专栏名称: 战略前沿技术
“战略前沿技术”公众号为远望智库旗下前沿资讯媒体。“远望智库”聚焦前沿科技领域,围绕军民融合、科技创新、管理创新等主题,开展情报挖掘、战略研究、规划论证、评估评选等工作,为管理决策、产业规划、企业发展、机构投资提供情报、咨询等服务。
目录
相关文章推荐
中国兵器工业集团  ·  国庆我在岗!致敬坚守岗位的兵工人 ·  3 天前  
战略前沿技术  ·  刚刚,2024年诺贝尔生理学或医学奖揭晓 ! ·  4 天前  
战略前沿技术  ·  我国8大新兴产业+9大未来产业发展分析 ·  6 天前  
51好读  ›  专栏  ›  战略前沿技术

美国国防创新体系分析 | 新品推荐

战略前沿技术  · 公众号  · 军事  · 2024-10-04 23:18

正文


  

 

电话 | 010-82030532    手机 | 18501361766

微信 | tech9999    邮箱 | [email protected]

美国国防创新体系分析

本文摘自《国防创新中的体系对体系竞争》| 论文书籍


一、MWS创新体系的演进


       


国防部通过其对武器系统的要求,在很大程度上依赖六大国防承包商(以及大量较小的公司)来建造和维护其MWS。然而,许多不经意的旁观者并没有意识到这种关系在多大程度上是相互依存的。对于MWS,国防部并不是简单地与供应商签订交钥匙产品交付合同。相反,国防部项目管理办公室(如F-35联合项目办公室)负责项目的运行,作为六大要素参与的创新子系统的焦点。六大要素中的每一个都可以被视为一个系统,由国防部要素互动的许多较小子系统(如单个业务单元,通常是特定的产品办公室)组成。分析这些构成DIS的子元素是有价值的,而不是假设波音公司或诺斯罗普·格鲁曼公司作为一个整体。在许多情况下,对创新体系的快速回顾显示,不同公司的子元素之间存在着无数的网络连接和合资企业,这表明这些公司根本不是正统经济学可能强调的那种纯粹的相互竞争。相反,它们基于特定创新子系统中的多个位置同时竞争和协作。

从分析角度来看,看到六大公司的各个业务部门有助于克服一些国防创新研究中的一个重要偏见:认为六大公司单独的规模不利于美国军事创新的步伐的倾向。这一假设是基于这样一种观念,即小型创业公司天生比大型公司更具创新性。这导致人们认为,国防部可以通过与小公司开展更多业务来提高其创新绩效。然而,这一说法并不完全准确。在所有行业中,创新实际上都会随着企业规模的增加而略有增加(然而,这种影响的规模很小,这意味着创新与企业规模的差异不大)。另一种解释是,国防部的官僚机构可能是美国军事创新的主要拖累因素,而不是与之互动的大小企业。

此外,正如已经强调的那样,创新体系分析表明,国防部各部门在运营层面与六大公司的各部门合作,而不是与公司实体本身合作,这进一步破坏了主要承包商的规模与创新步伐之间的任何假定联系。总体而言,有证据表明,无论是什么原因导致MWS的创新速度缓慢,都不太可能是企业规模本身。作者认为,国防部官僚机构对国防部如何使大型国防承包商成为加快创新解决方案的一部分没有给予足够的重视。

对六大公司的另一个批评是,他们缺乏主动创新。然而,这种观点忽略了MWS R&D的资金来源,这与其说是六大公司行为的作用,不如说是美国DIS的机构组织的作用。主要的国防承包商根据国防部的要求做一切事情,包括创新,无论是以产品R&D的形式还是以制造工艺创新的形式。与DUT创新体系不同,MWS很少有或没有从供应方面推动投机创新的需求信号。正如One Defense的创始合伙人斯蒂芬·P·罗德里格斯(Stephen P.Rodriguez)所说:

六大承包商规模惊人。他们能够以世界上很少公司[能够]的方式大规模执行大型项目,值得他们永远称赞的是,他们需要被赋予能力并得到支持来这样做。但是他们不会自己创新。他们不这么做的主要原因是政府没有改变它的要求。所以他们在说:为什么我要自己开发一些东西,而没有政府的需求呢?

罗德里格斯的评论强调了一个重要的事实:MWS子系统中的R&D是由国防部愿意资助的项目紧密驱动的。从长远来看,六大公司并没有受到R&D的限制,因为五角大楼几十年来一直在许多领域慷慨资助非常重要的R&D,包括雷达、隐身、先进电子设备等。相关的观察是,MWS采购的制度结构不支持投机性研发。因此,MWS创新体系不会以与DUT系统相同的方式运行,在系统中,生产者基于对用户需求的预期资助他们自己的R&D。国防部R&D合同的传统工具根本不支持国防承包商的投机R&D。

国防部直接赞助R&D的一个优势是国防部使用看得见的手来组织和协调R&D开支的各种方式。用看得见的管理协调之手取代看不见的市场之手,是奠定企业战略基础的一个重要研究主题,这在小阿尔弗雷德·d·钱德勒(Alfred D.Chandler Jr)的《战略与结构:美国工业帝国史》中有详细描述。钱德勒强调了管理的有形之手在开发企业内部创新能力中的重要作用。根据一位评论家的观点,“经济效率基本上独立于内部组织的错误观点在本书出版后不再成立。”然而,许多相同的经验适用于管理创新体系,网络是组织有形之手干预的主要机制。

在这里,R&D的协调以两种方式发生。首先,在不同的组织之间,特别是在创新体系中,存在着协调,以便产生相互补充和相互同步的R&D成果。正如马祖卡托(Mazzucato)所强调的,国防部擅长管理一些极其复杂的开发项目,这些项目包含许多需要按时到达的R&D元素,以便最终系统能够制造出来。因此,国防部避免了一些最严重的协调失败,这些失败是基于市场的R&D过程容易发生的,因为生产者无法协调他们对彼此R&D成果的共同期望。这些通常会导致R&D投资不足,损害整个创新体系的发展速度。以组织网络为形式的强有力的“看得见的手”是国防部避免这一问题的关键机制。

第二种协调形式是研发和最终用户需求之间的协调。国防部能够在其集中的需求基础上协调其研发支出,从而实现相对高效的创新需求拉动。商业市场流程也可以有效地将研发导向新产品的开发。然而,毫无疑问,市场过程通常会通过投机探索未能实现的需求领域来制造大量研发浪费。大量研究表明,绝大多数新的商业产品——可能超过90%——在市场上失败了。虽然国防部有自己的浪费来源,但它也有强烈的动机将研发预算明智地用于未来实际需要的系统。因此,对于MWS,国防部对研发的直接协调有助于减少将稀缺的研发资金用在国防部无意部署的系统上。

值得注意的是,MWS既是创新的焦点(理论上这使其成为创新的协调点和加速器),也是创新步伐的制约因素。后一种效应产生的原因是,国防部实体和六大巨头实体之间的常规协调将双方锁定在对方的做事方式上。以美国海军舰船等大型项目的维护实践为例。在很多情况下,六大巨头不仅是唯一有能力完成某类工作的企业,而且国防部对舰船维修工作的承包方式也会系统地影响承包商按照海军的时间表完成工作的能力。因此,海军与其主要承包商共同生产舰船维修服务,采用共同进化的常规方法来处理共同的任务。正如卡琳娜·M·费尔南多(Karina M.Fernando)所指出的,六大承包商和较小的国防部主承包商也必须保持自身的长期生存能力:

(国防部)超越全球竞争对手的国防战略……要求国防承包商为[国防部]开发产品和技术,以维护其优势。因此,国防承包商必须筹集和部署资金,用于技术复杂的国防产品的研究、投资和生产。具体的国防要求还要求承包商在决定从一系列产品和服务或国防和商业业务之间的转换中可行地追求什么时面临权衡。在一个新的武器系统建造的例子中,国防承包商必须进行资本投资来创建原型设计,希望赢得合同。那些失去合同的人面临原型资本支出的沉没成本。获得合同的人必须对生产进行额外投资,这可能受到项目资金水平的限制。这种武器系统的定制水平也意味着生产能力可能不会立即扩展到其他国防或商业项目。对于一个高度复杂的系统的相对较小的生产运行,这些承包商面临着潜在的巨大沉没成本。

当出现延迟时,它们有时是“双方面的问题”,国防部的合同实践与承包商一样应被指责创造了一个次优的系统。反过来,这些合同实践可能不遵循实际的国防部政策(被称为“没有实践的政策”),并可能受到软因素的推动,如国防部和主要承包商之间缺乏信任。例如,加快船舶修理时间表取决于国防部修正其自身与承包商协调的例行程序或修正与承包商的次优关系。

尽管六大公司之间确实存在官僚约束,但鉴于国防部错综复杂的官僚程序,有约束力的约束很可能通常在国防部一方。因此,加速MWS创新的一个关键途径仍然是改进目前限制整个系统速度的国防部官僚程序。轶事证据表明这种改进是可能的——例如,英国、法国和日本似乎与他们的主要国防承包商建立了更有成效的关系。

不考虑上游对R&D和制造业的投入,任何创新体系最终都会受到创新采用率的制约。因此,国防部的采用动态是一个特别重要的因素,它通过调整子系统的组合来调整整个MWS创新体系。前国防创新委员会主席埃里克·施密特(Eric Schmidt)表示,国防部“没有创新问题;它有一个创新采用的问题。”问题是,创新的约束性制约因素不在于直接外资银行中的生产者,而在于该系统的用户。

霍洛维茨对军事创新采用的分析强调,根据某些一般特征,军队采用的难度有所不同。这些特征因国家而异,因此对一个国家的军队来说困难的事情对另一个国家的军队来说可能并不困难。霍洛维茨声称,这取决于多个变量,比如一个军事部门的年龄。在一份补充分析中,马頔·亚当斯基声称,更广泛的国家文化因素也会影响一个国家的军队采用特定创新的意愿或不意愿。因此,国防组织的基本采用技能存在有意义的差异。

史蒂芬·彼得·罗森(Stephen Peter Rosen)提出,军官队伍的内部动态也在创新采用中发挥了作用。例如,美国空军可能不愿意采用无人驾驶航空系统(UAS),因为其高级军官主要是战斗机飞行员,他们倾向于将UAS视为对他们所珍视的职业群体的威胁。然而,伊朗空军可能没有这种限制,因为其破旧的战斗机队;“伊斯兰国”也不可能,正因为它没有空军。这意味着UAS被视为机遇而非威胁。

就其本质而言,MWS倾向于创建长期利益相关者群体,并鼓励他们抵制对这些项目现状的改变。这些群体倾向于支持增量创新,如延长特定MWS使用寿命的区块升级计划和该MWS的额外订单,这在一定程度上解释了为什么MWS开发出保持不变并在几十年内缓慢发展的创新子系统。美国海军的波音F/A-18超级大黄蜂和美国空军的A-10霹雳II(疣猪)项目都是美国无数其他系统的典范。这些群体有动机强烈抵制那些可能取代或转移其所属MWS资金的创新。用户拒绝替代创新是抵制的一个关键机制。前国防部长罗伯特·M·盖茨(Robert M.Gates)等对五角大楼官僚政治的第一手报道一直强调,各军种将在多大程度上保持其MWS的预算不变,强调国会在加强军种谈判地位方面发挥的作用。

总之,国防部具体部门对创新采用的态度是MWS创新体系行为的一个重要因素。在其他条件相同的情况下,这些因素往往会减缓MWS创新体系的发展。

新进入者是影响MWS创新体系发展速度的最后一个因素。新进入者可以分为两个不同的群体:作为六大公司分包商的国内边缘企业;和与六大公司竞争的主要外国公司。第一类边缘企业由六大公司依赖的国防专用产品和服务的分包商组成。这些组织也是整个国防创新体系的一部分,如果认为它们是静态的,那就错了。为六大公司工作的分包商的组合随着时间的推移而变化,例如当批量升级将新技术引入MWS时。因此,子系统的发展部分是通过引入新的边缘参与者实现的,这些参与者通常是MWS的分包商,因为这是向MWS引入新能力的主要方式之一。

另一组新进入者是来自盟国的主要国防承包商。虽然国防部在历史上只在非常有限的基础上处理非美国国防专业,但非美国专业的规模近年来一直在增长,并有可能对一些DIS子系统产生重大影响。一个长期运行的例子是BAE,它是美国海军陆战队从20世纪70年代开始的AV-8B鹞式跳跃喷气项目的重要承包商,正如本文前面提到的。BAE主要参与F-35闪电II的开发和生产,并且是国防部其他几个项目的主要承包商。BAE在美国也有重要的设施。

空中客车航空航天公司的出现是另一个例子。空中客车公司为美国空军加油机项目提供了强有力的竞争,一度赢得了A330多功能加油机运输公司(MRTT)的主合同,但最终该合同被波音公司的KC-46A飞马空中加油机和运输机推翻。然而,空军领导对KC-46A的重大延迟和子系统问题越来越失望,并决定购买KC-46A之外的MRTT。空中客车A400M Atlas运输机目前正在八个国家使用,作为洛克希德·马丁公司C-130大力神运输机的继任者。如前所述,空中客车公司还为密西西比州的美国陆军制造直升机。有了这样的项目,空客可能会成为美国DIS的重要影响者。

第三个例子是意大利造船公司Fincantieri,如前所述,该公司凭借其FREMM设计在2020年获得了美国海军星座级护卫舰奖。FREMM将进行重新设计,以满足美国海军的需求,并在威斯康星州建造。传统上,政策分析师将强调这些非美国主要公司在DIS中的竞争效应,这无疑是其影响的一个方面。然而,从创新体系的角度来看,同样重要的是他们为创新子系统带来的多样性。多样性意味着不同的操作方式,原则上应该提高这些系统的学习率。最后,非美国专业公司为美国DIS带来了新的潜力,因为它们带来了可与现有要素相结合的新能力。因此,它们的存在应增加美国DIS的创新潜力。


二、DUT创新体系的演变


       


尽管国防部主要使用相同的合同机制与不同的创新子系统进行互动,但很难夸大DUT和MWS创新体系在创新行为方面的差异。当然,随着时间的推移,这两个系统都产生了重大创新,但它们在如何创新方面有很大不同。

与MWS相比,DUT的一个关键区别是创新体系中的组织种类要多得多。DUT的景观由生产商用两用产品和服务的组织、大量的中间产品和大量的硬件和软件组成,还包括国际组织的大量存在。这些创新体系作为众多利基市场之一,服务于一些国防需求。

例如,大约10%的现场可编程门阵列(FPGA)用于国防应用,如航空航天、UAS、卫星、雷达以及情报、监视和侦察(ISR)系统。FPGA是军事应用中的一项重要技术,因为它们可以针对特定角色的高性能进行优化。然而,它们也是越来越广泛的商业应用中的一项重要技术,例如5G无线网络和自动驾驶汽车的硬件解决方案。这些商业应用占FPGA销售额的90%左右。

继续以奥什科什JLTV为例,进入JLTV的大部分组件都来自DUT创新体系。JLTV受益于最新的商业传动系统技术,而不是国防部的R&D投资。在这种情况下,国防部主要利用已经商业化的技术,然后以独特的方式组合和定制它们,以满足其特定的需求。事实上,尽管MWS生产商制造独特的国防产品,但这些产品包含来自供应链下游数千家分包商的组件,其中许多基本上都是DUT产品。

第二个相关因素是,DUT的生态系统比MWS更加“开放”。实体在更开放的系统中可以比在更封闭的系统中以更高的速度进入(和退出)。对美国来说,MWS生产者与计算机软件和硬件等行业之间存在着重要的对比,前者在过去25年中以合并和高度稳定为标志,后者以无数组织的进入和退出以及兴衰为标志,其中一些组织现在是家喻户晓的品牌。

此外,进入DUT领域的组织来源也是高度可变的,从初创公司到企业分拆,以及由一些最大的DUT参与者开发的新企业的持续流动。例如,亚马逊网络服务(AWS)现在是亚马逊最赚钱的部门,它于2005年作为一家内部企业成立。AWS对国防部授予微软的一份价值100亿美元的联合企业防御基础设施(JEDI)云服务合同进行了竞标并提起诉讼,JEDI随后被国防部取消。

当考虑多样性和开放性对创新速度的影响时,很明显,DUT的创新体系将比MWS的创新体系发展得更快,原因有三。首先,与由六大巨头主导的MWS市场相比,DUT市场的机构种类要多得多。在创新理论中,研究人员有时会利用自然选择的一个基本定理,该定理假定有机体的适应性增长率受其遗传变异的限制。这意味着当创新体系包含许多不同的组织时,创新体系会发展得更快,因为可能的变异范围比参与者少且变异少的系统更大——差异越大。例如,试错事件的范围越大,从经验中学习的速度就越快。

在DUT系统中,这种更广泛的差异部分是由系统的开放性造成的,它允许新的参与者在偶然的基础上进入。更开放的系统更容易在其内部形成新的组合和新的组织网络。例如,五角大楼的反简易爆炸装置(IED)特别工作组(最初创建于2006年的联合简易威胁防御组织)筛选了数百项技术,并购买了数十项技术,在一定程度上成功地减少了美国因IED造成的伤亡人数。这些产品中的大多数都是对COTS技术的改编。

DUT创新体系比MWS创新体系发展得更快的第二个原因是竞争压力。即使在MWS系统内,众所周知,竞争也会为五角大楼带来更好的交易。竞争的范围和强度与多样性问题有关,因为竞争通常是通过模仿创新和努力超越竞争对手而发生的。在商业部门,这一竞争过程得到了加强,因为商业部门的竞争是持续的。未来的市场领导者试图通过超越竞争对手的创新来逃避竞争,但在竞争中却被紧随其后的模仿者追赶。

事实上,国际比较研究的一个广为接受的结果是,特定国家的创新体系在面临最激烈的内部和外部竞争时往往更具竞争力。当企业面临竞争压力时,它们会发展得更快,因为它们必须在创新方面超过国际竞争对手,并且必须学习和适应新技术,包括外国技术。因此,当美国例行公事地努力在六大巨头之间产生新MWS合同的竞争时,DUT的创新体系是全球化组织的,并受制于全球竞争。美国的DUT供应商无法通过国防部的官僚程序避开国际竞争;他们必须在产品和服务的公开市场上保持持续的竞争力。阿什顿·卡特(Ashton B.Carter)在担任美国国防部副部长期间解释说:

在与我们的传统供应商合作重塑其商业模式和实践的同时,[国防部]还鼓励新的竞争来源以新进入者的形式进入我们的市场。新进入者更新和更新技术基础,并确保国防从新兴技术的主流中受益,特别是商业技术和源于小企业的技术。我们必须加倍努力降低准入门槛。我们正在解决许多此类障碍,例如不必要或耗时的文书工作,这也是“更好的购买力”计划的一部分,不仅仅是因为它们增加了不必要的成本,还因为我们希望让企业与我们做生意更容易。

因此,虽然美国在许多武器出口市场上缺乏竞争力,并且仅限于通过特殊安排、特殊关系或由于F-35等产品垄断向各国出售,但苹果和AWS在全球公开市场上销售产品和服务是有竞争力的。与军事能力不同,军事能力只能定期在实战中进行测试,DUT供应商每天都受到竞争的考验。DUT创新体系比MWS创新体系发展更快的第三个原因是,DUT系统基于对用户可能感兴趣的创新的猜测和洞察,从供应方主动推出新产品和服务。与基于有限的国防部R&D预算和一组预先定义的国防部要求进行R&D的过程相比,这种情况导致了更大的创新多样性,这是MWS新想法的典型探索方式。这导致了在DUT系统中投机基础上产生的大量新思想,这些新思想自然比MWS系统的变化更大,在MWS中,国防部的具体要求和(通常)较小的预算导致了较少的变化。

本文前面讨论的许多网络过程都涉及到将生产者与潜在的合作伙伴和用户联系起来,以探索市场上的各种想法。值得注意的是,一些分析师指出,由于商业市场通常比美国政府更大,引入新技术的复杂性也更低,一些初创公司不愿意与国防部合作,即使他们有潜在重大军事价值的创新想法。因为与国防部合作被认为会带来巨大的机会成本(即,不太关注发展更快、利润更高的商业市场),这些公司通常不愿意这样做。

尽管国防部试图有选择地模仿商业部门的一些技术开发和采购过程,但正如拉奥等人指出的那样,人们一致认为这些努力迄今为止取得的成功有限:

虽然最近国防部在获取新的创新资源方面取得了积极进展,但我们的受访者一致认为,这种活动缺乏成功实施所需的资源和机构支持。几个主题强调了协调新型创新方法(如众包、黑客马拉松、创新挑战等)的失败。),目前在国防部流行,具有军队的核心角色、使命和职能——实际上创建了一个自下而上创新的“替代宇宙”,该机构尚未以有意义的方式将其内部化。

简而言之,迄今为止尝试的新型创新方法很难在国防部系统中获得牵引力,因为该系统没有适当的补充流程来吸收所产生的创新。正如许多观察家所指出的那样,国防部采办流程对非传统采办工作提出了许多限制,注定了其中许多工作的最终失败,并认为它们仅仅是“创新旅游”,而不是真正的改革工作。因此,采办法律、规则和官僚主义做法经常阻碍国防部从参与快速发展的DUT创新生态系统中受益的能力。

这里的实质性问题是,为了利用国防部不是“中枢”的DUT系统,国防部需要实质性地改革其内部流程。对MWS来说,主承包商已经共同发展了一些流程,使他们能够应对——有些人会说是操纵——根深蒂固的国防部官僚流程。在MWS,与国防部做生意是必不可少的,相比之下,DUT创新体系的许多参与者已经找到了不直接参与国防部业务就能生存或繁荣的方法。




一网打尽系列文章,请回复以下关键词查看:
创新发展习近平 | 创新中国 | 协同创新 | 科研管理 | 成果转化 | 新科技革命 | 基础研究 | 产学研
热点专题军民融合 | 民参军 | 工业4.0 | 商业航天 国家重点研发计划 装备采办 | 摩尔定律 | 诺贝尔奖 | 国家实验室 军工百强 试验鉴定 | 双一流 | 净评估 
前沿科技颠覆性技术 | 仿生 | 脑科学 | 精准医学 | 基因编辑 虚拟现实 | 增强现实 人工智能 | 机器人 | 3D打印 | 4D打印 太赫兹 | 云计算 | 物联网 互联网+ 大数据 | 石墨烯 | 电池 | 量子 | 超材料 | 超级计算机 | 卫星 | 北斗 | 智能制造 不依赖GPS导航 5G | MIT技术评论 | 航空发动机 | 可穿戴 氮化镓 | 隐身 | 脑机接口 | 传感器 | 数字孪生
先进武器无人机 | 轰炸机 预警机 | 运输机 | 直升机 战斗机 | 六代机 网络武器 | 激光武器 | 电磁炮 | 高超声速武器 反无人机 | 防空反导 潜航器
未来战争未来战争 | 抵消战略 | 水下战 | 网络空间战 | 分布式杀伤 | 无人机蜂群 | 太空战 反卫星 混合战 电子战 马赛克战
前沿机构战略能力办公室 | DARPA 快响小组 | Gartner | 硅谷 | 谷歌 | 华为 阿里 | 俄先期研究基金会 | 军工百强
其他主题系列陆整理中,敬请期待……