台湾国防自主最需补课的基本功:系统工程整合

T-5教练机少量生产中,它源自IDF 经国号战机,专家担心完全沿用布局与飞控系统,可能会有一些「不合身」的毛病。(图/中时资料库)

「无国防即无安全」是人尽皆知的常识,不过究竟是「外购」还是「自制」,一直争议不休,一种素朴的看法认为「为何要把钱给别人赚?」所以主张自制的总是特别受欢迎,从云豹装甲车的「国车国造」,到勇鹰教练机的「国机国造」,再到自制潜舰、军舰的「国舰国造」,几乎是近十年的主流意见。那么实际成品的性能如何?很多时候,是「如人饮水,冷暖自知」,国造装备对比国际同型装备的性能,其实看的出差距,只是大家愿意给予掌声,尽量不批评。

台湾的国防工业有个明显问题,就是军备研发只局限在极少数的专门单位,比如中科院、汉翔、台船、联勤。然而,健全的自主国防产业,应该与国内其他产业相辅相乘才是,我们有着非常优异的电子设备与、半导体大厂,但是我们的自产军用夜视镜却只有北约1980年代的水准,这就显示台湾的自主国防工业与民间产业界几乎是毫无交集的平行线。

军备局在去年介绍TS-93夜视镜,但是与同时期的夜视镜相比较,这已是落后30年的水准,实在与台湾发达的半导体光电产业差距很大。(图/军备局)

要将自主国防产业有效发展,甚至做大、做强,就必须充份建立跨行业的系统工程 。以下是转录自光华杂志专文《台湾企业进入美国国防产业炼的机会与挑战》的部分内容,已获得作者Eric Du先生、尹守纪先生的同意刊载。

系统工程 (Systems Engineering)是一门涵跨多项科学、工程、管理等领域的学问,其贯穿整套大型系统(或产品)的生命周期。从分析客户端的需求,到定义产品概念、拆解子系统和元件、系统验证、系统整合等,都需由专业人才管理,以平衡风险、可靠度、效能、时间、与成本。系统工程的观念是大型武器系统 (MDAP)、轨道运输、汽车等工业产品所不可或缺的核心,同时也是目前台湾产业界最薄弱的一块。

本世纪的武器已从传统的独立系统,演进至「系统之系统」 (System of Systems)、到现在最尖端的 「着重软体的系统之系统」 (Software-Intensive System of Systems),均能显示系统工程管理的所提供的重要价值。在国防产业中,武备筹获程序的述明任务需求、备案分析以及各项里程碑等步骤,均与系统工程管理的阶段息息相扣。如果无法理解系统工程中的开发规划 (Development Phasing)、系统工程程序 (Systems Engineering Process)、和生命周期整合 (Life Cycle Integration) 在武获中扮演的角色,结果不仅是延宕浪费,更可能使产品开发窒碍难行。一个经验成熟的系统工程经理,能带领团队将客户作战需求转为产品需求,并能将这些由需求导向的科技,与由时间导向的国会预算做出平衡。这不仅是门科学,更是个艺术。

台湾目前有国防制造业、国防维修业、国防仲介业,却仍未能建构出较为完整的国防工业。工业体系的形成,仰赖扎实且深入的基本功,须有高度职业纪律和经验资深的科学家及工程师,并由一套严谨的管理模式来发挥组织效益。台湾虽拥有许多优秀的早期研发团队,也具备享誉国际的制造厂商,却迟迟未有能力开发一个可出售、附加价值高的系统或次系统产品。其中一大原因,即缺乏系统工程能力。

台湾的产业环境有许多需要进步的空间。在台湾除汉翔及中科院之外,国防企业仍以零件制造、机器维修、产品代理为主,并未释出因应产业升级的人才需求; 而台湾企业不愿投资于研发与产业升级,则是因为台湾国防市场小且高度集中,不符合商业利益; 不进入台湾市场却又无法竞争国际市场,因为缺乏关键技术和专利; 而缺乏关键技术,又是因为缺乏人才 (开始了鸡生蛋蛋生鸡的循环问题)。

而要如何打破上述之恶性循环,注入第一波人才,则是政府可以介入的面向。以美国国防厂商为例,一名资深系统工程师底薪平均一年十五万美金,而算入林林总总费用后,雇主需负担二十万美金左右。在产业转型的过程中,这种价位并非台湾一般企业能养得起,也毋庸藉自由市场机制自动矫正。 以台湾过往的经验来看,自由市场会让台湾国内的厂家互相内斗削价竞争,结果最后一起收摊。

政府短期内所能扮演的角色,在于盘点整个国防产业链结构的缺失,并领导台湾众多中小企业共同整合资源,以顾问方式聘用专业系统工程管理及武获人才服务于产业链上多家厂商,让国防工业可借重国外现有经验加速成长。

台湾经济部一直以来都有与外国国防商推动工业合作案。工合属于一种国际补偿贸易,在许多国家均有相似机制,系指利用政府重大国外采购案,要求国外承商依采购总金额之某一比例,换算成工业合作额度,执行投资、采购、技术 移转等义务性活动。然而较为与人诟病的是,台湾国防部并未在与外商签署发价书之前的谈判阶段,利用买方利基要求潜在商源提供工合报价,以利政府盱衡需求及成本 (即所谓的「事前工合」)。使得大部分的工合案均是在事后,沦为让外商为了冲销工合点数而冲销。台湾国防部称:「以往本部对外采购装备时,各单位因不谙工合作业规定,常签署发价书后才签署工业合作协议书,导致失去与外商谈判先机,只能获得外商同意释出之维修技术,无法获得真正需要之关键技术」。不仅没获得关键技术,甚至连经济部所规定的工合额度应至少达军售案总价款 40% 之条陈,也未能履行。

反观韩国在开发第五代战机 KF-21,政府早已盘点今后韩国航太产业所缺乏之关键技术,并在事前列出工合项目、需求、以及受惠的本土业者。同样的,在韩国 F-15K 战机的开发过程中,工合额度占总价款高达 70%。而这美金 33 亿的工合额度,用在 30 个关键技转专案、11 个零件制造项目,及 2 个仓储妥善项目。共有 12 个韩国政府单位及厂家因此受惠。

台湾政府在长期 (接下来的5~20 年) 的国防工业发展和人才培育上,更需比照美国的产业竞争制度,磨练台湾企业进入美国市场。

美国国防部在检定国防科技上面,使用所谓的「科技成熟度 」(Technology Readiness Level; TRL)做指标。TRL 分 1 至 9 级,循级而上者则越加成熟。 TRL 的重要性其一是 TRL 可作为以使用者需求和工程完整度的验收标准。其二,也是经常被忽略但至关重要的,是工业资源和机会的分配。TRL 1 – 3 级属于实验阶段,投资风险高,应由研发型大学所主导,使硕博士以及教授可在相对安全但又创新的环境下,精进并贡献所学。 TRL 4 – 6 级则进入基本系统整合、系统原型、以及系统测试。此阶段投资风险仍存在但已较初阶段为低,应以产(官)学合作方式,让台湾企业磨练较为入门的国防系统管理,并以投资或聘用的方式,延续培养研究型人才。使其不会面临毕业即失业,或学非所用等窘境。而 TRL 7 – 9 则是最高阶的系统整合以及作战环境测试,须由成熟的系统整合商,如美国厂商或台湾的中科院、汉翔来承约。

韩国的军事产业在经过20年的努力已开花结果,K9自走砲是这10年来最畅销的自走砲,其他装备也很受欢迎,尤其是波兰,是韩国武器的最大客户。(图/韩华工业)

然而目前台湾的情况囿于政府采购法及人才短缺,许多情况由中科院总揽 TRL 1 – 9 的专案。此状不仅使中科院过度承载台湾国防科技发展之责任,也将台湾研发型大学、产业界屏于市场之外,失去机会磨练在美国竞争所需具备的技术、管理、或竞标能力。以台湾人认为曾经落后于自己的韩国为例: 韩国航空宇宙产业株式会社 KAI (相当于韩国的汉翔),专门扮演国防承商最终端的系统整合的角色。其余像机体、航电等均不与各家厂商争利。台湾直到近年来才有所谓的航太 A-Team 这种产业链整合分工的思维,期盼今后情况会多加改善。

一个无法外销的国防产业,就是左手卖给右手,能拉动产业革新的溢出效应虽不能说没有,但影响有限,并无法降低打进美国国防产业链的门槛。以T-5勇鹰高教机为例,其延续经国号上面的航电关键技术。但由于该技术为美国公司所有,并受美国国务院输出管制,故目前除台湾国内订购 66 架外,不知未来是否能竞争国际高教机市场。反观韩国 T-50 高教机,与经国号同样沿用美国系统,但 KAI 的系统工程师自己重建 (re-engineer) 全套航电系统,以相同的需求重新走一遍系统工程流程,并与美国系统互相测试比较,成为韩国自建关键技术并纳入平台。

台湾目前工业实力,虽不求近期内达成全机、全舰外销,但也不可止于零件制造、维修、组装。下一步最需要的挑战,就是中间的 sweet spot,即掌握关键技术。政府在国防自主的战略下,必须把握国机国造、国舰国造、和军购等不同契机来促成关键技术和专业之筹获。

台湾国防长期以来以军购为主,目前除了利用军购的机制有效做技术移转,尚需整顿产业链竞争方式和教育体系。政府以院对于国防工业战略拥有决心及正确的方向,但在执行层面上,需循序渐进将许多积节已久的结构性问题加以厘清,改善产业结构以及深化台湾科学工程教育。这将会是本届和接下来几届政府都需连贯努力的大业。