美國(guó)開(kāi)展GPS-3空間段多年采辦可行性評(píng)估

2014年,美國(guó)空軍完成了針對(duì)全球定位系統(tǒng)-3（GPS-3）空間段多年采辦合適性的評(píng)估工作,并向美國(guó)國(guó)會(huì)委員會(huì)提交了報(bào)告。在此針對(duì)該報(bào)告的主要內(nèi)容進(jìn)行編譯整理,以便對(duì)我國(guó)的相關(guān)研究予以借鑒。

1　評(píng)估背景介紹

本著降低采購(gòu)成本的目的，美國(guó)國(guó)會(huì)委員會(huì)委托空軍在當(dāng)前政府計(jì)劃發(fā)展框架下，對(duì)GPS-3衛(wèi)星系統(tǒng)多年采辦的可行性和合理性做出評(píng)估。依照國(guó)會(huì)委員會(huì)的這一要求，美國(guó)空軍完成了相關(guān)評(píng)估工作，并在此基礎(chǔ)上形成了評(píng)估報(bào)告，呈交國(guó)會(huì)委員會(huì)。報(bào)告對(duì)GPS-3衛(wèi)星系統(tǒng)多年采辦的整體可行性以及合理性進(jìn)行了闡述，但評(píng)估結(jié)果并不代表空軍的最終立場(chǎng)，而是作為空軍未來(lái)降低GPS-3衛(wèi)星采辦單價(jià)的一種備選方案。根據(jù)此次評(píng)估結(jié)果顯示，如果GPS-3要采用多年采辦合同，那么這一合同至少要到2016財(cái)年才可簽署施行。

2　GPS-3　項(xiàng)目當(dāng)前發(fā)展情況概述

根據(jù)《美國(guó)法典》第10卷第2281節(jié)中相關(guān)條款的指示，國(guó)防部長(zhǎng)有責(zé)任維持GPS服務(wù)的正常穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，以確保相關(guān)的國(guó)家安全和民眾利益。目前，GPS星座在軌衛(wèi)星總數(shù)達(dá)到31顆，其中包括GPS-2A、2R、2R-M和2F衛(wèi)星等多種衛(wèi)星型號(hào)，并正在通過(guò)發(fā)射GPS-2F衛(wèi)星代替老舊型號(hào)衛(wèi)星。美國(guó)空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心的GPS指揮部（SMC/GP）正在開(kāi)展GPS系統(tǒng)空間段、地面段及用戶(hù)段的現(xiàn)代化改造工作。其中，GPS空間段改造始于GPS-2R和2F衛(wèi)星，與之前的GPS衛(wèi)星型號(hào)相比，這兩型衛(wèi)星增加了更為靈活的功率控制能力及現(xiàn)代化的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)。目前，最新型的GPS-3衛(wèi)星也在研發(fā)制造過(guò)程中，該衛(wèi)星在維持目前美國(guó)定位、導(dǎo)航和授時(shí)（PNT）以及美國(guó)核爆炸探測(cè)系統(tǒng)（USNDS）兩項(xiàng)服務(wù)的同時(shí)，還將通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管理的方法不斷增加一系列新能力的投入使用，以實(shí)現(xiàn)GPS-3能力發(fā)展文件（CDD）中定義的全部能力要求。GPS-3衛(wèi)星未來(lái)將發(fā)揮兩方面的作用：一是通過(guò)替代退役衛(wèi)星以維持足夠的星座衛(wèi)星數(shù)量，二是為軍方作戰(zhàn)提供增強(qiáng)的導(dǎo)航定位能力。

GPS-3的采購(gòu)戰(zhàn)略包含兩個(gè)關(guān)鍵要素：一是建立低風(fēng)險(xiǎn)/高可信的發(fā)展途徑，二是完善技術(shù)并降低風(fēng)險(xiǎn)以實(shí)現(xiàn)后續(xù)能力。2010年9月，GPS項(xiàng)目辦公室結(jié)束了頭8顆GPS-3衛(wèi)星的“重大項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)C”（MS-C）的工作。與GPS-2 F衛(wèi)星相比，這批GPS-3衛(wèi)星的改進(jìn)主要包括：M碼信號(hào)播放功率將增加8倍，從而實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的抗干擾保護(hù)；提供一個(gè)新的國(guó)際互操作民用信號(hào)頻率L1C；提高定位精度；提升25%的設(shè)計(jì)壽命，從而降低了星座的補(bǔ)網(wǎng)發(fā)射頻率。

此外，GPS-3采用可升級(jí)的衛(wèi)星平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)后續(xù)更強(qiáng)的作戰(zhàn)支持能力。同時(shí)， GPS-3采用的衛(wèi)星平臺(tái)還具備靈活的配置能力，能夠支持空軍航天司令部（AFSPC）制定完善的計(jì)劃，來(lái)搭載其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和國(guó)際合作伙伴所提供的新的寄宿有效載荷，從而極大地降低美國(guó)政府需要支付的在軌成本。2013 年4月，空軍完成了搭載加拿大提供的搜救有效載荷、美國(guó)航空航天局（NASA）的激光反向反射器陣列（LRA）有效載荷和能源部重新設(shè)計(jì)的核爆炸探測(cè)系統(tǒng)有效載荷的初步設(shè)計(jì)審查。

目前，空軍正在制定后續(xù)GPS-3衛(wèi)星采購(gòu)戰(zhàn)略，重點(diǎn)更多地放在衛(wèi)星的可負(fù)擔(dān)性上。

3　GPS-3　多年采辦可行性分析

目前，美國(guó)空軍已完成了針對(duì)GPS-3衛(wèi)星多年采辦方案的評(píng)估，并將其作為未來(lái)GPS-3采辦的備選方法之一。美國(guó)空軍所采用的多年采辦方案，是通過(guò)特殊的合同訂立方法，采購(gòu)已知需求數(shù)量的衛(wèi)星，并確定出可長(zhǎng)達(dá)5年的計(jì)劃總成本。通過(guò)初步的分析顯示，GPS-3的多年采辦合同具備以下的潛在優(yōu)勢(shì)：

1）由于針對(duì)穩(wěn)定且可預(yù)測(cè)的最小衛(wèi)星數(shù)量需求，因而相比傳統(tǒng)的年度采辦合同，該多年采辦合同能帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的成本節(jié)約；

2）通過(guò)建立長(zhǎng)期購(gòu)買(mǎi)合同，確保了勞動(dòng)力和工業(yè)基地的穩(wěn)定，進(jìn)而促進(jìn)了采辦項(xiàng)目的穩(wěn)定性；

3）通過(guò)降低供貨中斷率、降低管理負(fù)擔(dān)、獲得斜率更大的學(xué)習(xí)曲線以縮短制造時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)流程的優(yōu)化；

4）緩解了制造資源的減少和材料的短缺。

在GPS-3項(xiàng)目辦公室開(kāi)展的GPS-3項(xiàng)目多年采辦合同評(píng)估中，他們將GPS-3項(xiàng)目目前的狀況與《美國(guó)法典》第10卷第2306b節(jié)條款中的多年采辦標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較。

根據(jù)《美國(guó)法典》的相關(guān)內(nèi)容，訂立多年采辦合同需要滿足6個(gè)條件：①實(shí)質(zhì)性的成本節(jié)約；②穩(wěn)定的產(chǎn)品需求；③預(yù)期充足的資金支持以防止合同被取消；④穩(wěn)定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；⑤現(xiàn)實(shí)的成本估算；⑥對(duì)于國(guó)家安全能力的提升。

針對(duì)上述多年采辦合同的6個(gè)條件，GPS-3項(xiàng)目目前的狀況是：

1）對(duì)比條件①，相較于年度采辦的方法，多年采辦可以通過(guò)向主要承包商及其供應(yīng)鏈條提供穩(wěn)定的、長(zhǎng)期的購(gòu)買(mǎi)承諾以及穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境，從而獲得實(shí)質(zhì)性的成本節(jié)約。一般來(lái)說(shuō)，在多年采辦合同的前3年間需要大量的資金支持，以采辦經(jīng)濟(jì)訂貨量（EOQ）的零件和材料。經(jīng)濟(jì)訂貨量采辦所產(chǎn)生的成本節(jié)約成效，會(huì)在后面的采辦年限中逐漸實(shí)現(xiàn)。

2）對(duì)比條件②，對(duì)GPS衛(wèi)星的穩(wěn)定需求，源自國(guó)防部關(guān)于遵守《美國(guó)法典》第10卷第2281節(jié)條款有關(guān)星座維持的要求。

3）對(duì)比條件③，如果國(guó)防部決定對(duì)GPS-3實(shí)施多年采辦，那么向總統(tǒng)提出的2016財(cái)年預(yù)算請(qǐng)求中，將給出支持這一多年采辦的資金情況。

4）對(duì)比條件④，穩(wěn)定的GPS-3設(shè)計(jì)將在完成首顆衛(wèi)星的開(kāi)發(fā)后實(shí)現(xiàn)，而在首個(gè)導(dǎo)航有效載荷完成交付和測(cè)試后，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)也不會(huì)過(guò)高。

5）對(duì)比條件⑤，現(xiàn)實(shí)的成本估算將根據(jù)2顆開(kāi)發(fā)衛(wèi)星和4顆生產(chǎn)衛(wèi)星的實(shí)際成本得出。

6）對(duì)比條件⑥，GPS-3多年采辦合同將維持GPS星座的健康運(yùn)行，從而促進(jìn)國(guó)家安全。

所以，最后經(jīng)比較分析，預(yù)計(jì)GPS-3項(xiàng)目要滿足上述所有多年采辦條件至少要等到2016財(cái)年才可實(shí)現(xiàn)。

4　GPS-3　多年采辦節(jié)約成本的潛力

經(jīng)濟(jì)訂貨量所帶來(lái)的成本節(jié)約

影響GPS-3單價(jià)成本的最大推動(dòng)因素是零件和材料的購(gòu)買(mǎi)和測(cè)試方式。通過(guò)經(jīng)濟(jì)訂貨量,能夠提前地進(jìn)行零部件、原材料以及相關(guān)勞動(dòng)人力資源的大宗購(gòu)買(mǎi)，從而維持生產(chǎn)進(jìn)度的按計(jì)劃進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn)成本的降低。通過(guò)經(jīng)濟(jì)訂貨量大批采購(gòu)衛(wèi)星材料，可提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性。采用經(jīng)濟(jì)訂貨量購(gòu)買(mǎi)的對(duì)象包括傳統(tǒng)的長(zhǎng)期所需零件、預(yù)計(jì)可能終止供貨或停產(chǎn)的重要部件、關(guān)鍵線路上的部件以及供貨商要維持生產(chǎn)線所需的相關(guān)資源等。

此外，大批量采辦還能確保產(chǎn)品配置統(tǒng)一，降低研發(fā)制造進(jìn)度延緩的風(fēng)險(xiǎn)，并緩解制造資源的減少和材料的短缺。同時(shí)，這也有助于消除零部件重新設(shè)計(jì)以及增量合格測(cè)試的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)衛(wèi)星成品制造所需的各種零件和材料購(gòu)置齊全后，就需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的取樣手段，對(duì)該批次的零件及材料進(jìn)行充分的測(cè)試，以檢驗(yàn)其質(zhì)量。由于每次采辦后，都需要進(jìn)行取樣測(cè)試，因此采辦次數(shù)的增加將增加成本。GPS-3衛(wèi)星的零部件超過(guò)13500個(gè)，包括電氣、電磁、電子機(jī)械和光電等各種類(lèi)型。因此，通過(guò)大量采辦的方案,可以減少采購(gòu)次數(shù)，進(jìn)而可以極大地降低購(gòu)買(mǎi)零件和材料的固定成本。

最后，每次采辦都必須進(jìn)行零件篩選和GPS-3輻射特性測(cè)試，而由此帶來(lái)的人工成本和管理成本也可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)訂貨量購(gòu)買(mǎi)的方式降低。

風(fēng)險(xiǎn)降低所帶來(lái)的成本節(jié)約

達(dá)成長(zhǎng)期的購(gòu)買(mǎi)協(xié)議，能夠降低零部件制造生產(chǎn)、供應(yīng)源不穩(wěn)定、供應(yīng)鏈管理、零部件備份等諸多方面的風(fēng)險(xiǎn)。要降低供應(yīng)源不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，需要為供應(yīng)商提供一條具備滿足GPS-3需求的、穩(wěn)定的生產(chǎn)線，進(jìn)而最大程度地降低由于部件重新設(shè)計(jì)和質(zhì)量重新審查所帶來(lái)的成本，顯然多年采辦可以滿足這一穩(wěn)定性需求。當(dāng)然，供應(yīng)鏈管理成本也可以通過(guò)多年采辦的方法降至最低，因?yàn)樵诤芏嗲闆r下，一臺(tái)產(chǎn)品的返工工作可能與下一臺(tái)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程并行進(jìn)行，大批量的采辦可以減少期間的管理成本。同樣的，多年采辦的方法也適用于對(duì)備份零件、電路板以及其他部件的需求上。此外，由于采用多年采辦，用于組裝、集成和測(cè)試的勞動(dòng)力也得到了穩(wěn)定和優(yōu)化的保障，從而使承包商能夠從容地應(yīng)對(duì)人員的起伏變動(dòng)、降低培訓(xùn)成本并且最大化學(xué)習(xí)曲線效能。

降低風(fēng)險(xiǎn)還可以降低最終成品的總價(jià)，當(dāng)然這取決于相關(guān)的合同條款及條件。比如，多年采辦合同中所設(shè)立的“取消訂單上限”條款，就是一個(gè)可以顯著降低風(fēng)險(xiǎn)，并因此在整個(gè)供應(yīng)鏈內(nèi)降低產(chǎn)品價(jià)格的合同條款案例。根據(jù)這一條款，政府可以從經(jīng)濟(jì)訂貨量購(gòu)買(mǎi)所帶來(lái)的節(jié)約中受惠，而承包商則可以通過(guò)“取消訂單上限”條款降低在政府無(wú)法購(gòu)買(mǎi)全部訂單時(shí)所承擔(dān)的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)“取消訂單上限”條款，當(dāng)政府無(wú)法購(gòu)買(mǎi)全部訂單時(shí)，承包商可以獲得的“合同取消費(fèi)”作為補(bǔ)償，其數(shù)額為未收回成本總額，并在整個(gè)合同執(zhí)行期間以分期付款的方式償還，這其中包括取消的項(xiàng)目成本，還可能包括剩余的經(jīng)濟(jì)訂貨量費(fèi)用、合理的試制或啟動(dòng)成本、員工的培訓(xùn)成本以及其他的一次性成本等。

5　GPS-3　多年采辦未來(lái)展望

一直以來(lái)，GPS項(xiàng)目辦公室都在尋求降低GPS衛(wèi)星采辦成本的有效方法，并致力于這些方法的評(píng)估工作。在這些方法中，多年采辦法就是一種行之有效的備選方案，可以潛在地降低GPS-3衛(wèi)星的單價(jià)成本，為美國(guó)納稅人節(jié)省開(kāi)支。顯而易見(jiàn)地，為了達(dá)到美國(guó)公法中維持GPS服務(wù)水平的要求，衛(wèi)星的采辦是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)。通過(guò)多年采辦合同進(jìn)行經(jīng)濟(jì)訂貨量衛(wèi)星采購(gòu)，可以極大地降低采購(gòu)過(guò)程中的測(cè)試成本，推行更為經(jīng)濟(jì)的采購(gòu)方法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化均衡的工作管理流程和人員配置，從而為承包商提供一個(gè)長(zhǎng)期的購(gòu)買(mǎi)承諾，并營(yíng)造出一個(gè)穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境和產(chǎn)品供應(yīng)鏈。

當(dāng)然，盡管存在著上述的諸多優(yōu)勢(shì)，在采用多年采辦合同之前，仍存在其他因素需要斟酌考慮。例如，發(fā)展GPS-3的一個(gè)主要目的是未來(lái)替代老舊衛(wèi)星以維持星座衛(wèi)星數(shù)量，而在此基礎(chǔ)上確保星座衛(wèi)星的健康穩(wěn)定運(yùn)行，就可以降低每年對(duì)GPS-3衛(wèi)星的大宗購(gòu)買(mǎi)需要。同時(shí)，在明確所需衛(wèi)星數(shù)量之前，過(guò)早地采辦衛(wèi)星，可能會(huì)因衛(wèi)星存放而投入不必要的資金。因此，在預(yù)算受限的環(huán)境下，空軍不會(huì)采購(gòu)超出星座維持所需數(shù)量的GPS-3衛(wèi)星。

目前，空軍正在權(quán)衡分析未來(lái)GPS空間段采購(gòu)戰(zhàn)略的相關(guān)問(wèn)題，其中包括但不限于未來(lái)GPS-3需求的發(fā)展變化、GPS星座維持的相關(guān)需求，以及國(guó)防預(yù)算內(nèi)GPS項(xiàng)目的可負(fù)擔(dān)性等內(nèi)容。如果財(cái)政上可以負(fù)擔(dān)，空軍計(jì)劃向國(guó)防部呈交一份可以在成本、性能和靈活性之間做到均衡考慮的GPS-3采購(gòu)方案。

趙爽谷知行/編譯

U.S. Assesses Feasibility of GPS III Space Segment Multi-Year Procurement