂因素是难以维持性能要求，例如飞机的最大速度、高度和航程。通常，这些要求是在项目开始时设定的，但它们会随着时间的推移而发生变化，例如，客户可能会改变主意，或者不同技术的接口可能需要一个参数优先于另一个参数。最终的结果是一个极其低效、过度迭代的设计过程。

A&D行业无法再接受传统的项目开发方法。相反，它必须转变为一种新方法，首先将设定时间表（通常为三到四年）作为不可协商的原则，其次是在此期间尽可能提高给定机身的性能。时间表需要成为绩效的主要衡量标准，与安全标准相结合。（需要明确的是，行业中的某些情况仍然需要采用传统的程序开发方法来利用新功能的潜力或要求。）

A&D行业必须转变为一种新方法，首先将时间表设定为不可协商的原则。

一些创新的新市场进入者已经在应用这种方法。确定时间表的优先顺序将从根本上重置行业管理新项目的方式，并对整个过程的各个方面产生连锁影响。具体来说，想要围绕固定的、更短的时间表进行项目开发的公司必须采取以下步骤。

专注于渐进式进步。大部分开发工作不应转向推出雄心勃勃的新机身和平台，而应转向构建现有项目的衍生品，或使用更多模块化设计将渐进式改进纳入现有产品中。这种方法的优点是保留和构建嵌入式学习，这对于具有成本效益的航空航天项目非常重要。成熟的项目的学习曲线很远，并且具有有吸引力的成本地位，这使得它们对原始设备制造商的利润有利。

全新的设计应该只关注最具颠覆性的技术，例如氢动力发动机或新机身架构的结合。

更多地依赖现有技术。公司可以将更成熟的解决方案与其他不太成熟的解决方案混合在一起，而不是在设计中构建大量新兴技术并希望其能够及时投入市场。关键系统的首要任务应该是更安全的赌注，公司可以灵活地设计程序，以便在可用时集成更多尖端技术，如果不可用则将其排除在外。

例如，下一代商用飞机可能会采用不同的机身架构，以改善空气动力学并增加载客量。一项计划可以采用这种架构，但保留传统机身的内部飞机系统（电子和航空电子组件），以最大限度地降低技术风险。随着新架构的证明，后续模型可以整合内部系统的增强功能。这种方法的一个关键因素是使设计模块化和灵活，以便机身和系统可以彼此独立升级，同时随着时间的推移仍然兼容。

转向敏捷开发方法。传统的项目管理从定义能力开始，本质上是让时间表根据实现这些目标而浮动。相比之下，敏捷项目管理将时间表设置为不可协商的约束，并要求公司在这段时间内尽可能多地完成任务。公司不需要全面转向敏捷——他们可以应用传统项目管理的最佳元素，同时仍然融入敏捷的关键元素：以客户为中心、以产出为导向、面对不确定性时的适应性以及为团队赋权。

数字化设计过程。公司还可以更多地依赖新的、经过验证的设计工具——例如数字孪生仿真、数字设计软件和基于模型的系统工程——来加速设计和开发过程本身。例如，物理原型的构建、测试和分析可能会在设计阶段消耗大量时间。通过数字化该流程并依赖虚拟模拟，团队可以取得更快的进展。

轮换人才。A&D公司应有意识地轮换专家团队，以积累经验并增加对多个项目的接触。缩短航空航天项目的平均周期将使工程师和员工有机会将学到的经验教训运用到下一个项目中，并从一开始就更聪明地工作。这将使下一个项目进展得更快，从而形成良性循环，从而实现更快的项目速度和更多的职业发展机会。在我们与从事表现不佳项目的行业专业人士的讨论中，项目团队中的许多人从未亲眼目睹过成功的项目，这一事实经常被认为是一个重大挑战。

缩短时间将使工程师和员工有机会将学到的经验教训运用到下一个项目中，并从一开始就更聪明地工作。

简化供应链。航空航天主承包商应通过垂直整合来开发更多内部系统，特别是那些对最终产品的技术性能至关重要或高NRC需要单一供应源的系统，从而降低供应链的复杂性。内部生产这些组件将减少供应商网络之间的摩擦，并保护OEM的最大利润池。对于可以支持多个供应商的组件，外包仍然应该是主要策略，因为它促进了价格和性能方面的竞争。

在原始设备制造商不具备内部生产所需能力的情况下，他们应该与少数经过验证的技术合作者密切合作。例如，GE和赛峰飞机发动机公司是长期合作伙伴，可以顺利地跨公司边界进行协调。当关键部件外包给独家供应商时，原始设备制造商应制定安排以调整激励措施并减少任何可能减缓开发和生产的摩擦。合资企业或收入风险共担合作伙伴协议可以与关键供应商建立更富有成效的关系。

转向快速程序开发并不容易，但它可以在多个领域产生显著的财务收益：

• 研发周期更短。研发需要昂贵的工程劳动力；此阶段每多一个月就会导致成本增加并延迟正现金流。较早上市的项目可以节省多年的工程成本。

• 更短的学习曲线。由于成本超过销售价格，新项目的前几个单元通常会亏损。增量项目利用了早期项目的经验教训，降低了首个项目的成本，从而加快了项目实现正现金流的速度。

• 通往售后市场的更快途径。航空航天项目的很大一部分利润来自售后服务和零部件。产品越早到达客户手中，售后市场销售就能越早开始盈利。

• 最大限度地减少供应链中的摩擦。当项目开发时间过长时，主承包商的绩效要求可能会发生变化。这些问题会回流到供应链的上游，导致合同纠纷、重新谈判，甚至常常是诉讼，从而损害了整个行业的价值。较短的项目增加了需求不变的可能性，并且供应商和OEM可以合作实现固定目标。

• 飞机投入使用时操作问题更少。一旦飞机开始飞行，不太成熟的设计会导致出现问题的风险增加。在这些情况下，原始设备制造商有责任纠正问题并向客户提供补偿，这最终会削弱利润。依靠渐进式创新和对现有平台的升级可以降低这些风险，并为飞机带来更可靠的性能和项目更可靠的现金流。

全球航空与航天领域正处于全面的执行危机中，但我们相信有一个明确的解决方案。通过更多地关注项目长度和对现有设计的渐进式改进，该行业可以显著改善将设计推向市场的方式。这样做将提高飞机的运营绩效以及航空与国防参与者的财务绩效。