F-35單價(jià)已低于四代機(jī)，其成本控制是如何實(shí)現(xiàn)的？

長(zhǎng)期以來，F-35由于高昂的采購(gòu)價(jià)格而一直備受爭(zhēng)議。其中，飛離成本（一般包含機(jī)體、航電與發(fā)動(dòng)機(jī)，在我國(guó)稱為出廠價(jià)格）是采購(gòu)成本（在飛離成本基礎(chǔ)上還增加了附件、初始備件、保障設(shè)備等）的重要組成部分。

2007年低速率初始生產(chǎn)第1批次的F-35A飛離單價(jià)高達(dá)約2.5億美元（包含發(fā)動(dòng)機(jī)），為解決這一問題，F-35主承包商洛克希德-馬丁公司積極采取多種措施，經(jīng)過十多年的努力，飛離單價(jià)逐步得到了有效控制。

在最近的一筆采購(gòu)中，三種型號(hào)478架F-35的采購(gòu)價(jià)為340億美元，包括第12、13和14批次的F-35戰(zhàn)斗機(jī)。這份合同表明，F-35的飛離單價(jià)得到有效控制。其中第13批次的F-35A的單價(jià)達(dá)到7920萬美元，使該型號(hào)F-35單價(jià)首次低于8000萬；而第14批次F-35A單價(jià)7790萬，較第11批次的價(jià)格總體降低了12.8%。此外，第14批次的F-35B和F-35C的單價(jià)分別為1.013億、9440萬美元，比第11批次分別降低了12.3%和13.2%。而且，F-35A采用嵌入式傳感器和瞄準(zhǔn)吊艙，因此單價(jià)包括這部分設(shè)備的費(fèi)用，比四代戰(zhàn)斗機(jī)而言省去了增加這些設(shè)備的采購(gòu)和維護(hù)費(fèi)用。

F-35從第1批次到第12批次飛離成本的顯著變化，首先應(yīng)當(dāng)歸功于學(xué)習(xí)曲線的降低。學(xué)習(xí)曲線也稱為經(jīng)驗(yàn)曲線，表示隨著產(chǎn)品累計(jì)產(chǎn)量的增加，單位產(chǎn)品的成本會(huì)以一定的比例下降，其主要原因在于：生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)提高了人員操作速度、降低了報(bào)廢率和更改率、改進(jìn)了操作程序、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)帶來模具設(shè)計(jì)的改進(jìn)等。

通過學(xué)習(xí)曲線，F-35提高了制造效率，生產(chǎn)飛機(jī)所需的平均工時(shí)逐漸降低：當(dāng)F-35生產(chǎn)了45架時(shí)，每架飛機(jī)工時(shí)約為90000小時(shí)；而當(dāng)總產(chǎn)量為90架時(shí)，每架飛機(jī)工時(shí)已降低到約70000小時(shí)，平均工時(shí)下降22%左右，下降比例與學(xué)習(xí)曲線規(guī)律基本吻合。

F-35飛機(jī)工時(shí)降低曲線

而當(dāng)產(chǎn)量繼續(xù)增加，學(xué)習(xí)曲線帶來的成本降低已趨于飽和時(shí)，F-35的成本降低手段開始轉(zhuǎn)移到制造技術(shù)上，首先是采用精益制造原則，包括脈動(dòng)生產(chǎn)線、強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化工作；其次是在工程和制造技術(shù)的開發(fā)與實(shí)踐中應(yīng)用數(shù)字線索。

脈動(dòng)生產(chǎn)線類似于生產(chǎn)汽車產(chǎn)品的流水化作業(yè)，這種方式通過對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)資源的合理規(guī)劃與整合，可以有效提高工人熟練程度、提高飛機(jī)裝配效率、改善產(chǎn)品裝配質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)低成本、高質(zhì)量和快速響應(yīng)制造。

洛馬于2003~2004年建成了F-35的脈動(dòng)生產(chǎn)線，后來又建立了F-35各個(gè)大部件的集成裝配線。2016年，美國(guó)總統(tǒng)特朗普要求繼續(xù)降低F-35生產(chǎn)成本，洛馬又大幅增加了F-35生產(chǎn)線。到2018年，美國(guó)F-35生產(chǎn)工廠已經(jīng)達(dá)到能同時(shí)裝配100架的標(biāo)準(zhǔn)。

F-35脈動(dòng)生產(chǎn)線

標(biāo)準(zhǔn)化工作方面，洛馬使用了許多通用工具，雖然F-35為實(shí)現(xiàn)高度通用化付出了很多研發(fā)成本，但最終確實(shí)現(xiàn)了高度通用性，其任務(wù)系統(tǒng)通用性達(dá)到100％，飛機(jī)系統(tǒng)達(dá)到70％，機(jī)身結(jié)構(gòu)的通用性也有約20％。其好處是在生產(chǎn)階段節(jié)省約30％的總體生產(chǎn)成本，因此之前付出的研發(fā)成本并沒有白費(fèi)。

這些先進(jìn)制造措施的應(yīng)用使洛馬在2023年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)160架F-35的最終目標(biāo)有望實(shí)現(xiàn)。

而“數(shù)字線索”技術(shù)是由美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）和洛馬公司在F-35發(fā)展初期提出的，洛馬將其定義為在工程、制造和維護(hù)階段創(chuàng)建、使用和重用3D模型，F-35的開發(fā)和早期生產(chǎn)也受益于分階段采用數(shù)字線索。

F-35數(shù)字線索

在數(shù)字線索的第1階段，工程部門生成出精確的3D工程模型和2D圖紙。合作伙伴與供應(yīng)商模型、3D工具設(shè)計(jì)、圖紙、規(guī)范和相關(guān)分析數(shù)據(jù)都發(fā)布到一個(gè)通用的產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)中，用于訪問和配置集成。

第2階段是構(gòu)建工程數(shù)據(jù)以支持工廠自動(dòng)化，如自動(dòng)鉆孔和機(jī)器人涂層應(yīng)用等。其中自動(dòng)鉆孔占F-35所有鉆孔的20％，其效率比手動(dòng)鉆孔快4倍，質(zhì)量幾近完美，并具有出色的可重復(fù)性；而使用機(jī)器人替代手工向進(jìn)氣道外表面噴涂隱身涂料可節(jié)省數(shù)十小時(shí)的工時(shí)，可為每架飛機(jī)節(jié)省6000美元。

第3階段是將數(shù)字線索的內(nèi)容直接提供給機(jī)械師，以創(chuàng)建諸如圖形化工作指令之類的產(chǎn)品，并通過光學(xué)投影技術(shù)將圖形化的工作指令投影到飛機(jī)相應(yīng)的部位上，在視覺上指導(dǎo)車間機(jī)械師或外場(chǎng)維護(hù)人員。

第4階段是使用先進(jìn)的非接觸式計(jì)量技術(shù)來驗(yàn)證制成的結(jié)構(gòu)是否符合設(shè)計(jì)，該技術(shù)可在生產(chǎn)早期階段就識(shí)別出工程的偏差，并快速糾正它們，通過阻止缺陷流向下一階段來降低成本。

光學(xué)投影將工作指令直接投射到工作界面上

除采用先進(jìn)制造技術(shù)，在政策方面F-35還制定了專門的成本削減計(jì)劃，包括針對(duì)機(jī)體的可負(fù)擔(dān)性藍(lán)圖計(jì)劃（BfA）等。

BfA的建立之初，旨在通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝和技術(shù)，逐步減少F-35的單機(jī)成本。按照這項(xiàng)計(jì)劃，洛馬、諾格和BAE系統(tǒng)公司在2014~2016年間投資1.7億美元，用于改進(jìn)升級(jí)生產(chǎn)與裝配設(shè)備，主要針對(duì)一些只需較少投資就可以在短期內(nèi)獲得較大回報(bào)的項(xiàng)目，例如座艙蓋邊框制造系統(tǒng)、緊固件安裝現(xiàn)場(chǎng)鏈接系統(tǒng)、激光燒蝕系統(tǒng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等，明顯實(shí)現(xiàn)了成本節(jié)約。截至2017年1月，F-35項(xiàng)目共確定了270個(gè)成本削減倡議，其中204個(gè)來源于洛馬、諾格、BAE系統(tǒng)公司和其他次級(jí)供應(yīng)商。

BfA計(jì)劃已經(jīng)在第8批次生產(chǎn)中為每架飛機(jī)節(jié)省了26萬美元，第9批次中節(jié)省110萬美元，第10批次節(jié)省170萬美元；而從第11批次起，每架飛機(jī)將節(jié)省280萬美元。這些節(jié)省將在未來的批次中延續(xù)，在整個(gè)生命周期內(nèi)總計(jì)節(jié)省約40億美元的采購(gòu)成本。

在采購(gòu)方面，F-35推行大宗購(gòu)買（BB）/經(jīng)濟(jì)訂貨量（EOQ）策略來降低采購(gòu)成本。其中，EOQ指政府提供早期資金，使承包商可以向組件級(jí)別供應(yīng)商下大批量訂單，最大化生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模。預(yù)計(jì)這樣的采購(gòu)將實(shí)現(xiàn)約20億美元的節(jié)省，而在蘭德公司的評(píng)估中，EOQ資金在項(xiàng)目總額約4%最合適，這些初始投資可以產(chǎn)生約80%的節(jié)省。

2017年，F-35項(xiàng)目辦公室發(fā)布了《F-35經(jīng)濟(jì)可承受策略》計(jì)劃，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目在研發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)階段中已經(jīng)實(shí)施、正在實(shí)施和計(jì)劃實(shí)施的經(jīng)濟(jì)可承受性措施進(jìn)行了回顧與展望，而目前最新的采購(gòu)合同則成功驗(yàn)證了這一計(jì)劃。

目前國(guó)際市場(chǎng)上的戰(zhàn)斗機(jī)售價(jià)不菲，四代半的F-15EX單價(jià)約上億美元，而F-35A其價(jià)格僅8000萬不到，作為五代機(jī)在目前的國(guó)際軍貿(mào)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中極具殺傷力，必然成為很多國(guó)家無法拒絕的誘惑。

總結(jié)

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