建一條衛(wèi)星制造生產(chǎn)線需要多久？429天，這是中國(guó)制造給出的最新答案。

近日，中國(guó)航天科工集團(tuán)有限公司二院空間工程公司完成了我國(guó)首條批產(chǎn)衛(wèi)星智能生產(chǎn)線的研制、生產(chǎn)及安裝工作，正式轉(zhuǎn)入現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行階段。從單件小批量手工生產(chǎn)到高度自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)一顆衛(wèi)星總共分幾步？隨著商業(yè)航天及衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，又該如何更高效率、更低成本地批產(chǎn)衛(wèi)星？

圖為衛(wèi)星太陽翼安裝與性能測(cè)試工位。（航天科工集團(tuán)二院空間工程公司提供）

生產(chǎn)衛(wèi)星，共分幾步？

作為飛向太空的航天器，衛(wèi)星不同于其他產(chǎn)品，涉及工序多、工藝流程復(fù)雜。近年來，隨著全球航天產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以低軌寬帶衛(wèi)星星座為代表的各類大規(guī)模星座項(xiàng)目百花齊放，商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)，“批量化、智能化”生產(chǎn)、制造衛(wèi)星成為新方向。

那么，衛(wèi)星從原材料出庫到整星檢驗(yàn)合格入庫，總共分幾步？

專家介紹，衛(wèi)星從原材料出庫到整星檢驗(yàn)合格入庫，需經(jīng)歷艙板級(jí)部裝、衛(wèi)星總裝、整星電性能測(cè)試、通信載荷測(cè)試、機(jī)械精度測(cè)試、太陽翼安裝與性能測(cè)試、質(zhì)量特性測(cè)試、振動(dòng)試驗(yàn)、真空熱試驗(yàn)、檢漏試驗(yàn)等十余道工序。

這一切，如果關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)全部由機(jī)器來替代，生產(chǎn)效率就能提高40%以上。

如何將以手工為主的傳統(tǒng)衛(wèi)星裝配方式轉(zhuǎn)化為流水線式的生產(chǎn)模式？設(shè)計(jì)師們首先要將傳統(tǒng)裝配過程中的每一道工序和工藝流程“吃透”，然后研究如何將某一道工序進(jìn)行優(yōu)化，再將優(yōu)化后的工序串聯(lián)起來，形成完整的工藝流程。

從單件小批量手工生產(chǎn)到高度自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星生產(chǎn)從制造到“智造”的蛻變。在保證衛(wèi)星裝配測(cè)試過程滿足技術(shù)要求的同時(shí)優(yōu)化了工藝流程，最終確保了年產(chǎn)240顆以上小衛(wèi)星的設(shè)計(jì)產(chǎn)能目標(biāo)。

圖為衛(wèi)星質(zhì)量特性測(cè)試設(shè)備。（航天科工集團(tuán)二院空間工程公司提供）

不僅高效，還能“私人定制”

此次投入試運(yùn)行的衛(wèi)星生產(chǎn)線不僅能提高效率，還能實(shí)現(xiàn)“私人定制”。

不同型號(hào)、不同規(guī)格衛(wèi)星的構(gòu)型、尺寸、重量均有不小差異，如何讓“硬邦邦”的設(shè)備能更好適應(yīng)衛(wèi)星？設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)借助精密運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，給設(shè)備裝上“四肢”。工位尺寸的動(dòng)態(tài)可調(diào)，不同尺寸、重量的零件柔性夾持和高精度裝配也不在話下。

針對(duì)一些工位存在自動(dòng)感知能力欠缺、無法有效檢測(cè)并避免裝配過程中出現(xiàn)的零部件之間的碰撞等問題。設(shè)計(jì)人員提出了在機(jī)械手或末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)增加力傳感器，并在裝配過程中借助相機(jī)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行拍照的方法解決這一問題。

這相當(dāng)于給制造機(jī)器裝上了“眼睛”和“神經(jīng)”，可以避免安裝過程中零部件與艙板發(fā)生擠壓，還可通過圖像比對(duì)提前發(fā)現(xiàn)碰撞風(fēng)險(xiǎn)。此外，相機(jī)作為工位的“眼睛”，還可解決裝配精度不足等問題，相機(jī)的視覺補(bǔ)償可以提高機(jī)器人裝配的定位精度。

生產(chǎn)過程中，設(shè)備會(huì)根據(jù)條碼確定衛(wèi)星類型和工藝要求，自主調(diào)用控制程序，數(shù)據(jù)分析及執(zhí)行結(jié)果也會(huì)實(shí)時(shí)反饋至生產(chǎn)線管控終端，衛(wèi)星生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了由人驅(qū)動(dòng)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，讓衛(wèi)星的批量定制化生產(chǎn)的理想照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。

圖為在建中的銀河航天南通衛(wèi)星超級(jí)工廠。（銀河航天提供）

批產(chǎn)衛(wèi)星，然后呢？

2020年至2030年是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的窗口期。衛(wèi)星需求的增長(zhǎng)必然帶來生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)鏈的變化。在此背景下，衛(wèi)星批量化生產(chǎn)是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵，針對(duì)我國(guó)衛(wèi)星產(chǎn)能相對(duì)不足的現(xiàn)狀，衛(wèi)星工廠模式是滿足行業(yè)剛需的必然選擇。

在航天“國(guó)家隊(duì)”不斷發(fā)力的同時(shí)，以銀河航天、九天微星為代表的一批衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也正蓄勢(shì)待發(fā)。

銀河航天不斷探索低成本衛(wèi)星批產(chǎn)可行路徑，持續(xù)構(gòu)建衛(wèi)星商業(yè)化供應(yīng)鏈體系，已在西安建成年產(chǎn)30套的衛(wèi)星載荷批產(chǎn)示范線；即將于2021年第一季度在上海建成年產(chǎn)30顆的衛(wèi)星總裝批產(chǎn)示范線；正在南通建設(shè)年產(chǎn)百顆衛(wèi)星的智能制造工廠，計(jì)劃2021年底投入使用，并計(jì)劃后續(xù)向年產(chǎn)500顆產(chǎn)能邁進(jìn)。

然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看：如何避免衛(wèi)星產(chǎn)能過剩及低水平重復(fù)建設(shè)？如何避免概念炒熱以后的一擁而上？仍是我國(guó)商業(yè)航天領(lǐng)域亟待思考解決的難題。

與世界一流水平相比，我國(guó)的航天事業(yè)仍存在管理和成本控制等方面的短板，如何更好激發(fā)創(chuàng)新活力，真正趕上世界一流，取得更多原創(chuàng)性突破，仍是擺在中國(guó)航天人面前不小的挑戰(zhàn)。

作者：胡喆