“兩彈一星”的系統實踐
http://www.debgrams.com 2009-11-01 16:39 來源：科技日報
唯一見過導彈的錢學森，領導著一支不識導彈為何物的隊伍，白手起家，造出了中國自行設計的導彈，并在實踐中促成了總體設計部和兩條指揮線的形成50年代的中國，一場系統科學的工程實踐———“兩彈一星”正醞釀著……
錢學森回國不久，馬上投入到中國導彈研制的工作中。
1956年2月17日，一份關于建立我國國防航空工業的意見書，放在了周恩來總理的寫字臺上。在這個報告中，錢學森對發展我國的導彈事業提出了長遠的規劃。
這個意見隨即被中央采納。不久，周恩來、聶榮臻籌備組建了火箭導彈研制機構———國防部第五研究院(注：簡稱“五院”，是后來第七機械工業部的前身，1982年七機部改稱航天工業部)。錢學森于1956年10月出任院長。
創建中國的導彈航天事業是一項艱巨而復雜的工程。錢學森清楚，它的難度不僅僅在技術層面，而是在中國這樣一個特殊環境下———薄弱的工業基礎設施，沒有專門的科學研究機構，專業技術人才匱乏，缺乏懂得現代國防尖端技術研究組織的管理人員等等，如何把成千上萬人組織起來，并以較少的投入在較短的時間內，研制出高質量可靠的型號產品來，這就需要有一套科學的組織管理方法與技術。在當時這是一個十分突出的問題。
1957年，新中國100多名大學畢業生來到五院，參加了導彈專業教育訓練班。
剛剛從原北京航空學院畢業的錢振業就是其中的一員。當時才20歲出頭，大學是飛機專業，他和其他同學一樣，對導彈研究一無所知。
不僅對年輕的學生，導彈研制對于全中國來說，還是一張白紙。整個五院唯一見過導彈的就只有錢學森。錢學森給學員們開設《導彈概論》一課，從零開始教授相關知識。
而國際政治背景也帶來了利好。1957年10月15日，中蘇兩國簽訂“國防新技術協定”。按照協定，蘇聯向中國提供了幾種導彈、飛機和其他軍事裝備的實物樣品和相關技術資料，并派出專家來華指導。
“到1958年，仿制路線走到一半，錢老和大家就開始醞釀自行設計導彈并開始論證。”錢振業回憶說，到了1960年，經過對兩個方案深入論證，計劃在仿制基礎上再提高，自行設計1200至1500公里的中近程導彈。
不久，中蘇關系果然發生巨變，當中國導彈仿制工作到了關鍵時刻，蘇聯撤走專家。雖然1960年11月5日，中國第一顆近程導彈發射成功，但那只是蘇式導彈的仿制型號。
1962年3月21日，由五院自行設計的第一個中近程導彈經過兩年試制，生產出樣品。
可是誰也沒想到，這個被命名為“東風二號”的導彈卻發射失敗了。
“導彈飛離發射臺后失穩，8秒失去控制，十幾秒發動機著火，飛行了幾十秒就墜毀爆炸了，在地上砸了20米深的大坑。”在場的錢振業對當時情景仍記憶猶新。
首飛失利，錢學森到基地調查事故原因。原因很快查到，一是沒有充分考慮導彈彈體是彈性體，飛行中彈體會作彈性振動，與姿態控制系統發生耦合，導致導彈飛行失控；二是火箭發動機改進設計時提高了推力，但強度不夠，導致飛行過程中局部破壞而起火。
“控制系統沒問題，發動機系統都沒問題，幾個加在一快就出問題了。”時任五院導彈系統研究室主任的梁思禮院士說。
就是因為這次失敗，錢學森提出了設計綜合的概念。重視設計綜合，就是從系統的角度來理解事物，從局部和整體的關系來把握問題。《工程控制論》和錢學森早期的系統學思想也在真正實踐中得到了應用。
這也與他先前的研究積累有關。原來，二戰初期，迫切需要把各項稀少的資源以有效的方式配置給各種不同的軍事部門及在每一部門內的各項活動，所以美國及隨后美國的軍事管理當局都號召大批科學家運用科學手段來處理戰略與戰術問題，實際上這便是要求他們對種種(軍事)活動進行研究，這些科學家小組正是最早的運籌小組。運籌學主要研究軍事和經濟活動中能用數量來表達的有關規劃、管理方面的問題。
“這種基于軍隊后勤物資供應的學問，與控制論是相近的。”1954年，在鄭哲敏離開美國即將回國之際，錢學森囑咐鄭哲敏：“回去，一定要給錢偉長(注：時任中國科學院數學所力學研究室主任，后與錢學森一起籌辦力學所)介紹運籌學。”
在回國的船上他和許國志(注：許國志為我國著名運籌學家和系統科學家)相談甚合，并一同把運籌學的“種子”從它的發源地美國帶回祖國。運籌學為錢學森系統科學思想也作了很好的鋪墊。
“以前設計人員是照貓畫虎，沒有消化吃透學習的技術知識，更沒有掌握總體設計規律性的東西；而武器是非常復雜的系統工程，必須加強有機結合。”錢振業說，1962年5月，錢老在總結失敗教訓之后，提出了加強建設總體設計部，充分做好地面試驗，把各個分系統關系協調好的觀點。
“當時，控制系統和發動機系統兩個部門都存在技術難點，因此要總體布局，技術協調，分散難點”，錢振業這樣理解錢學森的思想，“要充分理解各個分系統的困難，這種理解不是加法，而是綜合，通過設計嚴格控制產品狀態”。
從一個純科學家到工程應用的科技將帥，從單純研究科研學術問題到生產出工業產品，錢學森和他的事業面臨了新的挑戰。
“他開創了一套既有中國特色又有普遍科學意義的系統工程管理方法與技術。當時，在研制體制上是研究、規劃、設計、試制、生產和試驗一體化；在組織管理上是總體設計部和兩條指揮線的系統工程管理方式。”于景元介紹。
成立總體設計部，就是組織專門部門對各個分系統的技術難題進行技術協調，統籌規劃，總體設計。錢振業概括錢學森的技術指揮路線為：不求單項技術的先進性，只求總體設計的合理性。
兩條指揮線，就是技術、行政兩條指揮線，技術專注研制，行政負責調度。“由于五院由老干部、工人、科技專家和剛畢業大學生等組成。干部不懂技術，科研人員不懂管理，大家焦頭爛額。通過這種組織管理的頂層設計，航天工程的系統實踐就井然有序了。”錢振業說。
1964年6月，重新修改設計后的東風二號導彈，全程試射獲得成功。后來又連續發生兩發全程，均成功。3發3中，對于剛剛跨進自行設計門檻的年輕隊伍，總體設計部功不可沒。
多年后，錢學森在總結我國導彈與航天工程研制實踐的總體工作經驗時指出：“這樣復雜的總體協調任務不可能靠幾個人來完成，因為他們不可能精通整個系統所涉及的全部專業知識，他們也不可能有足夠的時間來完成數量驚人的技術協調工作。這就要求以一種組織、一個集體來代替先前的單個指揮者，對這種大規模的社會化勞動進行協調指揮。”
錢學森正是成功運用了“工程控制論”的方法，并研究、制定、驗證、完善了一整套中國現代工程系統開發的技術過程。
“實踐證明，這套組織管理方法是十分有效的。從今天的角度來看，就是在當時的條件下，把科學技術創新、組織管理創新與體制機制創新有機結合起來，實現了綜合集成創新，從而走出了一條發展我國航天事業的自主創新道路。”于景元認為。
1978年，錢學森、許國志、王云壽在《文匯報》發表《組織管理的技術———系統工程》一文，該文是錢學森研究系統科學的第一篇論述，它從整體性、有序性和動態觀點，考察和梳理了這個領域，把它整合為一個高度有序的知識系統，并思考了整個系統研究的體系問題。
在這篇文章中確定了系統工程的學科歸屬和指導它的科學理論，并正式采納“系統科學”一詞；同時闡述了系統科學在他所研究和確立的現代科學技術體系中的地位；構建系統科學的體系結構，即：三個層次一個橋梁的框架。三個層次分為，直接用來改造世界的應用技術(工程技術)，即系統工程；為應用技術直接提供理論方法的技術科學，如運籌學、控制論等；再往上一個層次就是揭示客觀世界規律的基礎理論，也就是基礎科學，即系統學。而系統論是系統科學通向辯證唯物主義的橋梁。
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