这家“星”工厂有望每年造星200 颗

文/任长胜

▲各国星座建设工作如火如荼

在智能新时代，各国资源开发的焦点瞄准了空间，空间资源的地位逐日攀升，广袤美丽的空间也随之变得热闹而拥挤。

人类仰望夜空，看到的将不仅是漫天闪耀的恒星，还将有数量众多的卫星。国外如“星链”“一网”等星座项目，目标是建立覆盖全球的低轨卫星网络，主要提供宽带网络接入服务，目前已完成数千颗卫星发射。

近年来，中国的星座建设项目蓬勃发展，航天科技集团、航天科工集团等企业通过“鸿雁”“虹云”等项目拉开星座建设序幕，多家国内民营航天公司也纷纷公布物联网星座等造星计划。

2021 年4 月以来，随着新组建的大型央企——中国卫星网络集团有限公司落户雄安，我国星座建设工作全面加速开展。这意味着，在不久的将来，将有更多的“中国星”出现在广袤的夜空。

向天上“撒星星”，需要“瞄得准”，需要“力气”大，更需要“星星”多。2019 年以来，航天科技集团五院启动天津卫星柔性智造中心建设工作，目前已全面建成，一座高水准的“星星”工厂已然矗立在五院天津航天产业基地内。

“柔性”“智能”卫星生产线

以国家京津冀协同发展战略、着力疏解非首都功能等要求为指引，五院加速天津高端制造产业基地建设工作，在天津滨海高新区地方政府的大力支持与密切配合下，一座集“天时、地利、人和”特点于一身的卫星柔性智造中心应运而生。

▲生产线上的机器人

近年来，五院持续推动“宇航智造工程”实施，针对产品生产、运输、装配、检测、测试、试验等环节，形成了一系列“智能单元”等成果，在生产线上进行系统集成和全面应用。卫星柔性智造中心由五院通信与导航卫星总体部抓总建设，充分融合了五院丰富的宇航产品研制经验基础，具有“柔性”“智能”“系统”等显著特点。

所谓“柔性”，体现了对生产对象的良好适应性，如果把卫星比作汽车，线上既可以生产小尺寸的经济型轿车，又可以生产大尺寸的豪华轿车，只要在设计指标包络范围内，均可上线生产。

所谓“智能”，揭示项目充分应用了五院宇航智造工程的“数字化、信息化”成果，具备智能制造的典型特点，将改变传统宇航产品“人工作业”为主的生产模式。

此外，五院坚持“系统”观念，以卫星柔性智造中心为牵引，同步开展多个模块生产线及关键单机生产线产能建设，协同各供应链单位同步提升研制能力，实现全链条智能制造，支撑星座产业链健康发展。

据五院通信与导航卫星总体部项目计划经理张海江介绍，在天津卫星生产线上，高效物流、自动装配、一体测试、自动试验等多项智能制造成果实现应用，可大大提升人员、设备、场地等资源应用效率，系统提升卫星研制能力。

由于具有较强适应性及技术先进性的卫星AIT 基础条件，卫星柔性智造中心可全面适应各类商业卫星、应用卫星的研制需要，对国内各领域卫星用户都是完全开放的。综合来看，卫星柔性智造中心的整体建设思路及能力水平对标国际一流，与一网公司佛罗里达生产线的自动化水平相当，基础条件及适应性更强。

预计年产卫星200 颗以上

实地探访生产线厂区，近4000平方米洁净生产区域宽敞明亮，13 个生产站点依次布局，另有生产准备区协调流程，物流、装配、测试、试验等工艺设备运转顺畅。目前，厂家已通过验证星对卫星生产流程进行验证，平均1～2 天可以完成1 个站点的生产任务。后续，按照节拍化模式运行，在量产阶段预计可以实现每周出厂4～5 颗卫星，年产能可达200 颗以上。

由于生产线具有很好的“柔性”，凡是需要“走量”并组建星座系统的卫星，比如通信、导航、遥感等各类应用卫星，都可以上线生产。不过，卫星在设计过程中必须遵循“面向批产”的设计理念及规范要求，以实现高集成度、模块化设计，发挥生产线最优效能。

“卓别林在《摩登时代》默片里呈现了工业革命时期流水线的作业模式，我们生产线按照‘脉动式’节拍化生产，在传统流水线基础上进行自动化升级，星线协同设计，人机协同操作，生产阶段可以实现最优节拍，有效提升生产效率。”张海江说。

▲卫星试验区

▲智能管控大厅

厂家以建设卫星制造行业的“黑灯工厂”为目标，部署大量一线机器人，追求“有人值守、无人操作”，基本消除现场工程师的“难活”“累活”，持续提升生产线智能化水平。

“智能管控中心”是整个生产系统的控制中枢，被部署在生产线上。它就像大脑一样，对生产线任务计划执行情况、质量数据情况以及各模块、单机等配套供应链情况进行实时管控，确保对整体生产流程及各环节实现“协同、穿透”式管理。

针对生产线现场工作，管控系统可结合任务要求，自动指挥现场物流AGV、装配机器人等启动工作，自动发布数字工艺进行操作指导，现场人员重点开展关键环节确认及异常问题处置。通过人机协作技术应用，有效降低现场人员工作强度，通过一致的生产过程及稳定的工艺设备，确保卫星在生产线全流程质量可靠、过程可控。

狠抓“三高”持续降成本

“三高”指“高质量、高效率、高效益”。卫星具有“高质量”的本质要求，但在生产线高效率的基础上，为了实现高效益，确保可持续运营，必须着力优化压缩过程成本，以实现更高的性价比。

张海江介绍，以五院卫星柔性智造中心为牵引，对于后续卫星批量研制任务，五院在卫星设计、物料选型、管理模式等方面做优化、想办法，积极试点，推动实现降本增效。

卫星设计方面，按照星线协同理念，结合生产线接口及运行模式需要，强化面向批产的卫星设计，实现卫星模块化设计制造与高效集成。虽然上线卫星外形不同，功能多样，但是按照设计规范进行优化，全面做好卫星平台公用化、功能模块集成化、典型单机产品化等工作，充分适应各类任务需求，在设计包络范围内进行优化，最大程度统一接口形式及生产模式，确保适应上线生产需要。

▲卫星低成本批量生产是大势所趋

▲卫星批量生产线已在国内多地开工

▲某卫星批量生产操作台

物料选型方面，研究采用专用的选型标准，同类物料尽最大可能实现统型，大幅压缩器件种类。同时，各类物料的质量保证要求实现动态优化，不搞“一刀切”。与卫星健康紧密相关的“心脏级”器件，严格质量要求；对于采用冗余设计的部分器件，优化质量等级要求，甚至可以选择工业级器件。此外，部分需求量大的物料采用组批采购、按需交付，发挥规模效应，有效降低成本。

管理模式方面，面向批产任务需要，积极研究适应批产任务的流程与方法。从基于模型的数字化设计，到开放包容的模块化配套，再到柔性智能的自动化集成，以天津柔性智造中心为牵引，五院正在积极构建适应批产的管理模式，实现宇航产业研制模式转型发展，践行航天科技集团“三高”要求，确保实现高质量发展。

一系列卫星设计、管理等规范经过积累、总结，有望催生相关产业标准。标准来源主要有两方面：一是卫星用户的具体要求，尤其是合同约定要求，贴合市场需求，遵循某项具体的规范标准；二是五院作为具体工作的承担方，通过实践所积累并验证成熟有效的，与卫星用户共同商议确定。总之，厂家将以开放、包容的心态，认真学习、借鉴国内外先进的卫星制造模式及成功经验，持续优化完善。

▲某卫星批量生产线

目前，五院天津柔性智造中心已经启动试生产工作，整体处于“试营业”阶段，正持续优化工艺及流程，确保充分跑合，力争早日实现预期产能，后续将积极承担相关领域卫星研制任务。

未来，随着我国经济发展和空间能力持续提升，各行各业对卫星的需求一定会越来越大，期盼功能更丰富、价格更亲民。大胆畅想，卫星订单的发展趋势很可能近似汽车、手机。因此，具备批量化、定制化、快捷化的研制能力，将是对科研生产单位的能力新要求。我们像定制电动汽车一样定制“专属卫星”，登录网站、选择配置、砍价下单、组合投产、发射上天一气呵成，这一天应该不会遥远。

相信在不远的将来，“星星”们将源源不断地生产下线，运往“点亮”它们的发射场，助力“中国星座”完美绽放，个性化“星星”闪耀寰宇。