你有没有想过,有一天火箭和卫星也能像汽车一样高效生产?这听起来像是科幻小说里的情节,但如今正在中国航天工业中悄然变成现实。
最近,中国航天科技集团正在推进一场制造业的深度变革,引入了一种名为“总装拉动”的全新制造模式。这个听起来有些专业的名词,其实蕴含着让中国航天生产效率实现质的飞跃的巨大能量。
航天制造的“汽车工业革命”。
说到“总装拉动”,可能很多人会感到陌生。但如果说起日本丰田汽车的生产模式,想必大家就有所耳闻了。没错,中国航天正在借鉴汽车行业的成功经验,将精益生产原则引入到火箭和卫星的制造中。
这种新模式的核心思路很明确:只有在最终装配环节需要时,才从上游供应商获取零部件,并且严格控制所需数量。简单来说,就是“需要什么生产什么,需要多少生产多少”,彻底改变以往那种零部件提前推送到生产线,造成库存积压的传统做法。
中国航天科技集团有限公司首席信息官、航天制造专家王国庆院士带领的团队,在今年7月发表的论文中明确指出:“这代表着对现有制造模式的系统性和颠覆性变革。”这句话的分量很重,足以说明这次变革的深远意义。
为什么航天制造需要变革?
长期以来,航天器大多都是手工打造的精密杰作,每一枚火箭、每一颗卫星都堪称独一无二的艺术品。这种精益求精的精神固然可贵,但在当今这个卫星星座、可重复使用运载工具和持续性月球任务需求激增的时代,传统制造方式已经显得力不从心。
研究人员指出,随着新技术推动全球太空活动呈指数级增长,预计到2045年,轨道发射将达到每年17万吨的有效载荷。在这个大背景下,能够掌握可扩展航天制造的国家,必将主导未来的太空领域。
看看我们身边的实际需求:我国的低轨卫星互联网星座,如国网星座、千帆星座、鸿鹄三号星座,建设已进入密集组网阶段。未来几年,中国将需要生产数以千计的卫星和运载火箭。这样的规模,传统的制造模式根本无法满足。
“总装拉动”如何运作?
那么,这个听起来高大上的“总装拉动”模式,具体是怎么操作的呢?
首先,制造总体单位要履行规模化定制生产任务组织实施的管理主体责任,承担合同经费、计划统筹、质量保证、能力建设、供应链管控五项管理职责。
在这个基础上,以高效率、高质量、高弹性为标准,构建模块化、柔性化、网络化、智能化的制造能力。通过对生产节拍进行规划,优化作业流程,以总装节拍作为全链条拉式生产的源头,采用脉动生产模式,重塑总装制造能力。
这其中有几个亮点特别值得关注:
智能柔性装配中心利用人工智能和机器人技术,可以动态地重新配置不同型号火箭的工作流程,非常适合多种运载火箭的混合生产。
协同制造平台连接全国各地的工厂、实验室和供应商,甚至能够跨越不同的涉密网络。这个平台借助云计算、物联网、人工智能和数字孪生等技术,实现生产状态的实时跟踪、供应链瓶颈的即时可视化、缺件的自动预警,以及跨机构的安全数据共享。
还有一个名为“数字拉动看板”的系统,可让管理者实时掌握整个供应链的运行情况,就像我们平时用的外卖APP可以实时查看订单状态一样方便。
全球竞争格局下的中国路径。
当然,追求航天制造效率提升的不止中国。论文中提到,美国太空探索技术公司(SpaceX)的“星链”项目已经展现出惊人的卫星批量生产能力。该项目计划在太空搭建由约4.2万颗卫星组成的网络,目前总发射数量已达7000多颗。
但中国的路径与美国有所不同。不同于美国由单一公司主导的模式,中国的发展路径看起来更加网络化和由生态系统驱动,依托国有企业、科研机构和私营供应商的协同,形成了国家战略。
这种差异化的路径选择,体现了中国航天发展的独特思路:既学习先进经验,又保持自身特色。
变革时机的战略考量。
这场制造业改革正值中国航天发射提速的关键时期。数据显示,2024年美国完成了158次轨道发射,大部分由SpaceX执行;而中国完成68次发射,虽然在2023年67次的基础上再创新高,但与年初预计的“全年进行100次左右发射”相比,还存在明显距离。
从“手工打造”到“批量生产”,从“独特艺术品”到“工业化产品”,中国航天正在经历的这场制造革命,或许将重新定义未来太空探索的格局。而这一切,都始于今天我们对制造模式的深刻思考和勇敢变革。
当我们仰望星空,看着夜空中越来越多的人造卫星划过,或许不会想到,它们中的许多,正是诞生于这场正在发生的航天制造革命。未来的太空,将因今天的变革而更加精彩。