资讯首页   焦点新闻   国内新闻    国际新闻   产经新闻    深度解读    技术前沿   航天政策法规     视频    

栾恩杰:没有自主可控的航天装备制造能力,就没有可持续发展的航天产业

时间:2018年01月03日 信息来源:中国工程科学 点击: 【字体:

航天装备是国家空间基础设施建设和卫星应用产业发展的使能资产,航天装备制造是先进制造业的典型领域。航天装备制造能力决定了国家进入太空、控制太空和利用太空的能力,是国家卫星及应用产业的基础与核心。航天装备制造产业是国家战略性新兴产业,是建设航天强国和制造强国的重要支撑。


航天装备制造的发展趋势

航天装备制造特指运载火箭及空间运载器、卫星、飞船、空间站、深空探测器、导弹武器以及相关地面保障设备等产品的制造。航天装备作为主要在地面建造但在空间环境中运行的一类特殊产品。航天装备具有战略地位重要、技术构成复杂、使用环境严酷、保障服务困难、单件价值极高、安全防护严格等特点。


(一)航天装备极端制造的特征越来越明显

随着人类的航天活动由近地迈向深空、由无人转向有人,航天装备越来越多地表现出极端制造的特征,主要表现为大型化和重型化、精密化和小型化、高性能和独特性。

 

(二)航天装备制造正向数字化、网络化、高可靠性、低成本、高效率方向发展

数字化:以美国国家航空航天局、美国波音航空航天公司、法国空中客车公司、美国洛克希德·马丁空间系统公司等知名研究机构和企业为代表,国外航天制造业通过数字化设计制造手段实现了产品质量、协同效率、研制能力的大幅度提升。

网络化:国外主要航天承包商已普遍实现了网络化的协同设计与制造,提高了卫星研制效率,节省了研制成本。

高可靠性:随着空间探索向更远、更深的领域延伸,特别是载人登月、火星探测等深空探测工程项目的实施,对航天装备的可靠性提出了更为严苛的要求。

低成本:国外航天承包商积极推动低成本制造技术,一方面从设计源头、研制流程和研制环境等方面降低制造成本;另一方面,大力发展卫星平台、微小卫星、可重复使用运载器等航天技术降低航天任务成本。此外,还通过商业化模式实施精益生产来大幅降低成本。

高效率:为了提升效率、缩短交付周期, 美国提出了“精益飞机研制计划(LAI)”,帮助航空航天工业界实现以更少的时间、更低的成本交付质量更高的产品。同时,一些商业化的航天企业在提高效率方面也取得了显著的进展。

 

(三)航天先进制造技术快速发展,应用范围不断扩大

国外航天制造业在先进成形技术、先进连接技术、复合材料制造技术以及数字化制造技术与装备方面得到了进一步提高,涌现出一批新的制造工艺与技术,空间在轨装配和航天增材制造(3D 打印)技术正在成为广受关注的重点领域。


我国航天装备制造的现状与问题

我国航天装备制造技术水平与国外航天先进水平相比还有一定差距,还不能很好地适应航天产业快速发展的要求。


(一)适应航天装备特点的制造模式仍处于摸索、调整阶段

我国航天装备制造主要采用研制与批量生产混合共线的模式,其批量生产能力不强。航天装备制造数控化水平比较低,劳动密集型的手工生产模式普遍存在,工艺仿真、数字化装配等先进数字化制造技术能力薄弱。设计制造一体化程度不高,设计方案的可制造性不强,设计模型和数据难以共享。


(二)工艺手段落后,对先进工艺方法积累不充分

我国对工艺在航天科研生产体系中的作用重视不够。长期以来,我国航天制造业一直是通过研制来建立科研生产体系的,出现了重科研轻生产,重设计轻工艺的现象,对工艺在科研生产中的作用认识不足,重视不够,没有建立独立、完善的工艺发展体系,难以从根本上提高工艺的技术水平和能力,工艺技术水平尚不适应型号任务快速发展的要求,工艺手段较为陈旧,制约了我国航天装备制造能力的进一步提高。


(三)我国航天装备制造的专业能力亟待提升

航天大型、异形复杂结构件的制造能力还不能满足型号研制需求。随着国家航天活动由近地向深空、由单一任务向多任务、由短期停留向长期驻留的扩展,航天装备的结构尺寸和结构复杂程度大大增加,这对我国大型、异形复杂结构件的加工和成型能力提出了更高要求。航天精密制造能力有待进一步提升,航天复合材料制造能力与国外先进水平相比还存在一定差距。


(四)管理机制仍不能完全适应我国航天装备制造发展的需要

航天装备制造企业所获得的投入和支持力度相对不足。我国航天生产制造企业在整个航天科技工业体系中话语权较小,所获得的资源投入相对较少。国家军工固定资产投资型号痕迹过重,锻造、铸造、焊接、检测等航天基础制造能力获得的投入较少。航天生产制造企业往往面对多家设计单位,同时承担多个型号的研制与批量生产任务,普遍面临着制造资源紧张、人员加班加点的问题,航天装备制造系统中不同单位间的协同性有待加强,科研管理难以有效支撑航天装备制造能力的提升。


提升我国航天装备制造能力的对策与建议

随着国家重大科技专项和重大航天工程的实施,多型卫星、航天器进入批量研制和生产阶段,亟需立足自主可控,加强系统谋划,进一步优化制造资源配置,解决关键瓶颈和短线问题,大力提升我国航天装备制造能力,实现航天事业可持续发展。


(一)着眼先进理念,全力推进先进制造模式

开展数字化模型的规范化和标准化专项工程,统一和规范设计、制造上下游数字化模型的平台、软件的生成与标识方案,实现数字化模型上下游间的贯通。积极探索航天系统工程创新发展,实现基于模型的航天装备的开发制造过程,大力推行集成产品开发方法,实现航天装备设计制造一体化;构建航天协同设计工程环境、航天装备制造系统、企业资源规划系统集成交互的制造模式,实现航天装备制造的数字化、网络化和集成化。


(二)强化工艺创新,大力提升工艺技术能力

加强对航天工艺技术发展的系统规划,完善工艺创新的激励机制,加快工艺创新成果的工程化应用。推行工艺先行于设计进行先期攻关突破的工艺研发方式,提前进行工艺储备,达到工艺拉动设计,技术推动设计的目的。开展计算机辅助工艺过程设计技术的应用示范工程,加大对工艺路线、流程、方法及相关软件、工具的支持力度,充分发挥工艺在航天制造系统中的枢纽作用,实现设计–工艺–制造的一体化集成。


(三)围绕航天工程实际需求,攻关突破瓶颈环节

围绕月球探测、高分辨率对地观测系统、载人航天、北斗导航等重大航天工程的实际需求,加强对难以引进的航天高端专用制造装备研制的投入力度;针对短板和瓶颈问题,系统谋划,加强攻关,重点解决生产关键元器件精密/ 超精密制造装备、先进功能性复合材料制造装备、大型复杂异形结构制造装备、自动化柔性对接装配装备、先进检测设备等长期制约我国航天制造能力的瓶颈环节。


(四)加强人才队伍建设,为航天装备制造提供有力的人才保障

积极借鉴培养航天型号研制队伍的成功经验,探索建立航天能力建设总设计师、航天型号生产总指挥的人才队伍体系,强化设计–工艺–现场的综合人才培养,扩展航天工艺制造专业人员培养和成长的通道,加速培养航天制造能力建设、型号批量生产的高端领军人才,大力推行集成产品团队模式,切实发挥工艺人员在设计和现场之间进行有序、有效衔接的桥梁作用。


(五)推动管理变革,构建促进航天装备制造发展的有利环境

加强资源整合,建设军民融合、国家大协作条件下的自主和可持续发展的航天制造系统,提升对核心、高端航天制造环节的自主可控力度,同时对一般的航天制造环节要积极引入社会制造资源,提升效率,降低成本;完善国家航天能力建设布局,加强统筹协调,加强对铸造、锻造、热处理等航天制造基础能力的投入力度;成立航天制造系统专业研究机构,负责航天制造系统的共性技术探索和相关标准制定,开展航天先进制造技术发展战略研究,围绕增材制造、数字化制造、智能制造等领域开展先进制造技术预先研究,为建立适应我国当前航天任务需要和未来航天能力发展需要的航天制造系统提供全面支撑。

(作者:佚名)
返回顶部