晴時多雲

自由共和國》廖宏祥/中科院如何五年內量產三千枚飛彈?

圖為中科院發射雄三飛彈。(擷取自中科院官網)

廖宏祥/曾任麥道航太駐台代表、戰爭學院榮譽講座

雷霆2000是中科院飛彈火箭研究所為陸軍所研製的精準多管火箭武器系統。(擷取自中科院官網)

二千四百億元的「海空戰力提升計畫採購特別條例」於日前在立法院三讀通過;將購買岸置反艦飛彈、野戰防空、陸基防空、無人攻擊載具、萬劍飛彈、雄昇飛彈、海軍高效能艦艇、與海巡艦艇加裝武器。這是我國政府因應美方敦促台灣應採取不對稱作戰戰略、大量部署反艦飛彈和防空飛彈多年後的行動。國防部與中科院的配合雖慢了好幾拍,但仍不失為正確的方向。本文旨在提出一些計畫執行的建議。

台灣需要大量各類型飛彈

台灣為什麼需要大量部署飛彈?簡單的說,解放軍假如對台灣發動攻擊,合理的假設是所有的機場跑道和戰備跑道將被摧毀,就算空軍有快速修復的能力,敵軍仍可能持續攻擊我軍的跑道。在東部某山頭被挖空的佳山基地,解放軍滲透的特戰人員或第五縱隊,以肩射飛彈就可將其出入口封鎖。由於台灣沒有短場起降和垂直起降的戰機,前述想定發生時我軍現有的各型戰機將無法升空迎敵。

同時我方海軍的水面艦艇將被籠罩在敵軍水上、水下及空中的武力攻擊之下,就算沒有被擊沉,也將難以發揮戰力。因此台灣持續花費巨資建造水面艦艇的效益就值得商榷。舉例來說,解放軍近年來建造大量戰艦,其數量甚至已經超越美國海軍。因此美海軍陸戰隊已將反艦飛彈列為優先部署的武器。也就是說美軍將以解放軍廿多年前大力提倡的不對稱作戰,還治其人之身。

相對來說,台灣某種程度還停留在一百廿年前日俄戰爭中海軍對海軍的決戰思維,沒有準備現代的多領域作戰—即來自太空、空中、地面、海洋(含水下)、及網路全方位的威脅。因此台灣要花將近七百億元建造沒有反潛、且防空能力薄弱的塔江級艦,恐將成爲解放軍反艦飛彈的標靶。

公開的資料雖然沒有說我國要造多少枚飛彈,但從預算來看,應可造岸置反艦飛彈約二千枚,天弓三型地對空飛彈約六百枚,可攻擊對岸目標的雄昇飛彈約三百枚;還包含發射架、雷達、控制台等。而這些數量假設都是以美國軍售的類似飛彈單價作估算。若交由中科院自製,單價應會更便宜,產製的數量也會更多。但由如此多種類和數量的飛彈要同時生產,客觀及保守評估中科院現有的量產軟硬體能力及能量,在未來五年要依計畫時程完成生產目標,恐怕非得向外界取經不可。

中科院量產能力急需提升

中科院自從「航發中心」走入歷史後,基本上是一個飛彈研發單位。雖然有研發能力,但批量生產的製造能量不足。長久以來由於國防部沒有相當數量的訂單,中科院量產產能都僅維持小批量規模。從系統工程的角度來看,只能算是低速率初始生產(LRIP)。而從這個階段到全速量產(FRP)的規模要建立生產線時,至少需考慮以下事項:

品保及生產工程以同步工程參與設計評估及審查,執行量產可行性分析、工具需求及設計、物料需求、品質工程等評估;並明確定義設計工程、品保工程、生產工程、生產管制、物料需求規劃、與生產製造等各部門權責;另就其延伸之工具型架設計與製造、製造計劃、工程構型管理、設計藍圖融合、先進測試、檢驗設備建置引進、自製與採購規劃、供應鍊管理、物料與倉儲管理、及整合後勤支援(ILS)之產品生命週期(PLM)與企業資源規劃(ERP)系統等諸多必要之建制,其工作負荷不但多而且綿密龐大,不可小覷。

以上都是中科院迫切需要逐一客觀檢討的專業能量與經驗。而台灣民間產業最強的就是多樣、大批量生產,但中科院幾乎不曾向民間取經。中科院合併各聯勤兵工廠後,後者對大型複雜的武器系統由工程設計,轉至批量生產也並不內行;如此多樣且短時間内的軟硬體能量籌建,只會讓各項量產計畫的問題更加複雜。

中科院航發中心改制為漢翔後,過去數十年的本業為戰機研發與生產,和國際各大廠商用客機的開發與生產,對航太系統的量產已累積充分經驗。為避免浪費,並落實各項生產專案的管理,順利如期如質如量的達成目標,建議中科院立即引進漢翔及外部專家,就前述能力及能量詳細健診,並謀求系統性解決之道。

中科院需落實系統工程

系統工程是在一九五○年代至一九七○年代,根據美國空軍的洲際彈道飛彈計劃,和阿波羅登月計劃的需要而發展。歐美國家的航太暨國防工業也開始普遍採用。作為一種應用系統方法論,數十年來美國國防部的系統採購合約,無不以系統工程為依據。不但採購單位 (甲方) 使用,得標的合約承包商 (乙方) 也被要求據以執行。而歐美國家的科技業界早已將系統工程視為設計與建構系統的基礎。

系統工程的重點是在由系統概念開始,至系統處置的整個生命週期內,完整解決管理和技術問題的方法論。因此系統工程首先探討並確定需求或其規格;而該工作運用經濟效益、各種模式與模擬、及將來需求變更的可能性等諸因素來進行。系統工程的組成要素包括優化控制、權衡研究、可靠性分析、需求管理、架構設計、人性因素、變更管理、形態管理等。這些是建構良好系統的邏輯基礎,並且將各項產出結果量化,以確保系統開發及部署實施的成功。

許多國際組織與跨國公司已制定系統工程標準,或最佳實踐。如電機電子工程師學會(IEEE)、國際系統工程理事會(INCOSE)、美國太空總署(NASA)、波音、洛克希德馬丁等。這些標準及實踐可塑造成功開發實體系統的文化與環境。

研究表明,有效利用系統工程可以節省計劃預算的十|廿%。中科院雖然有所謂八大冊的系統工程手冊,但在具體實踐上與國際水準仍有相當距離。而系統工程的人性化因素,有助於管理人員誠實面對問題。因此落實系統工程亦應為中科院當務之急。

國防產業需實施IV&V

重大科技研發專案執行「獨立驗證與確認」(Independent Verification &Validation, IV&V),在西方國家已有近五十年的歷史。這個程序基本上是由甲方聘用獨立且有經驗的第三方,運用系統工程方法協助甲方和乙方及早發現問題,降低專案風險;確認科技研發的工程、詳細技術需求與規格;全時間監督及回報各面向的履約進展,評估系統的整體質量,證明系統的技術正確性,符合功能需求規格;並確保開發流程標準。

一九七○年代早期,美國陸軍實施了第一個IV&V用於保護彈道飛彈系統的計劃。到了七○年代末IV&V就已廣汎被工程業界採用。多年來已被美國聯邦政府的國防、交通、衛生等部門、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、歐洲太空總署(ESA)等單位,只要重大科技研發採購計劃牽涉高風險科技、人命安全、關鍵任務、和國家使命,都採用IV&V。

除了中科院需要量產的飛彈之外,「國機國造」與「國艦國造」等重大國防投資,其專案內容之各項需求規格、進度管理、研發及其產出等各項品質等必須落實嚴格管理。因此執行IV&V以協助政府全時間監督這些主要計劃的履約進展,變得迫切及重要。但國防部科研及軍種委托均無此機制,令人匪夷所思。透過IV&V的落實執行,不但國防部可緩解專案風險,避免科技研發不能滿足需求、延宕時程、甚至計劃失敗。而IV&V除了支持採購的管理決策之外,更能避免弊端。

政策建議

綜上所述本文作下列幾點建議:

一.為提升中科院量產能力,國安會應協調同屬於國防產業體系的漢翔、航發基金會盡速派遣生產專家籌組健診團隊,協助中科院找出改進之道,並加以落實。

二.中科院應要求所有副組長以上的工程人員,通過 INCOSE 或類似機構的線上訓練,並取得至少CSEP同等程度以上的證照,並將系統工程確實內化。

三.為確保國防武器系統研發的工程與製造品質的合規性,國防部及軍備局應要求所有重大國防研發與生產計劃都要實施IV&V。

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