面向批產的小衛星總裝流程優化

張少渤，李圣山，田曉景，韓 毅，張志堅，陳 倬，任清峰

（1.航天東方紅衛星有限公司，北京 100094； 2.河北北方學院，張家口 075000）

0 引言

小衛星星座通常由數十顆甚至上萬顆衛星組成。目前小衛星研制周期約8～10 個月，其中總裝工作時間約占整星研制周期的2/3[1-2]，因此總裝效率是影響小衛星高效批量化生產的關鍵。傳統的總裝模式是由多名裝配人員同時完成3～5 顆小衛星的總裝工作[2]，在效率、過程管理和質量管理等方面均已經無法滿足小衛星批量化生產的需求。如要全面提升總裝效能，就需要對總裝流程進行分析優化[3-5]。

表1 顯示，實施PBL教學前，護生評判性思維能力7個亞類中，3個的均值在40分以上，說明護生具有正性評判性思維能力，其余4個均值在30～40分，說明其評判性思維能力處于中等水平；實施PBL教學后，7個亞類中6個的均值在40分以上，說明護生具有正性評判性思維能力，1個的均值在30～40分，說明其評判性思維能力處于中等水平。

本文在分析小衛星總裝流程的基礎上，采用流程優化方法重構總裝流程，以縮短批生產周期，滿足小衛星的批量化生產需求。

1 現有小衛星總裝流程分析

小衛星總裝是指從分系統交付系統裝配開始至完成產品裝配，并將合格的產品交付發射為止的全過程[6]。目前，小衛星總裝主要包括總裝工藝設計、總裝實施和總裝檢測等內容。總裝工藝主要是依據產品設計圖紙和相關文件，結合總裝具體實施人員、工裝、場地等因素，將總體設計和總裝設計等各項設計技術指標形成相應的工藝文件和圖樣。總裝實施是指根據總裝工藝文件和圖樣，將各分系統設備組裝成整星的過程，是小衛星總裝階段的核心環節?？傃b檢測是在衛星總裝階段檢測衛星的各項特性是否符合設計要求的過程。

現有小衛星總裝過程中需要進行多次開合板、試驗狀態改造和總裝項目檢測[7-8]，流程復雜，研制周期長，總裝效率低。具體存在的如下：

1）推進子系統總裝周期長

推進子系統總裝過程中，管路取樣和焊接完成一般需要1 個月，在此期間，無法對衛星結構進行其他熱控實施和設備安裝等總裝工作，占用衛星大量主線時間。

境內丘陵起伏、溝谷縱橫，且大部分區域坡度陡，極易產生水力土壤侵蝕。區內地質出露中生界、新生界地層，中生界侏羅系紅色地層出露較為完全（除無自流井組以外），遍及全市各縣（市、區），有 7 210km2，占總面積的90%。中生界陸相碎屑沉積的紅色沙、泥巖，因含泥質較多、沉積年代新、固結程度差，風化最為嚴重，風化深20～30 m。尤其是侏羅系的遂寧組紅色泥巖風化更嚴重，風化深30～50m，分布在雁江、安岳、樂至大部，面積為3 382km2，占總面積的42.5%。簡陽石盤水庫曾出現壩基斷裂破碎帶，風化深度達50 m。丘陵區的沙、泥巖侵蝕更為嚴重，溝壑密布，沖積扇遍及溝口，隨處可見侵蝕地貌。

2）軟件落焊操作項目多，等待周期長

星上部分設備在完成測試和大型試驗后，需返回研制單位進行軟件落焊，衛星設備反復拆裝次數增加；軟件落焊設備返回后，需重新上星進行回歸測試。

①優化測量流程

整星總裝過程中需要進行多次漏率檢測和設備安裝精度測量，對同一指標進行多個狀態的反復測量。整星總裝檢測工作約占16 天，檢測周期長。

4）輔線工作項目總裝效率低，自動化程度低

總裝輔線工作包括熱控產品制作、整星標準件和總裝直屬件出庫。批產總裝輔線工作項目多，工作量大，輔線工作及時性會影響主線工作進度，因此需進行提前制作。傳統模式采用分散式單星手工制作，占用大量人力和資源，總裝效率低，產品一致性差。

5）總裝工藝文件重復編制

工藝人員根據設計文件和總裝技術流程編制總裝工藝文件，發生流程更改時，需要重新編寫總裝工藝文件。文件編寫占用工藝人員大量時間，任務重，效率低。

2 小衛星批產總裝流程優化思路

批產衛星總裝檢測是指在總裝各個階段對衛星的各項指標進行檢測，包括漏率檢測和設備安裝精度測量。

批產衛星所有精測項目均采用自動化精測系統（如圖2 所示），該系統具有自動比對批產衛星精度檢測結果、生成數據一致性比對表等功能。使用自動化精測系統實現了批產衛星所有設備安裝姿態的高精度快速測量，顯著提升了批產衛星精測效率。

圖1 總裝流程優化Fig.1 Assembly process optimization

批產衛星具有技術狀態穩定、總裝時間周期短等特點，所有單機設備交付前已完成產品級測試。針對批產衛星總裝主線流程，對其中各環節開展分析，剝離嚴重制約主線工作順利進行的非增值環節；對主線流程作業順序進行調整，以降低人員和設備等待時間，使流程的運作更加順暢，達到效率最優。

針對總裝檢測流程，一方面，在對其進行優化分析的基礎上合并相似或連續的工作，整合檢測項目，以優化檢測流程；另一方面，通過引進自動化檢測設備，可提高檢測效率，降低人員勞動強度。

補機（重聯機車）自動制動手柄應用銷子固定在重聯位，單獨制動手柄應放置在運轉位。此位置為本機機車在運轉位時，補機（重聯機車）受機車間制動管軟管、總風軟管、平均軟管壓力控制，而發生作用的位置，其緩解應和本機同步。

針對批產總裝輔線工作引入標準化制作思路和自動化生產設備進行生產模式升級，以使輔線產品的制作標準化和批量化，提升總裝輔線工作生產效率和產品一致性。

總裝工藝作為總裝實施的依據，是總裝過程優化的關鍵環節。如果實行標準化編制并采用信息化手段，建立批產總裝工藝文件體系，則可有效簡化反復編寫等重復性工作，提高工藝文件編寫效率。

3 小衛星批產總裝流程優化實施

3.1 總裝主線流程優化

對批產衛星總裝主線流程進行分析，剝離占用主線的非增值環節，消除人員等待，調整主線流程，減少重復操作和返工操作，提高總裝效能和可靠性。

2）設備安裝精度測量優化

三是工業廢水以及農藥殘留造成的污染。工業生產中產生的廢水，含有很多有害元素，一旦隨意排放到水體中，會對水資源造成嚴重影響，增加水產植物的死亡量。如果人食用了這類水中的產品，會對生命健康造成威脅。農藥本身具有一定的毒性且不容易被分解，這也是加劇水資源污染的重要原因之一。

2）一次性總裝至最終狀態

批產衛星推進子系統管路制作采用“模板管路焊接+整星焊接”的分階段生產模式，將推進子系統管路取樣和大部分焊接等主線工作剝離至輔線。該流程優化后，推進子系統管路制作流程主線周期明顯縮短，減少了人員和設備等待，滿足了衛星大批量生產需求。

在批產衛星所有設備進入總裝前完成所有單機軟件落焊工作，整星即可一次性設置總裝最終狀態，而不再拆下設備返回廠所進行軟件落焊，整星相應取消軟件回歸測試，這樣可使流程運作更加順暢，消除大量總裝等待時間，還可降低設備反復拆裝帶來的操作風險。

3）合理設置試驗狀態和試驗流程

對批產衛星的力學試驗、熱試驗、磁試驗和EMC 等大型試驗進行優化，只保留力學試驗和熱試驗。批產衛星星內不粘貼熱電偶和力學傳感器，只保留星外熱電偶、熱流計和力學傳感器?？傃b過程中只進行一次最終狀態合板，熱試驗和力學試驗后，整星無需重復開合板，以減少星外設備反復拆裝等重復性工作，使整星主線流程效率最優。

3.2 總裝檢測流程優化

流程優化是指通過辨析理解現有流程，將其優化后改良產出新流程。常見流程優化方法有剝離非增值環節、標準化制作、優化流程順序、信息化和自動化[9]。剝離非增值環節是指減少占用主線相關活動的數量，提高活動的質量，對剝離多余活動后的剩余活動進行簡化整合。標準化制作是指通過標準化的方式將流程的運作習慣、實施規范、實施程序進行固化，減少人為因素的干擾。優化流程順序是根據相關流程的側重點調整流程運作過程和順序，使各環節的工作流程盡量均衡。信息化和自動化是指通過采用信息化手段和自動化設備提升流程運轉效率，減少人員的重復勞動和設備的無效等待。

根據《關于發揮價格杠桿作用促進光伏產業健康發展的通知》，使用光伏發電每千瓦時可獲國家補貼0.42元/度，補貼時長:初裝二十年。按照上表所計算數據，此二十年間可獲國家補貼：（發電功率×樓頂可利用面積×最少可利用日照時間/1000）×國家補貼金額×365 天×20 年=（100W/m2×350m2/單元×5h/天/1000）×0.42 元/度×365 天×20 年=536550 元。

1）漏率檢測優化

①優化檢測流程

批產衛星漏率檢測主要包括3 個階段：管路制作后單點檢漏和系統檢漏，力學試驗后系統檢漏，出廠前系統檢漏。將漏率檢測項目進行整合，優化管路制作后單點檢漏次數，合并力學試驗后系統檢漏和出廠前系統檢漏，實現漏率檢測流程的優化。

顛球方面，實驗后實驗班與對照班的平均顛球個數均有所提高，合作學習法和傳統的教學方法都可以提高顛球的個數，通過T檢驗發現，p值＜0.01，具有非常顯著差異，說明合作學習法優于傳統的教學方法。

②采用高效自動化檢漏系統

Sharmila Parmanand用兩個話題說明了自己的主要論點，即“由于政體或文化障礙，應該被選舉的合格婦女很不公正的被排除在政體之外”和“給婦女提供在議會供職的機會有助于證明婦女不適于做管理工作的傳統論調是錯誤的”。

批產衛星所有漏率檢測均采用高效自動化檢漏系統。該系統具備以下功能：自動化充排氣，實現了批產衛星推進子系統充放氣過程中溫度、壓力的實時自動控制和監測；自動化真空檢漏，自動完成真空系統抽氣、系統漏率定標和檢漏數據采集工作，自動對檢漏結果進行計算和匯總，一鍵式生成測試報告；便攜式自動化壓力標定，實現了批產衛星按壓力標定點自動標定。

區內西北角距西側山溝塌陷約200 m處，有一個采礦石硐口，2017年10月14日在標高475 m礦硐內曾發生透水事故，說明采礦活動較為強烈。

對批產衛星漏率檢測項目進行整合優化，全面采用高效自動化檢漏系統，可節省整星漏率檢測主線周期4 天，顯著提高了檢漏效率，解放人力，同時提高了檢漏過程的安全性和可靠度。

1）基于模板管路的推進子系統總裝流程優化

工信部原材料司處長張文明表示：“我們國家在繼續實施扶持國產鉀肥發展的優惠政策，保障國產鉀肥競爭力和提升自給率的同時也要加快境外鉀肥基地建設，實現雙輪驅動，鞏固國內價格洼地，從國家層面頂層設計，引導企業有序推進‘走出去’步伐。對境外鉀肥基地加大支持力度，形成雙翼協同保障我國鉀肥的穩定供應，提升我國在國際鉀肥市場的話語權?！庇捎诟鞣矫鏃l件限制，建設一個大型鉀鹽生產企業從勘探、設計、建設到出成品至少需要5-7年的時間，建設周期漫長且投資巨大。據了解，目前我國在境外已進入生產運營階段的企業只有在老撾的中農集團和開元集團，它們是我國“走出去”找鉀和采鉀的企業佼佼者。

3）總裝檢測項目多，周期長

批產衛星設備安裝精度測量一般分為5 次，分別為推力器安裝精度測量與調整、設備安裝輕載狀態精度測量與調整、力學試驗前精度測量、力學試驗后精度測量和出廠前精度測量。整合力學試驗后精度測量和出廠前精度測量項目，將力學后測量項目調整至出廠前進行測量；優化輕載精度檢測項目，除控制分系統推力器和動量輪等執行部件進行精測調整，其他設備只進行實際安裝精度檢測。

②采用自動化精測系統

批產衛星總裝流程優化可以從總裝主線流程、總裝檢測流程、總裝輔線工作和總裝工藝文件4 個方面開展優化工作。具體總裝流程優化項目及方法見圖1。

圖2 自動化精測系統Fig.2 Automatic precision testing system

對批產衛星設備安裝精度測量流程進行整合優化，并全面采用自動化精測系統，可節省整星設備安裝精度測量主線周期6 天，大幅提高精測效率，減少精測設備占用。

3.3 總裝輔線工作優化

對總裝輔線工作進行分析，采用標準化優化思路，將輔線工作產品去型號化管理，建立輔線工作標準化作業規范；研制自動化設備，進行標準化和批量化制作，提升總裝輔線工作生產效率和產品一致性。

1）輔線熱控產品標準化、自動化制作

老福沒把這個消息告訴母親，怕她受刺激血壓升高影響健康，母親問他找到小宋沒有，他含糊地回答說還沒有，會找到的，讓母親放心。晚上他睡不著，煙缸里堆滿了煙頭，屋里的煙味嗆得他自己都睜不開眼睛。

5.融合性。著眼國內外最新信息化企業研究成果和最佳實踐，融合先進的國際標準；關注 IT戰略和企業戰略的結合，關注IT運營與企業運營的一致性；反映電力企業“十二五”信息化規劃的思想，體現“十二五”規劃建設目標和智能電網的需求。

打破星與星之間的壁壘，熱控物料去型號化。標準化熱控產品統一入庫進行管理，庫房按工藝配套表提前備料，并做好出庫記錄，在節省裝配出庫時間的同時，實現所有熱控物料標準化制作和統一調配。建立專業化制作團隊，將輔線熱控產品按標準化制作要求并采用自動化設備（如圖3 所示）批量制作，可將1張多層大料鋪設工時由4 人2 h 減少到2 人10 min，生產效率大幅提高，鋪設質量和產品一致性顯著提升。

圖3 自動化敷設設備Fig.3 Automatic laying equipment

2）標準件和直屬件標準化、自動化出庫

批產衛星采用標準件和直屬件標準化、自動化出庫的管理模式。根據設備代號將標準件和直屬件分類裝袋，并對所屬設備以代號標示。對庫房管理系統和配送系統進行升級，將配套表下發進庫房系統，進行一鍵式出庫；標準件和直屬件自動配送至總裝工位，消除總裝現場等待環節，提高設備安裝效率。

3.4 批產總裝工藝文件體系

衛星總裝過程中，針對不同階段總裝及測試狀態需編制相應的工藝文件和檢測報告。針對批產衛星，建立結構化工藝體系[10]，采用主工藝加模塊化工藝，可簡化工藝反復編寫等重復性工作，提高工藝編寫效率。具體措施包括：對批產衛星總裝工藝流程、工藝文件、質量記錄表格等進行整理、審查、補充和完善，形成一套完整固化的基于“生產基線”的結構化工藝文件；建立定型工藝和模塊化工藝（如表1 所示），后續批產星只需按照每顆星的具體流程編制相應的工序目錄，然后直接調用定型工藝和模塊化工藝文件即可。

表1 結構化工藝清單Table 1 Structured process list

3.5 批產總裝質量控制措施優化

結合批產衛星的總裝特點，按照從源頭抓起、重心前移和加強過程中質量確認的原則，開展批產衛星總裝質量確認制[11]工作?？傃b質量確認制全面覆蓋規定的各項工作，確保工作項目無遺漏并納入流程實施；保證一次總裝到位，檢測到位，確認到位，確保衛星總裝技術狀態可控。采取質量確認制表格（見表2），不再編寫批產衛星每個總裝及檢測狀態的總裝及檢測表格和出廠報告。批產衛星直接采用質量確認表格進行出廠評審，優化批產衛星出廠評審流程。

表2 質量確認制表格Table 2 Quality conformation forms

3.6 采取脈動式生產線模式

采用脈動式生產線模式，建立脈動式總裝、檢測和測試工位，并且按工位建立專業化總裝隊伍；固化批產模式生產節奏；優化人力、設備、場地和物資等資源配置，確保批量生產質量和效率。

舊路面結構層是否可以利用，如何利用，主要看原舊路結構層是否滿足升級改造后是否達到技術標準要求，舊路彎沉值、病害情況等檢測評價結論是否滿足利用的標準。當瀝青路面某段舊路出現局部翻漿、輕微龜裂、縱縫、橫縫等病害，但對舊路檢測舊路彎沉值達可達到升級改造項目規范要求時，路基結構層可以完全利用。利用路面結構層時，可采用銑刨舊路路面面層，重新加鋪面層結構。當罩面段落較短，如果考慮施工的連續性和穩定性因素，建議將舊路作為路床，統一采用在舊路路基上直接加鋪補強結構。

二是對于農業保險認知度與農戶參保意愿之關系的研究。鐘漲寶等[5]發現，隨著農戶對保費補貼政策認知度的提高，對此項惠農利民政策理解的加深，農戶接受農業保險的可能性會提升；S.Ghazanfar等[6]通過對巴基斯坦300戶農戶數據的分析表明，農戶對農業保險的認知度越高，農戶越愿意參與農業保險；李琴英[7]認為，無論是兼農型農戶、農兼型農戶還是純農型農戶，對其購買農業保險的意愿影響最大的因素主要是其對農業保險的認知程度；聶榮等[8]采用遼寧省農戶入戶調查數據，運用Heckman模型對其進行分析，認為農戶對農業保險的認知度越高，其參與農業保險的概率越高。

采用脈動式生產線模式對批產衛星總裝流程進行排產，結果表明：設備、大型試驗設施、人力資源等占用率降低了22%；相較流程優化前全年平均可完成24 顆衛星總裝工作，流程優化后全年平均可完成48 顆衛星總裝工作。

4 流程優化效果分析

采用剝離非增值環節、標準化制作、優化流程順序、信息化和自動化5 種流程優化方法，對小衛星批產總裝主線流程、總裝檢測項目、總裝輔線工作項目和總裝工藝文件編制工作進行分析優化，提出基于模板管路的推進子系統總裝、提前進行軟件落焊、大型試驗流程調整、漏率檢測優化等11 項改進措施，構建了批產衛星總裝新流程和新模式。通過整星總裝流程優化，總裝主線工序由96 個縮減至72 個，單星批產周期由8 個月縮短至3 個月。優化前、后的總裝流程分別如圖4 和圖5 所示。采取脈動式生產線模式對總裝流程生產能力進行優化分析，在保證目前測試設備、大型試驗設施和人力資源等不變的條件下，批生產效率提高1 倍。

圖4 優化前總裝流程Fig.4 Assembly flowchart before optimization

圖5 優化后總裝流程Fig.5 Assembly flowchart after optimization

5 結束語

本文通過對批產衛星總裝流程進行分析優化，建立了批產衛星總裝新模式，實施效果表明可縮短小衛星批生產周期，提升批產總裝一致性，降低設備、大型試驗設施、人力資源等占用率，總裝流程、生產效率、過程質量管理等各方面均滿足批產要求。面對未來的“井噴式”小衛星批產任務，仍需研究如何進一步優化總裝流程，主要優化方向包括：開展基于機械臂的智能裝配生產線技術研究，不斷提高總裝效率和總裝產品一致性；針對批產衛星力學試驗和熱試驗，開展批量化試驗技術可行性研究；采用抽檢模式進行大型試驗，大幅提高批產衛星試驗效率；對批產衛星結構和各分系統進行進一步解耦，各分系統設備單獨安裝在一塊結構板上，采用流水線模式進行并行總裝測試，實現批產衛星大規模化生產。