這家“星”工廠有望每年造星200 顆

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，還將有數量眾多的衛星。國外如“星鏈”“一網”等星座項目，目標是建立覆蓋全球的低軌衛星網絡，主要提供寬帶網絡接入服務，目前已完成數千顆衛星發射。

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

2021 年4 月以來，隨著新組建的大型央企——中國衛星網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業基地內。

“柔性”“智能”衛星生產線

以國家京津冀協同發展戰略、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業基地建設工作，在天津濱海高新區地方政府的大力支持與密切配合下，一座集“天時、地利、人和”特點于一身的衛星柔性智造中心應運而生。

▲生產線上的機器人

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

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

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

此外，五院堅持“系統”觀念，以衛星柔性智造中心為牽引，同步開展多個模塊生產線及關鍵單機生產線產能建設，協同各供應鏈單位同步提升研制能力，實現全鏈條智能制造，支撐星座產業鏈健康發展。

據五院通信與導航衛星總體部項目計劃經理張海江介紹，在天津衛星生產線上，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應用，可大大提升人員、設備、場地等資源應用效率，系統提升衛星研制能力。

由于具有較強適應性及技術先進性的衛星AIT 基礎條件，衛星柔性智造中心可全面適應各類商業衛星、應用衛星的研制需要，對國內各領域衛星用戶都是完全開放的。綜合來看，衛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，與一網公司佛羅里達生產線的自動化水平相當，基礎條件及適應性更強。

預計年產衛星200 顆以上

實地探訪生產線廠區，近4000平方米潔凈生產區域寬敞明亮，13 個生產站點依次布局，另有生產準備區協調流程，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星生產流程進行驗證，平均1～2 天可以完成1 個站點的生產任務。后續，按照節拍化模式運行，在量產階段預計可以實現每周出廠4～5 顆衛星，年產能可達200 顆以上。

由于生產線具有很好的“柔性”，凡是需要“走量”并組建星座系統的衛星，比如通信、導航、遙感等各類應用衛星，都可以上線生產。不過，衛星在設計過程中必須遵循“面向批產”的設計理念及規范要求，以實現高集成度、模塊化設計，發揮生產線最優效能。

“卓別林在《摩登時代》默片里呈現了工業革命時期流水線的作業模式，我們生產線按照‘脈動式’節拍化生產，在傳統流水線基礎上進行自動化升級，星線協同設計，人機協同操作，生產階段可以實現最優節拍，有效提升生產效率。”張海江說。

▲衛星試驗區

▲智能管控大廳

廠家以建設衛星制造行業的“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”，基本消除現場工程師的“難活”“累活”，持續提升生產線智能化水平。

“智能管控中心”是整個生產系統的控制中樞，被部署在生產線上。它就像大腦一樣，對生產線任務計劃執行情況、質量數據情況以及各模塊、單機等配套供應鏈情況進行實時管控，確保對整體生產流程及各環節實現“協同、穿透”式管理。

針對生產線現場工作，管控系統可結合任務要求，自動指揮現場物流AGV、裝配機器人等啟動工作，自動發布數字工藝進行操作指導，現場人員重點開展關鍵環節確認及異常問題處置。通過人機協作技術應用，有效降低現場人員工作強度，通過一致的生產過程及穩定的工藝設備，確保衛星在生產線全流程質量可靠、過程可控。

狠抓“三高”持續降成本

“三高”指“高質量、高效率、高效益”。衛星具有“高質量”的本質要求，但在生產線高效率的基礎上，為了實現高效益，確保可持續運營，必須著力優化壓縮過程成本，以實現更高的性價比。

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

衛星設計方面，按照星線協同理念，結合生產線接口及運行模式需要，強化面向批產的衛星設計，實現衛星模塊化設計制造與高效集成。雖然上線衛星外形不同，功能多樣，但是按照設計規范進行優化，全面做好衛星平臺公用化、功能模塊集成化、典型單機產品化等工作，充分適應各類任務需求，在設計包絡范圍內進行優化，最大程度統一接口形式及生產模式，確保適應上線生產需要。

▲衛星低成本批量生產是大勢所趨

▲衛星批量生產線已在國內多地開工

▲某衛星批量生產操作臺

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統型，大幅壓縮器件種類。同時，各類物料的質量保證要求實現動態優化，不搞“一刀切”。與衛星健康緊密相關的“心臟級”器件，嚴格質量要求；對于采用冗余設計的部分器件，優化質量等級要求，甚至可以選擇工業級器件。此外，部分需求量大的物料采用組批采購、按需交付，發揮規模效應，有效降低成本。

管理模式方面，面向批產任務需要，積極研究適應批產任務的流程與方法。從基于模型的數字化設計，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的管理模式，實現宇航產業研制模式轉型發展，踐行航天科技集團“三高”要求，確保實現高質量發展。

一系列衛星設計、管理等規范經過積累、總結，有望催生相關產業標準。標準來源主要有兩方面：一是衛星用戶的具體要求，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，與衛星用戶共同商議確定。總之，廠家將以開放、包容的心態，認真學習、借鑒國內外先進的衛星制造模式及成功經驗，持續優化完善。

▲某衛星批量生產線

目前，五院天津柔性智造中心已經啟動試生產工作，整體處于“試營業”階段，正持續優化工藝及流程，確保充分跑合，力爭早日實現預期產能，后續將積極承擔相關領域衛星研制任務。

未來，隨著我國經濟發展和空間能力持續提升，各行各業對衛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，衛星訂單的發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，將是對科研生產單位的能力新要求。我們像定制電動汽車一樣定制“專屬衛星”，登錄網站、選擇配置、砍價下單、組合投產、發射上天一氣呵成，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下線，運往“點亮”它們的發射場，助力“中國星座”完美綻放，個性化“星星”閃耀寰宇。