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 文献标志码: A DOI: 10.19328/j 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 and Large- scale

地的确权，无人机都可上阵进行航拍。 (六)无人机可以用于街景拍摄 街景工作原理：利用携带拍摄装置的无人机，开展大规 模航拍，实现空中俯瞰的效果。 30 四 、无人机的发展 无人驾驶飞行器 (UAV), 包括四轴飞行器，多旋翼飞 30 行器或无人航空系统 (UAS) 。 自诞生至今已经 100 多年， 但最近在硬件，软件和数据处理方面的突破使得无人机能够 成为商用主流。仅在美国，联邦航空管理局 无人机 ,英文缩写为 “UAV”, 是 利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载 人飞机。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂 直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无 人伞翼机等。 40 无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无 人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是 无人机真正的刚需； 目前在航拍、农业、植保、自拍、快递 内容。把无人机和相关的机载设备进行整体设计，能够保证 无人机具有多样化的功能；把各种机载设备进行模块化组 合，能够使得无人机根据实际的需要对不同的载荷设备进行 设计，极大地提升了产品的使用效率。 1.能源动力模块 根据飞行器的设计要求，无人机的发动机种类可以分为 很多种，在不同的功能需求下，无人机单一化的能源动力不 能很好地应对一些突发状况。而通过使用模块化设计方式， 可以在必要的情况下把能源动力进行变化，从而提升无人机

数字化转型的重要模型与科学 数字化转型需要多学科、多技术的支持，其依托的主要模 型与科学为： 数字孪生：数字孪生（Digital Twin）这个概念最早用于 航空航天飞行器的健康维护与保障。指先在数字空间建立 真实飞行器的模型，并通过传感器实现与飞行器真实状态 完全同步，这样每次飞行后，结合现有情况和过往载荷， 及时分析评估是否需要维修，能否承受下次的任务载荷 等。这项模型的理念被广泛应用到各行业，如实现物理世

现实（AR）及混合现实（MR）等扩展现实显示设备 智能 设备 智能手环/手 表、智能眼镜 指由用户穿戴和控制，并且自然、持续地运行和交互 的可穿戴设备 消费级无人机 指主要用于娱乐、科普等领域的智能无人飞行器 智能汽车 指具备汽车联网、自动驾驶、车内及车际通讯、智能 交通基础设施通信等功能要素的智能汽车及车载设备 服务机器人、 人形机器人 指用于个人、家庭的服务类机器人 智能家居设备 指实现家居自动化与智能控制的设备，如智能门锁、 2045 年后，我国在用人形机器人超过 1 亿台，进入各行业领域， 整机市场规模可达约 10 万亿元级别22。此外，智能无人机也呈现高 速增长，国家统计局数据显示，2025 年 7 月，智能无人飞行器制造 增加值同比增长 80.8%，民用无人机产量增长 18.9%。 4.产品从“单一智能”迈向“万物智联” 数字产品正跳出单一功能框架，向系统化、场景化解决方案演 进，实现跨设备协同和更完整的智能生态。一方面，跨设备互联实 通过跨界合作走向全球，有效促进国货销售，成为中国文化传 播与品牌国际化的重要路径。 2.低空消费新形态场景加速涌现 无人机、eVTOL（电动垂直起降飞行器）等技术日益成熟，消 费场景正从地面延伸至低空，一批科技感强烈、体验感突出的新消 费场景不断孵化。一是空中观光与文旅体验创新。低空飞行器为景 数字消费蓝皮书（2025 年） 25 区、城市提供新型观光方式，游客可通过无人机航拍、eVTOL 游览 等获得沉浸

产，航天产品接口、集成与试验，卫星应用、运行与地面支持 设备，航天项目管理，航天材料与工艺、空间环境、空间碎 片、空间数据与信息传输等领域国家标准制修订工作。  TC435 航空器，主要负责民用飞机、民用直升机和其他民用 飞行器综合、总体、气动、结构、动力装置、燃油系统、液压 系统、气动系统、飞行控制、电气系统、航电系统、生命保障 系统、环境控制系统、客舱设备、货运系统标准以及产品支 援、基础、零部件、工装工艺和材料标准等。

理解世界、适应变化、释放创造力的数字劳动力。这场从“堆叠”到“跃迁”的技术 转型，将是中国产业突围国际竞争的关键变量。 图：具身智能 vs 人形机器人，智次方研究院 2.4 无人机自主系统 无人机系统从简单的遥控飞行器演变为具备自主决策能力的空中机器人，在测绘、物 流、农业、救援等领域发挥着越来越重要的作用。自主飞行能力使无人机能够在复杂 环境中安全导航，执行超出人类操作员能力的任务。技术挑战包括有限的载荷和能源、 机之间的相对位置，形成特定的队形，如用于大范围搜索的横排、用于精细扫描的纵 列、用于围捕的包围圈等。 避障和路径规划在集群飞行中更加复杂。不仅要避开静态障碍物如建筑物、山体，还 要避开动态障碍物如其他飞行器、鸟群，更要避免集群内部的相互碰撞。分层规划策 略在全局层面规划大致路径，在局部层面进行精细调整。预测算法估计其他无人机的 未来位置，提前规避潜在冲突。紧急避让机制在检测到即将碰撞时，快速计算逃逸方 ）将成为现实，载人无人机 提供快速的点对点运输服务。低空航路网络像地面道路一样规划设计，确保安全有序。 UTM（无人机交通管理）系统实时监控所有飞行器，提供飞行计划审批、冲突预警、 应急处置等服务。5G/6G 网络提供可靠的通信保障，确保飞行器始终在线。AI 技术使 无人机更加智能，可以自主应对复杂情况。但这一切的前提是建立完善的法规标准、 技术规范、安全保障体系。 · 132 六、无锡范式：中国

采用频谱或管道租赁的方式，构建大容量、低时延的空天骨干网络， 结合卫星与地面站的高速星地链路，形成立体化的天地数据传输通道。 通信星 星间组网 接入终端 地面 全光网络 信关站 2C 2H 2B 低空飞行器 空中 平台组网 近地面 自由空间网 接收站 光网络智能化 16 Ⓒ中国电信版权所有 空中平台组网：基于飞机、无人机等高空/中空平台构建空中光通 信节点，通过激光链路实现跨区域的快速数据中转。同时，实现与地

制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信等成为新的经济增长点。”低空经济的发 展不仅为交通运输、物流配送、农业植保等多个领域带来了创新机遇，同时也为云计算和智能计算技术 的应用提供了广阔的舞台。以无人机为代表的低空飞行器需要强大的实时数据处理能力和高效的智能计 算支持，这促使低空智能计算成为技术研究的焦点。无人机在飞行过程中产生的大量数据，需要通过云 计算和边缘计算的协同处理来实现实时决策和精准控制。尤其是在低空经济的核心领域——智慧物流与 随着无人机技术的迅速发展，低空智能计算已经成为推动低空经济和智能化应用的重要支柱。低空 智能计算不仅仅指飞行器的感知、决策与执行能力，还涉及如何通过高效的计算和智能算法，提升飞行 器在复杂低空环境中的自主性和任务执行效率。低空空域通常指海拔 1000 米以下的区域，这一高度范围 内的飞行器面临着多样的挑战，例如气象变化、动态障碍物、复杂的地形地貌以及对实时性和精度的严 74 CHAPTER 4 和高性能计算能力，推动低空飞行器在 巡检、物流、农业、应急救援等多个领域的应用创新。为了实现这一目标，低空智能计算依赖于多项关键 技术的协同作用，包括低空感知、低空大模型、无人机具身智能和空地协同等。 4.2.3.1 低空智能感知 低空智能感知技术通过集成多种传感器（如视觉、激光雷达、红外热成像等）帮助无人机在复杂环境 中进行目标识别、跟踪和环境感知，确保飞行器能够在各种动态和复杂的低空场景下做出实时响应

态电解质，电解液用量降至5%以下，安全性大幅提高； 采用锂金属负极，能量密度提高到450Wh/kg以上，电 极比能大幅提升。已实现200MWh锂金属固态电池产线 直通，GWh量产线已落地，在飞行器、3C、具身机器 人、动力等多个应用场景实现了商业化落地。2024年 11月，其自研航空动力电池已在全球领先eVTOL制造商 亿航智能216机型上完成全球首次航线飞行验证，续航 时长超既有水平一倍以上。

IMU 惯性传感器 品牌 类别 战略级 战术级 消费级 导航级 IMU方案 - 37 - 幸福招商 人形机器人核心模组/零部件 应用领域 航空航天 航空航天 高端工业、汽车、飞行器 消费电子 零偏稳定性(°/h) <0.01 0.01-0.15 0.15-15 >15 标度因数精度(ppm) <1 1-100 100-1000 >1000 角度随机游走(°/h) <0.01