臺灣國防自主最需補課的基本功:系統工程整合

臺灣國防自主最需補課的基本功:系統工程整合

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T-5教練機少量生產中,它源自IDF 經國號戰機,專家擔心完全沿用佈局與飛控系統,可能會有一些「不合身」的毛病。(圖/中時資料庫)

「無國防即無安全」是人盡皆知的常識,不過究竟是「外購」還是「自制」,一直爭議不休,一種素樸的看法認爲「爲何要把錢給別人賺?」所以主張自制的總是特別受歡迎,從雲豹裝甲車的「國車國造」,到勇鷹教練機的「國機國造」,再到自制潛艦、軍艦的「國艦國造」,幾乎是近十年的主流意見。那麼實際成品的性能如何?很多時候,是「如人飲水,冷暖自知」,國造裝備對比國際同型裝備的性能,其實看的出差距,只是大家願意給予掌聲,儘量不批評。

臺灣的國防工業有個明顯問題,就是軍備研發只侷限在極少數的專門單位,比如中科院、漢翔、臺船、聯勤。然而,健全的自主國防產業,應該與國內其他產業相輔相乘纔是,我們有着非常優異的電子設備與、半導體大廠,但是我們的自產軍用夜視鏡卻只有北約1980年代的水準,這就顯示臺灣的自主國防工業與民間產業界幾乎是毫無交集的平行線。

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軍備局在去年介紹TS-93夜視鏡,但是與同時期的夜視鏡相比較,這已是落後30年的水準,實在與臺灣發達的半導體光電產業差距很大。(圖/軍備局)

要將自主國防產業有效發展,甚至做大、做強,就必須充份建立跨行業的系統工程 。以下是轉錄自光華雜誌專文《臺灣企業進入美國國防產業煉的機會與挑戰》的部分內容,已獲得作者Eric Du先生、尹守紀先生的同意刊載。

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系統工程 (Systems Engineering)是一門涵跨多項科學、工程、管理等領域的學問,其貫穿整套大型系統(或產品)的生命週期。從分析客戶端的需求,到定義產品概念、拆解子系統和元件、系統驗證、系統整合等,都需由專業人才管理,以平衡風險、可靠度、效能、時間、與成本。系統工程的觀念是大型武器系統 (MDAP)、軌道運輸、汽車等工業產品所不可或缺的核心,同時也是目前臺灣產業界最薄弱的一塊。

本世紀的武器已從傳統的獨立系統,演進至「系統之系統」 (System of Systems)、到現在最尖端的 「着重軟體的系統之系統」 (Software-Intensive System of Systems),均能顯示系統工程管理的所提供的重要價值。在國防產業中,武備籌獲程序的述明任務需求、備案分析以及各項里程碑等步驟,均與系統工程管理的階段息息相扣。如果無法理解系統工程中的開發規劃 (Development Phasing)、系統工程程序 (Systems Engineering Process)、和生命週期整合 (Life Cycle Integration) 在武獲中扮演的角色,結果不僅是延宕浪費,更可能使產品開發窒礙難行。一個經驗成熟的系統工程經理,能帶領團隊將客戶作戰需求轉爲產品需求,並能將這些由需求導向的科技,與由時間導向的國會預算做出平衡。這不僅是門科學,更是個藝術。

臺灣目前有國防制造業、國防維修業、國防仲介業,卻仍未能建構出較爲完整的國防工業。工業體系的形成,仰賴紮實且深入的基本功,須有高度職業紀律和經驗資深的科學家及工程師,並由一套嚴謹的管理模式來發揮組織效益。臺灣雖擁有許多優秀的早期研發團隊,也具備享譽國際的製造廠商,卻遲遲未有能力開發一個可出售、附加價值高的系統或次系統產品。其中一大原因,即缺乏系統工程能力。

臺灣的產業環境有許多需要進步的空間。在臺灣除漢翔及中科院之外,國防企業仍以零件製造、機器維修、產品代理爲主,並未釋出因應產業升級的人才需求; 而臺灣企業不願投資於研發與產業升級,則是因爲臺灣國防市場小且高度集中,不符合商業利益; 不進入臺灣市場卻又無法競爭國際市場,因爲缺乏關鍵技術和專利; 而缺乏關鍵技術,又是因爲缺乏人才 (開始了雞生蛋蛋生雞的循環問題)。

而要如何打破上述之惡性循環,注入第一波人才,則是政府可以介入的面向。以美國國防廠商爲例,一名資深系統工程師底薪平均一年十五萬美金,而算入林林總總費用後,僱主需負擔二十萬美金左右。在產業轉型的過程中,這種價位並非臺灣一般企業能養得起,也毋庸藉自由市場機制自動矯正。 以臺灣過往的經驗來看,自由市場會讓臺灣國內的廠家互相內鬥削價競爭,結果最後一起收攤。

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政府短期內所能扮演的角色,在於盤點整個國防產業鏈結構的缺失,並領導臺灣衆多中小企業共同整合資源,以顧問方式聘用專業系統工程管理及武獲人才服務於產業鏈上多家廠商,讓國防工業可借重國外現有經驗加速成長。

臺灣經濟部一直以來都有與外國國防商推動工業合作案。工合屬於一種國際補償貿易,在許多國家均有相似機制,係指利用政府重大國外採購案,要求國外承商依採購總金額之某一比例,換算成工業合作額度,執行投資、採購、技術 移轉等義務性活動。然而較爲與人詬病的是,臺灣國防部並未在與外商簽署發價書之前的談判階段,利用買方利基要求潛在商源提供工合報價,以利政府盱衡需求及成本 (即所謂的「事前工合」)。使得大部分的工合案均是在事後,淪爲讓外商爲了沖銷工合點數而沖銷。臺灣國防部稱:「以往本部對外採購裝備時,各單位因不諳工合作業規定,常簽署發價書後才簽署工業合作協議書,導致失去與外商談判先機,只能獲得外商同意釋出之維修技術,無法獲得真正需要之關鍵技術」。不僅沒獲得關鍵技術,甚至連經濟部所規定的工合額度應至少達軍售案總價款 40% 之條陳,也未能履行。

反觀韓國在開發第五代戰機 KF-21,政府早已盤點今後韓國航太產業所缺乏之關鍵技術,並在事前列出工合項目、需求、以及受惠的本土業者。同樣的,在韓國 F-15K 戰機的開發過程中,工合額度佔總價款高達 70%。而這美金 33 億的工合額度,用在 30 個關鍵技轉專案、11 個零件製造項目,及 2 個倉儲妥善項目。共有 12 個韓國政府單位及廠家因此受惠。

臺灣政府在長期 (接下來的5~20 年) 的國防工業發展和人才培育上,更需比照美國的產業競爭制度,磨練臺灣企業進入美國市場。

美國國防部在檢定國防科技上面,使用所謂的「科技成熟度 」(Technology Readiness Level; TRL)做指標。TRL 分 1 至 9 級,循級而上者則越加成熟。 TRL 的重要性其一是 TRL 可作爲以使用者需求和工程完整度的驗收標準。其二,也是經常被忽略但至關重要的,是工業資源和機會的分配。TRL 1 – 3 級屬於實驗階段,投資風險高,應由研發型大學所主導,使碩博士以及教授可在相對安全但又創新的環境下,精進並貢獻所學。 TRL 4 – 6 級則進入基本系統整合、系統原型、以及系統測試。此階段投資風險仍存在但已較初階段爲低,應以產(官)學合作方式,讓臺灣企業磨練較爲入門的國防系統管理,並以投資或聘用的方式,延續培養研究型人才。使其不會面臨畢業即失業,或學非所用等窘境。而 TRL 7 – 9 則是最高階的系統整合以及作戰環境測試,須由成熟的系統整合商,如美國廠商或臺灣的中科院、漢翔來承約。

韓國的軍事產業在經過20年的努力已開花結果,K9自走砲是這10年來最暢銷的自走砲,其他裝備也很受歡迎,尤其是波蘭,是韓國武器的最大客戶。(圖/韓華工業)

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然而目前臺灣的情況囿於政府採購法及人才短缺,許多情況由中科院總攬 TRL 1 – 9 的專案。此狀不僅使中科院過度承載臺灣國防科技發展之責任,也將臺灣研發型大學、產業界屏於市場之外,失去機會磨練在美國競爭所需具備的技術、管理、或競標能力。以臺灣人認爲曾經落後於自己的韓國爲例: 韓國航空宇宙產業株式會社 KAI (相當於韓國的漢翔),專門扮演國防承商最終端的系統整合的角色。其餘像機體、航電等均不與各家廠商爭利。臺灣直到近年來纔有所謂的航太 A-Team 這種產業鏈整合分工的思維,期盼今後情況會多加改善。

一個無法外銷的國防產業,就是左手賣給右手,能拉動產業革新的溢出效應雖不能說沒有,但影響有限,並無法降低打進美國國防產業鏈的門檻。以T-5勇鷹高教機爲例,其延續經國號上面的航電關鍵技術。但由於該技術爲美國公司所有,並受美國國務院輸出管制,故目前除臺灣國內訂購 66 架外,不知未來是否能競爭國際高教機市場。反觀韓國 T-50 高教機,與經國號同樣沿用美國系統,但 KAI 的系統工程師自己重建 (re-engineer) 全套航電系統,以相同的需求重新走一遍系統工程流程,並與美國系統互相測試比較,成爲韓國自建關鍵技術並納入平臺。

臺灣目前工業實力,雖不求近期內達成全機、全艦外銷,但也不可止於零件製造、維修、組裝。下一步最需要的挑戰,就是中間的 sweet spot,即掌握關鍵技術。政府在國防自主的戰略下,必須把握國機國造、國艦國造、和軍購等不同契機來促成關鍵技術和專業之籌獲。

臺灣國防長期以來以軍購爲主,目前除了利用軍購的機制有效做技術移轉,尚需整頓產業鏈競爭方式和教育體系。政府以院對於國防工業戰略擁有決心及正確的方向,但在執行層面上,需循序漸進將許多積節已久的結構性問題加以釐清,改善產業結構以及深化臺灣科學工程教育。這將會是本屆和接下來幾屆政府都需連貫努力的大業。