“我現(xiàn)在在泰國曼谷，大家透過我身后的窗戶，可以看到曼谷的城市天際線……”大屏幕上，銀河航天聯(lián)合創(chuàng)始人、副總裁劉暢的聲音和畫面穩(wěn)定清晰。今年2月12日，北京商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會上，身處北京亦莊主會場的參會者，見證了中國商業(yè)航天領(lǐng)域這一有意義的時(shí)刻。
這不是一個(gè)普通的視頻連線，它使用的是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。日常我們使用的網(wǎng)絡(luò)，主要依靠地面基站，而基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網(wǎng)，讓衛(wèi)星成為太空中的“基站”，用戶在全球任何地方都可以接入互聯(lián)網(wǎng)。即便身處大山、海上、空中，也能上網(wǎng)“沖浪”。
作為商業(yè)航天的創(chuàng)新主體，銀河航天一直致力于通過技術(shù)創(chuàng)新助力航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前已成功發(fā)射自主研制的20余顆衛(wèi)星，并構(gòu)建了中國首個(gè)低軌寬帶通信試驗(yàn)星座“小蜘蛛網(wǎng)”，完成了多項(xiàng)全球和國內(nèi)首創(chuàng)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用驗(yàn)證，并已在海外落地，具備單次30分鐘左右的不間斷、低時(shí)延寬帶通信服務(wù)能力。近日，本報(bào)記者走進(jìn)銀河航天，探訪這家民營企業(yè)的創(chuàng)新故事。
做研發(fā)：既要低成本，又要高性能
建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，基礎(chǔ)是要研制低成本、高性能的衛(wèi)星。對于銀河航天的工程師們來說，做出“便宜又好用”的衛(wèi)星，是他們每天都要面對的課題。
北京銀河航天方舟實(shí)驗(yàn)室里，一張金光閃閃的衛(wèi)星“翅膀”引人矚目，展開長度約9米、寬度超過2.5米，厚度卻僅約1毫米。這張薄如蟬翼、可折疊的“翅膀”，是衛(wèi)星的太陽能“發(fā)電機(jī)”。
“我們研制可堆疊式平板衛(wèi)星和柔性太陽翼，為的是最大限度節(jié)省空間，降低單顆衛(wèi)星的發(fā)射成本?！便y河航天首席科學(xué)家張世杰介紹，未來可以實(shí)現(xiàn)十幾顆甚至幾十顆衛(wèi)星層層堆疊起來同時(shí)發(fā)射，一次性運(yùn)送更多衛(wèi)星入軌組網(wǎng)。
銀河航天近700名員工中，70%是研發(fā)人員，通過敏捷開發(fā)、快速迭代模式，他們已攻克數(shù)十項(xiàng)核心技術(shù)研發(fā)難題，包括讓脆弱的太陽電池可靠壓緊、讓太陽翼打開并實(shí)現(xiàn)空間二維旋轉(zhuǎn)等，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品從地面到太空的全流程研制。
“作為一名‘轉(zhuǎn)專業(yè)學(xué)生’，最初進(jìn)入商業(yè)航天這個(gè)領(lǐng)域時(shí)，衛(wèi)星研發(fā)之于我就像是一片全新的未知大陸。”1988年出生的張佳，是銀河航天衛(wèi)星信息總體崗團(tuán)隊(duì)的一員。這個(gè)崗位的職責(zé)是把控整星設(shè)計(jì)狀態(tài)，對每個(gè)分系統(tǒng)的工作進(jìn)行嚴(yán)格把控，制定總裝測試計(jì)劃，優(yōu)化自動(dòng)化測試流程，做好衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理，保障設(shè)計(jì)科學(xué)、測試高效、數(shù)據(jù)可靠。在校時(shí)張佳就讀于電子信息工程專業(yè)，在職業(yè)生涯的前幾年一直與硬件電路打交道。然而，衛(wèi)星生產(chǎn)制造是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及電子、材料、機(jī)械、通信等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，工作人員需要在多學(xué)科知識交叉的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)知識共享與融合。
最初，張佳被派往熱試驗(yàn)現(xiàn)場。面對復(fù)雜的溫控設(shè)備與數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，白天他記錄熱循環(huán)參數(shù)、分析異常波動(dòng)，晚上還將衛(wèi)星接口協(xié)議、通信鏈路圖逐一打印出來研究，甚至手繪相關(guān)細(xì)節(jié)圖。有一次，因?yàn)樘度?，張佳完全忘記了時(shí)間，在試驗(yàn)房外大廳待到了凌晨3點(diǎn)。
“這些資料涵蓋了衛(wèi)星制造的技術(shù)細(xì)節(jié)和在軌運(yùn)行通信原理，最重要的是包括各種材料細(xì)節(jié)的成本控制和優(yōu)化方案?！睆埣颜f，商業(yè)航天的衛(wèi)星制造，低成本是關(guān)鍵因素。只有實(shí)現(xiàn)了低成本研制，才能為批量化生產(chǎn)衛(wèi)星奠定基礎(chǔ)。因此必須降低單星成本，這就要求樹立低成本攻堅(jiān)意識，在工作中的每個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行創(chuàng)新性探索。
正是這種“邊干邊學(xué)”的積累，讓張佳迅速掌握了衛(wèi)星制造核心邏輯，深入理解從單機(jī)部件到整星系統(tǒng)的通信需求、設(shè)計(jì)需求、試驗(yàn)數(shù)據(jù)測試需求等商業(yè)航天的特色需求。后來，張佳歷經(jīng)多種衛(wèi)星型號的磨煉，從參與各類試驗(yàn)和測試到負(fù)責(zé)衛(wèi)星電纜網(wǎng)設(shè)計(jì)，再到負(fù)責(zé)重要衛(wèi)星型號的信息總體設(shè)計(jì)工作，張佳逐漸成長為一名技術(shù)全面、經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師。
從“轉(zhuǎn)專業(yè)小白”到“全能型選手”，張佳和同事的個(gè)人成長和商業(yè)航天的迭代一樣迅速。
近年來，中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，技術(shù)、資本、人才等資源加速集聚，在火箭發(fā)射、衛(wèi)星制造、應(yīng)用開發(fā)等各方面均取得明顯進(jìn)步。2024年政府工作報(bào)告提出“積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)等新增長引擎”，今年政府工作報(bào)告又提出“推動(dòng)商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)、深?？萍嫉刃屡d產(chǎn)業(yè)安全健康發(fā)展”。
“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域必須加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，加速科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。”在銀河航天創(chuàng)始人、董事長兼CEO徐鳴看來，隨著政策的進(jìn)一步開放，技術(shù)的不斷向前發(fā)展，衛(wèi)星應(yīng)用將與人工智能、數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，拓展出更多應(yīng)用場景，商業(yè)航天將迎來新的時(shí)代機(jī)遇。
看到自己負(fù)責(zé)的衛(wèi)星從設(shè)計(jì)圖紙走向發(fā)射再到在軌運(yùn)行的全過程，張佳感覺所有付出都有了意義。經(jīng)過一次次“實(shí)戰(zhàn)”，銀河航天衛(wèi)星信息總體崗的響應(yīng)速度和研發(fā)周期大大加快，原來需要用三五年的時(shí)間研究一顆星，現(xiàn)在用一年甚至更短的時(shí)間就可生產(chǎn)完成。
建工廠：像造汽車一樣流水線“造星”
傳統(tǒng)衛(wèi)星制造主要是單件研制模式，從方案論證到詳細(xì)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品投產(chǎn)和交付、衛(wèi)星AIT（集成總裝測試）的研制流程基本為串行實(shí)施，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間、空間和人力資源。而快速組網(wǎng)大大提高了對衛(wèi)星產(chǎn)能的要求。為了批量化“造星”，在江蘇南通，銀河航天建設(shè)了一座衛(wèi)星智慧工廠。
走進(jìn)銀河航天南通衛(wèi)星智慧工廠，智能物料配送小車來回穿梭，衛(wèi)星智能產(chǎn)線采用人機(jī)協(xié)作模式，引入裝配機(jī)器人、智能測試設(shè)備、數(shù)字化制造系統(tǒng)等多種先進(jìn)技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)了100至2000公斤級衛(wèi)星的完整制造閉環(huán)，滿足年產(chǎn)100顆至150顆中大型衛(wèi)星的研制能力。
“我們的衛(wèi)星智慧工廠可適應(yīng)各類型衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)柔性化、總裝自動(dòng)化、測試程序化，就像造汽車一樣流水線‘造星’。”在工廠負(fù)責(zé)人成明的進(jìn)度表上，每一顆衛(wèi)星正處于裝配、集成、測試的哪個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)度一目了然?！艾F(xiàn)在工廠里，有十幾顆衛(wèi)星在同時(shí)作業(yè)。有兩顆衛(wèi)星，這兩天已經(jīng)出廠?！?/p>
像造汽車一樣“流水線造星”，何以實(shí)現(xiàn)？
銀河航天智造研發(fā)負(fù)責(zé)人張波下了不少功夫。他告訴記者，雖然目前國內(nèi)工業(yè)體系中智能工廠已經(jīng)很普遍，但應(yīng)用在航天領(lǐng)域還是起步階段。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？首先要將傳統(tǒng)裝配過程的工藝流程“吃透”，然后研究如何對某一道工序進(jìn)行優(yōu)化，再將優(yōu)化后的工序串聯(lián)起來，形成整星制造高效的工藝路線。這背后都要靠自主創(chuàng)新、不斷摸索。
例如，某個(gè)衛(wèi)星型號艙板熱控銷釘粘貼工作，傳統(tǒng)模式是設(shè)計(jì)師提供圖紙，工藝人員編制工藝，然后現(xiàn)場操作人員在艙板上進(jìn)行劃線和粘貼。這種方式耗時(shí)耗力，一個(gè)艙板要粘貼幾十顆銷釘，一顆星就要多人花費(fèi)1天時(shí)間。銀河航天的制造工程師創(chuàng)新采用三維模型投影的先進(jìn)技術(shù)，將模型輕量化處理后，直接投影到艙板上，操作人員按照投影進(jìn)行快速粘貼，效率提升90%以上，粘貼位置的準(zhǔn)確性也大幅提升。
“再比如精度測量，要測試單機(jī)裝配是否準(zhǔn)確?！睆埐ㄕf，這個(gè)環(huán)節(jié)以前靠人眼去瞄，需要4個(gè)測量員再加1個(gè)測量指揮，即使是熟練工也要2天時(shí)間，而現(xiàn)在他們不到2小時(shí)就能完成。為什么？引入自動(dòng)化設(shè)備。更進(jìn)一步，為了讓設(shè)備好用，張波又率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于衛(wèi)星三維模型自主開發(fā)算法重構(gòu)測試軟件，提高系統(tǒng)的適配性。
衛(wèi)星零部件通常尺寸較大、重量較重，面對大部件裝備高精度的難題，制造工程師在傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)上優(yōu)化升級，開發(fā)柔順力控裝備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作和自動(dòng)裝配的有效融合。最終，裝配效率提升80%以上，裝配時(shí)間縮短70%。
就像這樣，智慧流水線框架搭起來后，張波和同事們就在每一個(gè)環(huán)節(jié)攻關(guān)，用聚合創(chuàng)新提高生產(chǎn)效率。“僅僅是智能工廠的數(shù)據(jù)分析和數(shù)字看板這一塊，過去3個(gè)月，我們大大小小已經(jīng)迭代了7—10次。我們的工作方法就是迅速迭代，往下發(fā)放，試用后再迭代……”
采訪中記者了解到，1994年出生的張波已經(jīng)是團(tuán)隊(duì)里的“老人”，不斷有95后、00后加入，他們緊跟前沿科技、廣泛涉獵知識并創(chuàng)新應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。得益于這群工程師的不斷努力，在這個(gè)智能制造工廠里，一顆衛(wèi)星從單板總裝到整星集成，包括各項(xiàng)測試，只需60—90天就能出廠。
織生態(tài)：帶動(dòng)傳統(tǒng)制造企業(yè)“老樹開新枝”
降成本，離不開產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力。
長期以來，中國傳統(tǒng)航天在高軌衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)上積累了豐富的技術(shù)，地面工業(yè)體系愈加完備。但是對于商業(yè)航天企業(yè)，將工業(yè)體系內(nèi)有基礎(chǔ)但還未涉及航天業(yè)務(wù)的企業(yè)嫁接到商業(yè)航天供應(yīng)鏈體系中來，打造衛(wèi)星生產(chǎn)低成本、批量化的小型商業(yè)閉環(huán)，這是一條全新的路。
銀河航天供應(yīng)鏈總經(jīng)理羅興睿表示，在成立之初，銀河航天就本著通信載荷、核心單機(jī)、衛(wèi)星平臺的自主研發(fā)與低成本量產(chǎn)的發(fā)展思路，開始探索開拓更加開放的供應(yīng)鏈。
“在首發(fā)星研制期間，我們組建了包括技術(shù)、工藝、質(zhì)量和法務(wù)等人員的一支考核團(tuán)隊(duì)，遴選非傳統(tǒng)配套單位?！绷_興睿說，當(dāng)時(shí)，團(tuán)隊(duì)從汽車配套企業(yè)中遴選出三家民營企業(yè)，在衛(wèi)星制造的電裝環(huán)節(jié)，又選取了一家做工業(yè)計(jì)算機(jī)電裝的廠家。
為方便溝通交流，在前期探索階段，銀河航天的技術(shù)人員與供應(yīng)鏈企業(yè)工作人員一起辦公，投入時(shí)間和精力共同打磨產(chǎn)品，以便隨時(shí)修正糾偏，促進(jìn)產(chǎn)品快速定型。“這種模式在前期非常耗精力，一旦定型后，即可延伸開拓新的供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)模式復(fù)制?！绷_興睿說。如今，銀河航天的供應(yīng)鏈已經(jīng)從2018年的100余家拓展到1300余家，其中超過一半是民營企業(yè)。
在與供應(yīng)鏈企業(yè)共創(chuàng)過程中，銀河航天探索出內(nèi)部采購技術(shù)規(guī)范，從設(shè)計(jì)層面考慮產(chǎn)品的低成本和批量生產(chǎn)的可行性。目前，銀河航天已經(jīng)和供應(yīng)鏈企業(yè)累計(jì)簽署了30多份采購技術(shù)規(guī)范。早期培育出來的供應(yīng)鏈合作企業(yè)，成為銀河航天工序環(huán)節(jié)上的主供單位。逐漸培養(yǎng)出來的新型供應(yīng)關(guān)系，對銀河航天新產(chǎn)品研發(fā)、效率提升和產(chǎn)品穩(wěn)定性方面都起到了極大的助推作用。
銀河航天引入了供應(yīng)鏈企業(yè)反提合理化建議的工作機(jī)制，供應(yīng)鏈企業(yè)在實(shí)操過程中可倒逼設(shè)計(jì)優(yōu)化。羅興睿舉例說，有一家供應(yīng)鏈企業(yè)在落實(shí)圖紙過程中發(fā)現(xiàn)某個(gè)環(huán)節(jié)耗電高、耗時(shí)長，隨即提出修改工藝設(shè)計(jì)的建議，他們了解到后，本著降本增效的初衷采納了這一意見，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化的目標(biāo)。
另一方面，供應(yīng)鏈上的企業(yè)通過遷移衛(wèi)星制造生產(chǎn)加工能力，實(shí)現(xiàn)了高附加值產(chǎn)品的研發(fā)，開辟了新的業(yè)務(wù)線，生產(chǎn)加工能力提質(zhì)升級。
為了滿足衛(wèi)星制造低成本、輕量化的需求，浙江的一家軸承加工企業(yè)，在軸承生產(chǎn)過程中應(yīng)用了新材料，助推工藝提升，反過來為企業(yè)自身發(fā)展開辟了新動(dòng)力。類似地，一些傳統(tǒng)工業(yè)品制造企業(yè)，因?yàn)榕c銀河航天合作，“老樹開新枝”，公司發(fā)展邁上新臺階。在連接器線束產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，銀河航天的技術(shù)人員針對生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝技術(shù)環(huán)節(jié)，對供應(yīng)鏈企業(yè)的員工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，也幫助對方企業(yè)提升了勞動(dòng)者素質(zhì)水平。
“在更加開放的供應(yīng)鏈生態(tài)下，在6年多時(shí)間里，銀河航天的合作伙伴數(shù)量增長了10倍。”徐鳴表示，未來，銀河航天將積極發(fā)揮領(lǐng)軍企業(yè)帶動(dòng)作用，繼續(xù)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴攜手前行，探索更多合作可能性，進(jìn)而搭建新型航天生態(tài)，持續(xù)為中國商業(yè)航天發(fā)展注入新動(dòng)能。
