文/任長勝

▲各國星座建設工作如火如荼

在智能新時代，各國資源開發(fā)的焦點瞄準了空間，空間資源的地位逐日攀升，廣袤美麗的空間也隨之變得熱鬧而擁擠。

人類仰望夜空，看到的將不僅是漫天閃耀的恒星，還將有數(shù)量眾多的衛(wèi)星。國外如“星鏈”“一網(wǎng)”等星座項目，目標是建立覆蓋全球的低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡，主要提供寬帶網(wǎng)絡接入服務，目前已完成數(shù)千顆衛(wèi)星發(fā)射。

近年來，中國的星座建設項目蓬勃發(fā)展，航天科技集團、航天科工集團等企業(yè)通過“鴻雁”“虹云”等項目拉開星座建設序幕，多家國內(nèi)民營航天公司也紛紛公布物聯(lián)網(wǎng)星座等造星計劃。

2021 年4 月以來，隨著新組建的大型央企——中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司落戶雄安，我國星座建設工作全面加速開展。這意味著，在不久的將來，將有更多的“中國星”出現(xiàn)在廣袤的夜空。

向天上“撒星星”，需要“瞄得準”，需要“力氣”大，更需要“星星”多。2019 年以來，航天科技集團五院啟動天津衛(wèi)星柔性智造中心建設工作，目前已全面建成，一座高水準的“星星”工廠已然矗立在五院天津航天產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)。

“柔性”“智能”衛(wèi)星生產(chǎn)線

以國家京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略、著力疏解非首都功能等要求為指引，五院加速天津高端制造產(chǎn)業(yè)基地建設工作，在天津濱海高新區(qū)地方政府的大力支持與密切配合下，一座集“天時、地利、人和”特點于一身的衛(wèi)星柔性智造中心應運而生。

▲生產(chǎn)線上的機器人

近年來，五院持續(xù)推動“宇航智造工程”實施，針對產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸、裝配、檢測、測試、試驗等環(huán)節(jié)，形成了一系列“智能單元”等成果，在生產(chǎn)線上進行系統(tǒng)集成和全面應用。衛(wèi)星柔性智造中心由五院通信與導航衛(wèi)星總體部抓總建設，充分融合了五院豐富的宇航產(chǎn)品研制經(jīng)驗基礎，具有“柔性”“智能”“系統(tǒng)”等顯著特點。

所謂“柔性”，體現(xiàn)了對生產(chǎn)對象的良好適應性，如果把衛(wèi)星比作汽車，線上既可以生產(chǎn)小尺寸的經(jīng)濟型轎車，又可以生產(chǎn)大尺寸的豪華轎車，只要在設計指標包絡范圍內(nèi)，均可上線生產(chǎn)。

所謂“智能”，揭示項目充分應用了五院宇航智造工程的“數(shù)字化、信息化”成果，具備智能制造的典型特點，將改變傳統(tǒng)宇航產(chǎn)品“人工作業(yè)”為主的生產(chǎn)模式。

此外，五院堅持“系統(tǒng)”觀念，以衛(wèi)星柔性智造中心為牽引，同步開展多個模塊生產(chǎn)線及關鍵單機生產(chǎn)線產(chǎn)能建設，協(xié)同各供應鏈單位同步提升研制能力，實現(xiàn)全鏈條智能制造，支撐星座產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展。

據(jù)五院通信與導航衛(wèi)星總體部項目計劃經(jīng)理張海江介紹，在天津衛(wèi)星生產(chǎn)線上，高效物流、自動裝配、一體測試、自動試驗等多項智能制造成果實現(xiàn)應用，可大大提升人員、設備、場地等資源應用效率，系統(tǒng)提升衛(wèi)星研制能力。

由于具有較強適應性及技術先進性的衛(wèi)星AIT 基礎條件，衛(wèi)星柔性智造中心可全面適應各類商業(yè)衛(wèi)星、應用衛(wèi)星的研制需要，對國內(nèi)各領域衛(wèi)星用戶都是完全開放的。綜合來看，衛(wèi)星柔性智造中心的整體建設思路及能力水平對標國際一流，與一網(wǎng)公司佛羅里達生產(chǎn)線的自動化水平相當，基礎條件及適應性更強。

預計年產(chǎn)衛(wèi)星200 顆以上

實地探訪生產(chǎn)線廠區(qū)，近4000平方米潔凈生產(chǎn)區(qū)域寬敞明亮，13 個生產(chǎn)站點依次布局，另有生產(chǎn)準備區(qū)協(xié)調(diào)流程，物流、裝配、測試、試驗等工藝設備運轉順暢。目前，廠家已通過驗證星對衛(wèi)星生產(chǎn)流程進行驗證，平均1～2 天可以完成1 個站點的生產(chǎn)任務。后續(xù)，按照節(jié)拍化模式運行，在量產(chǎn)階段預計可以實現(xiàn)每周出廠4～5 顆衛(wèi)星，年產(chǎn)能可達200 顆以上。

由于生產(chǎn)線具有很好的“柔性”，凡是需要“走量”并組建星座系統(tǒng)的衛(wèi)星，比如通信、導航、遙感等各類應用衛(wèi)星，都可以上線生產(chǎn)。不過，衛(wèi)星在設計過程中必須遵循“面向批產(chǎn)”的設計理念及規(guī)范要求，以實現(xiàn)高集成度、模塊化設計，發(fā)揮生產(chǎn)線最優(yōu)效能。

“卓別林在《摩登時代》默片里呈現(xiàn)了工業(yè)革命時期流水線的作業(yè)模式，我們生產(chǎn)線按照‘脈動式’節(jié)拍化生產(chǎn)，在傳統(tǒng)流水線基礎上進行自動化升級，星線協(xié)同設計，人機協(xié)同操作，生產(chǎn)階段可以實現(xiàn)最優(yōu)節(jié)拍，有效提升生產(chǎn)效率?！睆埡＝f。

▲衛(wèi)星試驗區(qū)

▲智能管控大廳

廠家以建設衛(wèi)星制造行業(yè)的“黑燈工廠”為目標，部署大量一線機器人，追求“有人值守、無人操作”，基本消除現(xiàn)場工程師的“難活”“累活”，持續(xù)提升生產(chǎn)線智能化水平。

“智能管控中心”是整個生產(chǎn)系統(tǒng)的控制中樞，被部署在生產(chǎn)線上。它就像大腦一樣，對生產(chǎn)線任務計劃執(zhí)行情況、質(zhì)量數(shù)據(jù)情況以及各模塊、單機等配套供應鏈情況進行實時管控，確保對整體生產(chǎn)流程及各環(huán)節(jié)實現(xiàn)“協(xié)同、穿透”式管理。

針對生產(chǎn)線現(xiàn)場工作，管控系統(tǒng)可結合任務要求，自動指揮現(xiàn)場物流AGV、裝配機器人等啟動工作，自動發(fā)布數(shù)字工藝進行操作指導，現(xiàn)場人員重點開展關鍵環(huán)節(jié)確認及異常問題處置。通過人機協(xié)作技術應用，有效降低現(xiàn)場人員工作強度，通過一致的生產(chǎn)過程及穩(wěn)定的工藝設備，確保衛(wèi)星在生產(chǎn)線全流程質(zhì)量可靠、過程可控。

狠抓“三高”持續(xù)降成本

“三高”指“高質(zhì)量、高效率、高效益”。衛(wèi)星具有“高質(zhì)量”的本質(zhì)要求，但在生產(chǎn)線高效率的基礎上，為了實現(xiàn)高效益，確保可持續(xù)運營，必須著力優(yōu)化壓縮過程成本，以實現(xiàn)更高的性價比。

張海江介紹，以五院衛(wèi)星柔性智造中心為牽引，對于后續(xù)衛(wèi)星批量研制任務，五院在衛(wèi)星設計、物料選型、管理模式等方面做優(yōu)化、想辦法，積極試點，推動實現(xiàn)降本增效。

衛(wèi)星設計方面，按照星線協(xié)同理念，結合生產(chǎn)線接口及運行模式需要，強化面向批產(chǎn)的衛(wèi)星設計，實現(xiàn)衛(wèi)星模塊化設計制造與高效集成。雖然上線衛(wèi)星外形不同，功能多樣，但是按照設計規(guī)范進行優(yōu)化，全面做好衛(wèi)星平臺公用化、功能模塊集成化、典型單機產(chǎn)品化等工作，充分適應各類任務需求，在設計包絡范圍內(nèi)進行優(yōu)化，最大程度統(tǒng)一接口形式及生產(chǎn)模式，確保適應上線生產(chǎn)需要。

▲衛(wèi)星低成本批量生產(chǎn)是大勢所趨

▲衛(wèi)星批量生產(chǎn)線已在國內(nèi)多地開工

▲某衛(wèi)星批量生產(chǎn)操作臺

物料選型方面，研究采用專用的選型標準，同類物料盡最大可能實現(xiàn)統(tǒng)型，大幅壓縮器件種類。同時，各類物料的質(zhì)量保證要求實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化，不搞“一刀切”。與衛(wèi)星健康緊密相關的“心臟級”器件，嚴格質(zhì)量要求；對于采用冗余設計的部分器件，優(yōu)化質(zhì)量等級要求，甚至可以選擇工業(yè)級器件。此外，部分需求量大的物料采用組批采購、按需交付，發(fā)揮規(guī)模效應，有效降低成本。

管理模式方面，面向批產(chǎn)任務需要，積極研究適應批產(chǎn)任務的流程與方法。從基于模型的數(shù)字化設計，到開放包容的模塊化配套，再到柔性智能的自動化集成，以天津柔性智造中心為牽引，五院正在積極構建適應批產(chǎn)的管理模式，實現(xiàn)宇航產(chǎn)業(yè)研制模式轉型發(fā)展，踐行航天科技集團“三高”要求，確保實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

一系列衛(wèi)星設計、管理等規(guī)范經(jīng)過積累、總結，有望催生相關產(chǎn)業(yè)標準。標準來源主要有兩方面：一是衛(wèi)星用戶的具體要求，尤其是合同約定要求，貼合市場需求，遵循某項具體的規(guī)范標準；二是五院作為具體工作的承擔方，通過實踐所積累并驗證成熟有效的，與衛(wèi)星用戶共同商議確定?？傊瑥S家將以開放、包容的心態(tài)，認真學習、借鑒國內(nèi)外先進的衛(wèi)星制造模式及成功經(jīng)驗，持續(xù)優(yōu)化完善。

▲某衛(wèi)星批量生產(chǎn)線

目前，五院天津柔性智造中心已經(jīng)啟動試生產(chǎn)工作，整體處于“試營業(yè)”階段，正持續(xù)優(yōu)化工藝及流程，確保充分跑合，力爭早日實現(xiàn)預期產(chǎn)能，后續(xù)將積極承擔相關領域衛(wèi)星研制任務。

未來，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和空間能力持續(xù)提升，各行各業(yè)對衛(wèi)星的需求一定會越來越大，期盼功能更豐富、價格更親民。大膽暢想，衛(wèi)星訂單的發(fā)展趨勢很可能近似汽車、手機。因此，具備批量化、定制化、快捷化的研制能力，將是對科研生產(chǎn)單位的能力新要求。我們像定制電動汽車一樣定制“專屬衛(wèi)星”，登錄網(wǎng)站、選擇配置、砍價下單、組合投產(chǎn)、發(fā)射上天一氣呵成，這一天應該不會遙遠。

相信在不遠的將來，“星星”們將源源不斷地生產(chǎn)下線，運往“點亮”它們的發(fā)射場，助力“中國星座”完美綻放，個性化“星星”閃耀寰宇。