SHANGHAI （CHINESE & ENGLISH） 面向多品种大批量生产的航天飞行器智能工厂 关键技术研究 刘骁佳 1，夏永江 2，戴 铮 1，王 堃 1，刘 晓 1，洪海波 1 （1. 上海航天精密机械研究所，上海 201600；2. 上海航天技术研究院，上海 201109） 摘 要: 我国航天领域的快速发展使得航天飞行器的品种和批量大幅增加，对其研制生产周期、成本和质量的 管控 管控能力提出了更高的要求。基于当前航天飞行器加工、装配车间发展现状，提出面向未来多品种、大批量生产的 航天飞行器智能工厂发展思路和总体架构，并从资源动态组织、人机协同制造、质量智能检验和产业链高效协同等 维度分析智能工厂的关键技术，通过将制造技术与数字化、智能化技术深度结合，为我国航天飞行器制造智能工厂 建设提供借鉴。 关键词: 航天飞行器； 大批量生产； 智能工厂 中图分类号: V 468 468 文献标志码: A DOI: 10.19328/j.cnki.2096‑8655.2025.02.007 引用格式： 刘骁佳，夏永江，戴铮，等 . 面向多品种大批量生产的航天飞行器智能工厂关键技术研究［J］. 上海航 天（中英文），2025，42（2）：58-66. Research on Key Technologies of Intelligent Factories for Multi-variety

（三）完善提升期（2030 年—2035 年） ………………………… 26 四、近中期重点任务…………………………………………29 （一）构建多层次统一电力市场架构 ……………………………… 29 （二）构建功能完备、品种齐全的市场体系 ……………………… 32 （三）构建适应绿色低碳转型的市场机制 ………………………… 34 （四）构建系统安全充裕、灵活互动的市场机制 ………………… 38 （五）构建统一开放、公平有序的市场运营机制 、协同 运作”的电力市场总体框架。电力市场在空间范围上覆盖省间、 省内，在时间周期上覆盖多年、年度、月度、月内（旬、周、 多日）和日前、日内现货交易，在交易标的上覆盖电能量、辅 助服务等交易品种。市场间的协同运作水平不断提升，有效促 进了资源的大范围优化配置和能源清洁低碳转型。 电力市场运营服务基础逐步完备。目前，全国电网已经实 现了互联互通（除台湾地区外），电网网架结构、配置能力全面 订发布《电力并网运行管理规定》（国能发监管规〔2021〕60 号） 和《电力辅助服务管理办法》（国能发监管规〔2021〕61 号），进 一步规范了电力辅助服务管理。市场化交易的辅助服务品种不断 拓展，初步建立市场引导的辅助服务资源优化配置机制，形成以 调峰、调频、备用等交易品种为核心的区域、省级辅助服务市场 体系，实现了市场对资源的优化配置，对保障电力系统安全稳定 运行、促进新能源消纳、降低系统调节成本发挥了积极的作用。

理购电制度的建立，标志广东坚持市场化方向，推动工商业用户全面入市， 同时保障未签约售电公司的工商业用户用电需求。 全国首批电力现货市场转正式运行。广东电力现货市场连续结算试 运行经过两年多的持续规范和完善优化，构建了多品种、高频次、全周 期“中长期 + 现货 + 辅助服务”市场架构、“批发 + 零售”一体化市场 设计、“计划 + 市场”双轨运行的“广东模式”。坚持发挥市场在资源 配置中的基础性作用，通过价格信号引导供需双方充分竞争、良性互动， 1 年 5 月，广东 在全国率先开展需求响应交易，按照“谁受益谁承担”原则，引导用户 主动改善用电负荷曲线，实现用户侧主动避峰、移峰、填谷，缓解电力 系统高峰时段供电压力。持续丰富需求响应交易品种，在日前邀约的基 础上，新增可中断负荷、直控型可调节负荷 ( 虚拟电厂 ) 竞争性配置等。 根据资源调节灵活性和成本差异完善收益机制、考核机制。放开电能量 市场代理关系约束，激发负荷聚合商之间良好竞争，增加市场活力。推 费用、 政府性基金及附加组成。代理购电价格中，平均上网电价按照优先发电 电量电价及市场电量电价加权平均确定。电网企业单独预测代理购电用 户电量，作为价格接受者执行电力市场年度、月度、现货等交易品种的 月度加权平均价格，实现与市场有效衔接。 价格形成机制。广东电力中长期市场采用“绝对价格 + 电量分解曲线” 模式，通过“双边协商 + 集中竞价 + 滚动撮合 + 挂牌”的竞争机制形成 价

现v4L平衡。 ·Variety（差异性）—产品品种需要仔细挑选，平衡市场需要和生 产效率。当我们认识到产品品种对市场需求、制造加工及供应链成本的 影响，我们在选择品种做决策时必须考虑到这一点。从某种意义上说， 选择一个品种就代表选择了一个关键的供应链，它影响到供应链各环节 参与方。品种选择的一个重要议题就是，我们需要有反馈回路来确保选 择的品种能最恰当地反映当前市场行情。接下来的每一章中我们都将讨 中订单和运输的变化，可以细 化到如何执行个体流程。减少变化性可以使整个供应链流程在低风险层 次上运营。除此之外，也可以确保质量提高流程不受干扰，从而持续降 低成本，不断提升服务质量。值得注意的是，品种、速度和变化都是为 了稳定供应链的整体业绩。 ·Visibility（可视性）—所有流程的可视化是为了确保使用正确的指 标和要求，故在做任何计划更改前，各方均能达成共识。在丰田，业绩 指标的50 指标的50%看结果，另外50%则是看流程的遵循情况。换句话说，最后 不仅是要奖励短期结果，也包括是否遵循了正确的流程。这种办法能及 时观察到公司的“瓶颈”，并且得到迅速反映，确保主动的变革和效率的 优化，产品品种与需求的同步和突发事件的最小化。可视化确保了公司 的持续学习，从而保证流程的执行与市场现实状况同步反馈。 我们认为，v4L让供应链实现了微妙的平衡。合理考虑车品类型和 地缘要素是一种商业选择，反映了丰田的市场竞争力。学习原则引导了

制难以大规模外送。 区域互济是支撑新能源消纳与电力保供的重要手段。目前西北地区开展的区域互济 包括省间互济以及跨区域互济。省间互济方面，西北地区已经开展“能量换容量”、“新 火互济”等创新交易品种，充分发挥青海水电、陕西火电等容量优势，支援西北五省（区） 电力保供。跨区互济方面，随着西北地区新能源电力外送规模越来越大，出现了包括部 分输电通道利用率不高、新能源在外送电比例未达预期、部分直流通道落地价格高于受 2 西北地区省间互济发展现状 西北电网覆盖 308 万平方公里，东西跨度 3000 多公里，约占全国陆地面积 1/3，供 电服务人口超过 1 亿。 西北电网创新“能量换容量”“新火互济”等交易品种。结合高比例新能源电网平衡 形势变化，以市场化方式发挥黄河流域梯级水库的存蓄调节作用，实现新能源电“能量” 与水电富余“容量”之间的互济互补，2024 年有效支援青海迎峰度夏、度冬保供电量分 别为 西北地区建成“1+5”区域调峰 辅助服务市场体系，作为现货市场有效过渡。在传统火电调峰、启停调峰基础上，创新开 发了水电有偿调峰、自备电厂调峰（虚拟储能）、用户侧调峰、储能调峰品种，实现源网 荷储全覆盖，交易品种多样性国内领先。 西北地区建成“市场活跃度最高、交易量最大”的省间备用辅助服务市场。实现省间 备用互济组织方式由计划模式向市场模式转变，率先引入火电、水电、新能源、配套电源、

法规的潜 在影响力出发，确定目标产品。不同产品种类之间的优先级根据其能 耗和节能潜力而定。 2. 制定技术标准：制定关于如何确定产品能效水平的标准，明确具体的 测试规程和条件。此类标准可参照相关的国际标准（例如国际标准化 组织ISO或国际电工委员会IEC的相关标准），以便促进国际贸易和简 化实施程序。 3. 发布技术规范：发布技术规范，针对特定产品种类，规定其能效水平 的最低阈值，并出台配套法律法规，禁止制造商和进口商将不符合技 将纳入更多 关于环境可持续性和产品循环性的条款。针对拟议法规中的每一个新 增产品类别和每一条修订内容，欧盟都将开展充分的前期研究，来评 估市场现状、节能潜力和相关的国际政策背景。 • 中国对许多产品种类的能效都进行了规范。2020年，该国对室内空调 能效规范的修订推动了市场迅速转型。截至2021年底，中国一级能效 （符合IEA“2050年净零排放”情景所需能效水平）空调的销量占比 已从19%提升到了56%。 能效标识通常可以分为两类——比较性标识和认证认可标识。比较性标识 往往是强制性的，会标明产品所属的能效等级，及其在所有等级中的相对 位置，以便消费者对不同产品的能效水平进行比较，因此通常会出现在适 用产品种类的所有产品上。认证认可标识则是自愿性的，并且只会出现在 同类最优的产品型号上，或者能效优于特定水平的型号上。上述两种标识 也可以同时存在，相为补充。 标识可以采取多样化的设计，但务必要确保其内容对于目标消费者而言清

柔性破局标杆 市场需求变化导致离散制造的核心竞争力变成柔性智造 离散型制造业的生产方式逐步由批量生产转变为多品种、小批量、定制化、多变更的精益生产模式 批量生产方式 精益生产方式 标准化 大批量 小批量 多品种 个性化 变更多 做加法：如何提升加工效率 ，给企业生产管理带来极大挑战 管理复杂度剧增 人 / 机 / 料 / 环 / 法 / 测、 生产 / 物流 / 质量 / 自动化： 管理复 杂剧增产生 80% 浪费 市场需求转变 小批量、多品种、定制化、 多变更 德 国： 自动化技术路线 高端装备、机器换人、新 工艺、新材料、智能物流 1000 秒的生产时间： 只有 200 秒是增值加 工 800 秒都是浪费 ! 4 数据路由

实施方案 —— 三大盘活 品牌意向 现状照片 方案意向 现状情况 ：建于 1950 年 ，面积 338.55 ㎡。当年饲养过灰文鸟、 白文鸟、金山珍珠、 白梅花、相思鸟、画 眉等 多种全国知名鸟类品种 ，每天来看鸟的游人络绎不绝。 盘活方案 ： 1. 特色展厅展览空间 ； 2. 打造成 cosplay 主题旅拍服务场所。 老鸟舍特色艺术展览空间 & 旅拍艺 术空间 人民公园盘活更新提升实施方案 People's 叁 . 实施方案 —— 三大提升 枣树林 栽植月季 植物 ( 补植 ) 存在问题 ：草坪退化 ，植物缺失。 解决方案 ：对月季园补植月季树 5 株 ，品种为绯扇 ；爬藤月季 100 延米 ，品种为七彩虹和光谱。 人民公园盘活更新提升实施方案 Implementation Plan for the Renewal and Enhancement of People's

能方便快捷地对其进行设置和操作，降低了使用门槛。 ➢ 灵活性：相比于传统固定在某个工作站上的工业机器人，协作机器人通常更轻便且 布局更为灵活，可以快速重新部署于不同的生产任务中，适应小批量、多品种的柔 性化生产需求。 基于以上特征，协作机器人极大地促进了人机之间的交互和合作，不仅提升了生产线效 率，还能在诸多应用场合中替代或辅助人类执行重复性、精确度要求高或者对人体有害的工 作。随 ABB / ★★★★ ★ FANUC / ★★★★★★★★★★ / YASKAWA / ★★★ / KUKA / ★★★★★ ★★ 注：★的数量代表该区间内的产品种类数量，同一负载系列产品不重复计算 数据来源：各公司官网，高工机器人产业研究所（GGII）整理 3、根据结构划分 根据结构划分，协作机器人可以分为单臂协作机器人和双臂协作机器人。 单 智能算法自动提取焊缝位置与形状，动态调整焊接路径与姿态（精度达±1mm），彻 底摆脱传统人工示教点位的限制。系统可自动补偿加工误差与装夹偏移，实现“扫 描即焊接”的免编程操作，尤其适合小批量、多品种工件的柔性生产。 ✓ AI 驱动智能参数匹配与路径规划：基于深度学习技术，系统可根据工件材质、焊 61 缝类型自动匹配最优焊接参数（电流、速度、焊枪角度等），并智能规划避障路径，

电全产业链降本增效已经成为行业发展主旋 律。风电机组大型化、轻量化和平台化是风机单位成本下降的主要方式。 当前，国内市场上，风电机组机型多样，技术路线不尽相同。纵观整个风电配套件产业，零部 件品种繁多，规格型号各异，缺乏统一的行业标准，已经严重制约着产业链的协同降本。 行业需要大力推动零部件的标准化和通用化，不仅有利于整机商优化开发和生产工艺流程，提 高新产品开发效率，同时，还可以借助规 在样机完成测试后，如何保证批量交付的产 品质量也是考验生产商的重要维度。 值得一提的是，威图通过标准化、系列化、 信息化、流程化等方式，在大批量生产中依 然能实现出色的品质管控。 在能源行业转型的背景下，客户的新产品种 类明显增加，威图正在致力于满足用户在转 型中不断变化及升级的各类需求，与合作伙 伴携手紧扣产业发展轨迹，形成新的产业链 优势，共同探索工业转型。 19 20 在企业应用过程中， EPLAN