【特邀专栏】军民融合系列谈之五：洛克希德•马丁公司商业民用技术与产品体系研究
洛克希德•马丁公司商业民用技术与产品体系研究
张京男 蒋佳玲 蔡闻一
中国运载火箭技术研究院研究发展中心
本文由《军民两用技术与产品》杂志和作者共同授权发布，刊登于《军民两用技术与产品》2014年第8期
美国洛克希德•马丁公司（简称“洛•马公司”）的民用技术与产品涉及商业应用技术、研发技术和未来前沿技术等方面，形成了多个完整的商业民用技术与产品能力体系。分析、研究其商业民用技术与产品体系，可为我国军工企业在民用领域的产业规划与拓展提供参考和借鉴。
公司总体能力概述
目前，洛•马公司是美国最大的国防工业供应商，2013年员工总数为11.3万人，收入达454亿美元。其核心军事装备的研制与生产备受关注，是世界级的系统集成商。除军用领域之外，面向美国国内外市场的政府与商业客户，洛•马公司在民用领域也具备巨大的盈利与拓展空间。例如，在信息技术方面，洛•马公司掌握了先进的数据分析能力与网络化技术，达到全球领先水平；在政府服务方面，其长期为政府提供一体化综合业务服务；在新能源方面，其主导了大规模能源工程的应用；在先进制造技术和纳米技术方面，其实现了重要技术突破。
商业民用技术与产品分类分析
洛•马公司的商业民用技术与产品主要涉及信息技术（IT）、新能源、纳米技术、增材制造和先进探测等5大领域，其在每个领域的主要能力优势与市场开发情况如下。
一、IT能力
长期以来，洛•马公司都是美国政府IT产品和服务的最大供应商，具有强大的网络安全系统建设能力。
1. 信息管理
（1）商业航空管理
洛•马公司为美国、欧洲和亚洲等国家或地区的政府提供陆、海、空交通运输管理方案，其航空管理系统产品管控着全球60%的航空交通和80%的海洋空域。
①机场管理系统
洛•马公司开发的Chroma机场管理系统方案是目前航空领域唯一的全面集成机场系统运行工具集，可供工作人员进行机场日常操作与协同，是目前全球公认的最优解决方案。其核心功能包括乘客队列数据库、机场控制区-航站楼的数据存储与分布、行李与乘客流动预测、飞行信息显示屏、机场安保人员与设施管理、机场营业记账、机场控制区调度、机场运营智能汇报等8大分系统，主要客户包括阿联酋迪拜国际机场、挪威国营机场网络开发商Avinor公司、英国国内最大的机场运营商——曼彻斯特机场集团、多伦多皮尔逊国际机场等。
▲ Chroma机场管理系统工作图
②海洋空域交通管理系统
洛•马公司的Ocean21TM海洋空域交通管理系统集成了多种航空飞行设计概念，提供海洋空域交通管理服务，主要应用在美国联邦航空管理局（FAA）海洋航空管理系统上，并借助GPS技术实现了自主绿色飞行和降落，可减少油耗、碳排放和噪音污染。
③航空交通管理系统
长期以来，洛•马公司一直是美国和英国航空交通管理系统的供应商。目前，其SkyLine®系统第5代产品已经面世，并在哈萨克斯坦、韩国、新西兰、阿巴尼亚、中国等国家和地区得到广泛应用，产品的安全性、可靠性与灵活性大大加强。其类似产品还包括SkyLineEnterprise™、航线自主优化系统ERAM等。
（2）事件预测
LM WISDOM™产品是洛•马公司开发的1种用户可定制的用于网络与社会媒体监控与分析的综合方案，可将社会媒体作为情报源，区分高价值信息和普通信息。在消息网站、信息订购网站、数据库、互联网、博客、微博等媒介上，LM WISDOM™可自动捕获并存储结构化、半结构化，以及非结构化的“大数据”，支持大量多语言数据的跟踪、事件的监视、关联、归集和索引，并进行数据的搜集、处理与管理。在实际应用中，LM WISDOM™可在72h内将毒品、武器和人口的非法交易、有组织犯罪、帮派行为或暴力等事件搜集并生成可靠的分析报告，还能按客户要求完成方案设计和定价，适用于小规模群体用户或大型企业集团。
（3）人力资源管理
洛• 马公司长期为美国政府和企业提供人力资源服务，开发了招聘与雇佣软件系统方案StaffAcq360™，帮助用户招揽并评估市场人才，从而满足用户的人才需求。该系统集成在洛•马公司的社区云平台上，而对这些数据的管理能力正是得益于对国防安全数据的优秀管理技能。
（4）长供应链项目管理
2011年，洛•马公司被美国国家科学基金会选为美国南极考察项目的主承包商，为大学、科研机构和其它国家的科考项目制定综合物流计划、运营基础设施并负责整个长供应链的管理，包括工作站、医疗站、通信、车辆运输、船运、居住、科考船等，协助700多名科研人员开展了100多项科研项目。
此外，洛•马公司的人口普查系统持续为美国、英国、加拿大等国家提供服务；与澳大利亚列车铁轨公司联合开发的澳洲火车管理信号系统也已安装于火车驾驶室内，可提高铁路容量和管理安全性等。
2. 云计算
2009年11月，为了加强云计算服务的开发，洛•马公司成立了集成领先商业IT科技的网络安全联盟（LM Cyber SecurityAlliance）。其成员包括：施耐德电气旗下的APC、CA IT管理软件公司、Cisco互联网方案供应商、戴尔公司、EMC信息存储资讯科技公司、惠普公司、英特尔公司、Juniper网络公司、迈克菲网络安全公司、微软公司、NetApp公司、VMware公司、Symantec公司，以及Trustwave公司等。其中，已注册的安全云计算产品SolaS®系统方案包含了社区云、私有云、混合云3种服务的软件与硬件设施。
2013年，洛•马公司获得了美国FedRAMP（联邦政府风险与授权管理计划，是检验美国联邦政府云环境安全性的验证标准）联合授权董事会授权，正式开始向政府机构、能源组织、工业部门和商业实体等客户出售云计算服务。
3. 医疗行业
（1）数据分析
洛•马公司研制的卫星、战斗机、导弹防御系统、作战舰艇等装备上的传感器会产生大量数据，而人体的基因组也包含着海量数据。洛•马公司的生物技术策略师、健康与生命科学团队及其首席科学家组织各行业专家，利用“大数据”技术分析和研究DNA、遗传图谱、生物特征、相似基因组病人病史等数据，确认生物进化趋势、检测疾病、预测病症或病人对药物的反应，最终确定成本可控的有效、全面治疗方案，实现了现代医学和健康护理领域的新突破。例如，洛•马公司与外部医学专家合作，通过分析病人的关键特征，开发出1套可预测败血症的方案，预测时间比当前流行的方法短14h~16h，正检验可靠性提高19%，负检验可靠性提高76%。未来，洛•马公司还计划将先进的计算技术应用于医学和健康护理市场，进行癌症、心脏病诊断，以及基因风险预测等，市场前景广阔。
（2）健康管理
多年来，洛•马公司一直都是政府保健项目的主要供应商。随着医疗数据存取的电子化，医疗机构需要在保证安全存储的基础上提供分析能力，从而优化传统治疗模式和疾病研究工作。目前，洛•马公司约有2000人从事医疗保健工作，包括软件系统研发、医学鉴定等业务，每年可创造约10亿美元的收入。2013年，洛•马公司在美国马里兰州巴尔的摩市成立了1个约有500名工作人员的保康中心，用以扩展在医疗领域的业务，据预测，该业务未来极具潜力。
4. 生物识别技术
多年前，洛•马公司的生物识别技术就已被应用于美国联邦情报局（FBI）指纹自动识别系统。目前，洛•马公司正在为FBI分阶段研制并配备新一代生物识别（NGI）系统，将为执法人员提供更为精准和丰富的指纹识别服务，并对特殊群体指纹进行快速搜查，如通缉犯、恐怖分子、性犯罪人员等。为了开发NGI系统，洛•马公司与美国埃森哲公司、英国BAE系统公司信息技术分公司，以及2家从事信息管理与技术的小型美国企业进行了合作。
二、新能源开发
1. 智能电网
洛•马公司计划利用其在实时指挥控制、系统集成、态势感知等方面的技术和作战经验，设计出1套从最初的需求定义，到架构设计、软件升级，以及整个项目的生命周期管理的企业智能电网完整解决方案——SEEsuite，以应对不断变化的监管要求、高峰负荷，并维持电网稳定。
SEEsuite包括需求响应管理技术（SEEload）和企业电力管理技术（SEEview）等2种系统。SEEload系统通过动态载荷管理来保持电网可靠性并节约成本，通过强大的分析引擎，采用自适应算法，可帮助电力市场控制价格暴涨，调节用电高峰期载荷过度等问题，适用于智能电网和家庭区域电网部署。SEEview系统为客户提供业务实时信息与图像，仅需1个浏览器即可监控所有关键系统，实现企业范围的“态势感知”，可优化发电结构、监控碳排放足迹、提升客户满意度和企业盈利能力。
洛• 马公司还通过集成前线机场基础设施电力系统计划（ISBPS）、混合智能电力计划（HI Power）和环境安全技术认证计划（ESTCP），提供智能微电网解决方案。当遇到电网故障、攻击或自然灾害时，智能微电网将从并网模式转换到“孤岛”模式，分析电力中断情况并输送电力到关键领域保障其正常运行。
2. 自然能源
（1）海洋热能转化（OTEC）
洛•马公司的OTEC项目利用具有低沸点的液态氨在封闭系统中通过热交换器在表层海水中加热沸腾产生蒸汽，驱动涡轮机转动发电；而海洋深层冷水被泵抽送至另1个热交换器，将氨蒸汽冷凝回液态，从而循环提供电力供应。2009年，美国海军基础设施司令部（NAVFAC）授予洛•马公司1项OTEC试验型发电厂工程开发合同。洛•马公司调动了其航天系统事业部、海事系统与探测器事业部的技术优势力量，并广泛寻求工业团队、大学与科研机构的帮助，联合10余家拥有专业技术的成员企业共同拓展OTEC商业化应用。2013年，洛•马公司与某跨国公司签署了1项价值2000万美元、容量达10MW的OTEC发电厂工程初始设计合同，建设地点位于中国海南省。
（2）潮汐能
洛•马公司利用水下涡轮机装置来捕获由潮汐导致的海平面周期性升降所产生的动能和势能。2014年3月，洛•马公司与总部位于新加坡的亚特兰蒂斯资源有限公司签署了1项协议，为其新一代涡轮机的偏航和变桨系统AR1500提供了详细设计要求和系统集成支持。AR1500预计将部署在英国苏格兰北端的彭特兰湾，服务于目前全球最大（400MW）的潮汐能发电项目——MeyGen。
（3）波浪能
洛•马公司通过与波浪能开发领导者——海洋动力技术公司（OPT）合作，设计开发了PowerBuoy®系统。该系统包括2个主要部分：直径1.5m、高1.5m的浮标和高9m的晶石固定浮标。当浮标随海浪上下跳动时，会拖动晶石形成机械力，再通过1个回转马达和发电机转化为电力。2014年2月，洛•马公司与澳大利亚维多利亚波浪合伙有限公司签署了1项62.5MW波浪能发电项目合作协议。该项目是迄今全球容量最大的波浪能利用项目，使用了PowerBuoy®系统，可满足1万户家庭的供电需求。
（4）风能
洛•马公司开发了3种风能利用智能工具。
其中，WindTracer是用于大气环境研究的激光雷达技术，主要用来侦测风情和飞机尾流，可应用在机场、风力资源评估和气象研究等方面。2002年以来，该系统已为超过100万个航班的安全飞行提供了保障，成为香港、东京、大阪、伦敦、纽约、旧金山、拉斯维加斯等机场首选的激光雷达传感器。
WindOptimizer可部署在多触点的操控中心，台式机和移动设备等计算平台上。其集成了来自WindTracer激光雷达的实时数据，对短期（如0.5h）风况进行高精度预测，目前已通过多个项目论证。
Wind Prospector集成了WindTracer激光雷达数据，为风电场开发商提供风力资源评估，包括地形跟踪风地图、垂直切变信息、时间序列测量、功率预测等，最终用于风力涡轮机的选位与优化，以预测未来风电场的性能，降低投资者的借贷风险。
3. 核能系统
洛•马公司将核潜艇和航母中使用的最具安全性的操控系统及先进的数码软件解决方案应用到商业核能发电工业中，使核能成为比其它能源更加安全的能源。基于现场可编程门阵列（FPGA）技术，洛•马公司与国核自仪系统工程有限公司联合研发出新一代核电厂安全级仪控系统平台（NuPAC），其独特的系统结构设计，提升了核能的安全性和可靠性。
三、纳米技术
从2007年开始，洛•马公司内部研发了一系列纳米前沿技术，并与科研院所、政府机构等开展了技术与产品合作。
1. 电子器件与传感器
洛•马公司依靠自主研发的碳纳米管（CNT）纤维技术专利，开发了NRAM®（纳米随机存储器）阵列及容量达到1GB的NRAM设备，可替代当前广泛应用的闪存，未来将替代标准的动态随机存储器芯片，尤其可用于宇航和防务中的抗辐射功能和高性能服务器。同时，洛•马公司还研制出了抗辐射且具有化学和热稳定性的碳纳米管场效应晶体管。
洛•马公司还研制了基于CNT的化学传感器平台，并正在研制可检测多种分析物的单片机阵列，可用于载人航天器的生命保障系统、工业化学检测、医疗诊断等方面。
此外，洛•马公司还研发了CuantumFuse®纳米铜焊料，其加工温度在200℃左右，电性能和热导率比目前使用的锡焊料提高了10倍。目前，有关部门正在评审其在军事和商业系统中应用的可行性。
2. 能量存储
洛•马公司的先进材料与纳米技术团队正在研制高效能、低成本的硅碳纳米结构，用于设计新型能量存储方案。其研制的新一代锂离子电池采用纳米硅阳极，电容量可达当前碳电极材料电容量的4倍，同时重量减轻80%，可在很大范围内替代当前的碳电极。
洛•马公司研制的超级电容器可实现快速充放电，商业化储能应用包括轻轨的再生制动系统、电动汽车与混合电动车负载均衡、大规模电网等。其全资子公司应用纳米结构解决方案（ANS）有限责任公司正联合电力系统和超级电容器制造商对电池性能进行改善和开发，并推广其商业化应用。ANS公司利用碳纳米结构（CNS）技术大大降低了蓄电池组的充放电成本，以及液流电池系统的成本。目前，ANS公司进行的实验非常稳定，其将继续优化材料选择和电极设计，进行全寿命周期实验，并探索将此技术授权给商业合作伙伴。
3. 多功能材料
ANS公司可批量生产结构属性和导电属性都非常优秀的CNS，已用于“朱诺”木星太空飞船太阳能电池阵支架上的静电放电防护罩和静态耗散致动器盖，以及滨海战斗舰上保护复合材料部件免受电击。目前，洛•马公司的CNS产品获得了美国环境保护局的授权，可进行商业销售，应用范围涉及防务、宇航、汽车、商业等领域。
2013年，洛•马公司自主开发了带有纳米级孔洞的石墨烯，可用于高效过滤，以获得高纯度水，并取得了美国专利商标局授权的1项专利Perforene™。
四、增材制造
2008年经济危机后，美国总统奥巴马推进“制造业复兴”计划。截至2014年5月，美国制造业实现连续12个月增长，经济复苏势头旺盛。目前，洛•马公司正大力开发应用型3D打印技术，以使设计人员能在工厂通过增材制造模式，按设计图直接生产出符合标准的零部件，大大缩短时间，减少原料用量。目前，洛•马公司已通过3D打印制造出了钛金属卫星部件，并正在评估哪些卫星或太空飞船部件可以通过3D打印制造，以节省外包生产成本。未来，洛•马公司将利用3D打印技术制造更复杂的部件。
五、先进探测技术
1. 重力梯度仪
30年前，洛•马公司研制出了世界上唯一可通过测量地层密度细微差异分析地下或海底地质结构信息的移动式重力梯度仪，其重力梯度数据对烃类沉积岩和矿石矿体的指示尤为显著。近10年来，洛•马公司大力推广移动式重力梯度仪的商业化应用，由飞机、舰船和潜艇平台搭载，服务于资源勘察和开采。同时，该产品也可在军用领域应用于探测各种地下工事。目前，大约已有10余套该产品被美国商业公司应用于开采金属等矿产。
▲ 重力梯度仪，以及其陆地、海洋资源勘探作业现场
2. 无人水下探测系统（AUV）
洛•马公司研制的Marlin®无人水下系统配备了传感器和自主工作系统，可用于海底勘察，绘制水下304m深度的高分辨率3D海底地形结构，帮助进行石油和天然气的开采和管线铺设，且无需潜水员或吊装设备。目前，该系统用户包括美国军方和私营企业，并已应用于墨西哥湾的若干商业勘察任务中。
启 示
一、先进的IT平台和强大的信息管理能力有利于打造出广泛的军用或民用产品
将IT平台与技术能力移植到政府或其它民用项目中，可对各行业的“大数据”进行科学分析，得出数据背后的有价值信息，例如，可应用于医疗分析、人口普查、犯罪活动等。前沿网络应用环境研发在为政府、军方或军工网络运行带来革命性变化的同时，也必将催生出巨大的商业价值，如“云计算”中的私有云、公共云。而信息系统管理能力与武器装备的设计研制相似，均需设计并维护大型系统工程的体系架构。例如，航空交通管理、长供应链项目管理等。
二、军工企业开发商业化新能源产业未来潜力巨大
军工企业开发新能源产业的潜力主要体现在：新能源是1种必须通过宏大的规模才能产生效益的产业，需要新技术、新服务、大型设施、区域布局的总体方案设计，即需要完成多种行业融合的全面系统集成工作。而军工企业具有较为丰富的总体设计基础和技术开发能力，具有进入新能源行业的基本要求。优质的新能源项目方案将产生持续性的经济效益和较低的运营成本，同时也是政府大力倡导和投资的领域，已成为未来应对传统能源短缺和环境污染的必然选择。
三、开发自主知识产权的高价值前沿技术是技术转化的前提条件
综上所述，洛•马公司众多民用产品都拥有注册商标或专利技术，如NRAM®、Marlin®等，这些技术由洛•马公司自主开发或与其它商业公司联合开发。我国军工企业发展民用产业的市场规模大于军品市场规模，竞争环境也更复杂，在这种产业环境下，不具备市场竞争力与高价值前沿技术优势的产品终将会被淘汰。因此，必须打造专有的技术优势并将其产品化，才能真正实现民用产品的商业价值。
结 语
从某种意义上而言，洛•马公司是1家综合性军工集团，在将防务能力转化为民用能力的同时，其通过积极探索，研发商业民用技术与产品，并争取商业化收益，实现了军工企业自身能力体系的价值最大化，其相关做法对我国军工企业民用产业发展的规划与拓展具有参考和借鉴意义。
（来源：《军民两用技术与产品》，作者：张京男 蒋佳玲 蔡闻一）
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