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

二 四 四 面向企业、大户、协会、合作组织的产品与服务 农业物联网应用及信息服务 五 五 休闲与创意农业信息服务 一 一 引言 农业技术资料库一部分是现有公开的农业技术，具体内容包括农作物品种介绍、栽培技术、种植技术、病虫害防治技术、采摘技术、农业种植、养殖管理技术、设备设施管理技术等 ; 另一部分是后文中的生长数据库 ( 详见 7.2.3 生长数据库 ) 。主要包括农作物生命周期模型、 按照系统提示补 充文字内容，或 者直接提交。相 关的信息就可以 传达给专家。 功能二：农业问诊 查看系统自动收集积累的 农技知识，农民只需要点击 农技知识按钮，根据提示查 找与自己相关的农业品种种 养殖技术信息。或者专家发 布的农业最新科技信息。 功能三：农技知识 功能三：农技专家 专家登陆：点击界 面的“农技专家”按钮后 输入账号密码登陆到 专家的办公平台。 Push 消息： 、查询统计、消息管 理、公告管理、资料管理、系统管理。 • 专家系统。技术专家间及时沟通，专家与知识库交互。 • 短信编辑及存储。 • 支持多种选择的短信发送。全部选择、按照作物种类选择、按照品种选 择、按照关键技术选择、任意选择。 • 短信回复自动分类。农户短信自动汇总到该农户辖区的首席技术专家。 • 短信检索、查询统计。 • 农户手机在线自动检测。每月向发送一条提醒该农户不要变更手机号的短

1，陈瑞启 1，庄存波 3 （1. 上海卫星装备研究所，上海 200240；2. 上海航天技术研究院，上海 201109； 3. 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081） 摘 要: 面向多品种卫星变批量、柔性化、智能化制造需求，融合智能制造技术、新一代信息技术与卫星制造业 务，提出构建卫星总装智能工厂。阐述了卫星总装智能工厂的内涵和体系架构，提出了基于工业互联网的产业链 跨域协同、面 业务特点，提出了航空发动机制造企业智能工厂信息 化应用架构，阐述了主要建设内容、实现方法。 “十四 五”以来，我国卫星高密度、短周期、低成本、高质高效 研制挑战日益严峻，商业巨型星座建设规划如火如 荼，多品种卫星变批量、柔性化、智能化制造模式转型 日益迫切 ［21-25］。国内航天科技、航天科工、中科院微小 卫星、时空道宇等诸多航天制造相关企业及机构纷纷 开 展 卫 星 批 量 化 生 产 线 相 设提供了有益思 路，但在工厂级智能制造系统架构研究、产业链跨域 协同、人工智能/数字孪生等新一代信息技术与卫星 工厂深度融合应用方面仍有待系统研究与实践 ［31-37］。 面向我国军民商多品种卫星变批量、柔性化、智 能化制造模式转型需求，融合智能制造技术、新一代 信息技术与卫星制造业务，分析了卫星总装智能工 厂的内涵、体系架构及关键技术，提出了卫星总装智 能工厂的总体架构，阐述了关键技术解决方案，并结

源用作燃料产生的碳排放、能源加工转化过程产生的碳排放、园区 电力与热力净受入蕴含的间接碳排放。园区中如有用于国际航空航 海的燃料燃烧的碳排放，暂不从总量中扣减，但须单独列出。 1.化石能源按品种分为：煤品、油品、天然气三大类。按现行 能源统计体系，煤品包括原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、煤矸 石、焦炭、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、其他煤气、其他焦化 产品；油品包括原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、石脑油、润滑 生的碳排放发生在化石能源燃烧以提供动力和热量的过程中，燃烧 后不再产生其他含碳二次能源，包括终端消费（不含用作原料、材 料）、火力发电、供热等能源活动类型，采用各化石能源品种消费 量乘以相应排放因子进行计算。 E 用作燃料=∑(能源消费量 ij×排放因子 ij) 式中： i 为化石能源品种； j 为能源活动类型。 2.能源加工转化过程产生的碳排放。能源加工转换过程产生的 碳排放发生在炼油及煤制油、制气等能源加工转换过程中，这部分 燃料油等。这些过程基于碳平衡原理计算碳损失量的排放，即： E 加工转换=∑(能源投入量 ij×排放因子 ij)-∑(能源产出量 i’j×排放 因子 i’j) 式中： i 为投入化石能源品种； i’为产出化石能源品种； j 为能源活动类型。 核算能源加工转换过程产生的碳排放时，排放因子中的碳氧化 率取值为 100%。 3.园区电力与热力净受入蕴含的间接碳排放。电力与热力受入 送出蕴含的间

医疗服务链条完善...........................................................................5 图表 6 不同属性药品类型的平均品种数量（种）.......................................... 6 图表 7 四大类药物的数字营销现状............................... “药物总品种数”“药物种类拥挤程度”及“营销重心”3 个维度，观察不同品类药物的数字 营销现状。 药物总品种数，是指该类药物获得国家批文准许上市销售的总批文数，反映该类药物一 共有多少种药物上市进入销售阶段，间接体现数字营销的潜在需求药物品种数量。根据 摩熵医药数据，医保目录内的处方药拥有最多批文，而医保目录内的非处方药品种数最 少。 药物种类的拥挤程度，通过同成分药物的平均品种数量来体现，同成分药物平均品种数 成分药物平均品种数 量越多，该类药物的拥挤程度越高，也间接反映该类药物的数字营销市场竞争越激烈。 根据摩熵医药的数据，总体来说，医保目录内的药品，同药物成分的平均品种数量远多 于医保目录外的药品。医保目录内的非处方药物拥挤程度最高，同药物成分的平均品种 数为 33 种，而医保目录外的处方药物拥挤程度最低，同药物成分的平均品种数为 6 种。 图表 6 不同属性药品类型的平均品种数量（种）

产品创新：传统产品形式居多，附加值低，缺乏集成AI、 数据分析等增值功能。中小企业虽具创新潜力，但产业化与知 识产权转化率不高。 生产效率：工艺复杂（微米/纳米级精度），参数优化难； 生产设备相对落后，生产过程难以实时监控；多品种小批量模 式导致生产管控复杂、效率低。 - 5 - 质量合规：产品高精度与高稳定性要求下，质量管理体系 可能不完善，缺乏先进检测设备与方法，全流程（原材料、过 程、终检）风险管控存挑战。 时，通过软件定义仪器（如集成多模态AI功能），拓展精密仪 器设备人机交互模式，提升精密仪器设备产品性能及产品附加 值； 二是针对精密工艺参数优化难，多品种小批量导致排产混 乱。数字化转型可有效提升设备综合效率（OEE），基于多条 件约束性动态计划排程，实现多品种小批量订单的规模化定制 生产。 - 6 - 三是针对检测依赖人工，过程质量失控率高，追溯体系不 完善导致合规成本攀升。数字化转型可形成质量追溯机制，有 采购管理七大场景，编制了数字化转型分级指引及典型案例。 - 7 - 图：精密仪器设备行业中小企业数字化转型典型场景金字塔图 - 8 - （一）产品生命周期数字化 1.产品设计 痛点需求： 一是定制化响应滞后。多品种小批量需求下，缺乏参数化 设计能力，难快速响应客户定制需求。二是产品附加值低。传 统产品缺乏AI与数据分析增值功能。 应用场景： 一级：CAD/CAE 辅助部件微米级建模与验证。应用 CA

任务链协同案例集概述 三大类生产组织形态 ( 非标定制 ， 多品种小批量直销 ， 多品种小批量 配套 ) 金属日用品， 多品种小批量成品， 品牌配套： 奥厉爵 汽车尾饰管， 多品种小批量配件， 主机厂配套商： 和信 消防支架系统， 多品种小批量部件， 出口代加工厂： 赫辉机电 高压电线铁塔， 非标定制钢结构成品，

始应用于农业领域，并取得了一定的成果。在农作物种子质量检测取得 较大进展。1985 年， Zayas 等通过采集的种子图像，利用种子表面 光 的特性，基于统计图像的处理分析与识别技术来区分小麦品种。 1986 年， Gunasekaran 等在对玉米籽粒裂纹的研究中发现，运用计算 机视觉检测技术中的高速滤波法可将裂纹与其他部位进行识别区分， 其 检 测 精 度 高 达 90% 。 在 域分割的方法，采用近红外方式对没有明 显边缘损伤的图像进行识 别，其自动分级效果达到了当时美国农业部的 相关标准，并得到推广 应用。20 世纪 80 年代，我国农业专家系统开始 起步，虽起步较晚， 但发展很快，涉及作物栽培、品种选择、育种、病 虫害防治、生产管 理、节水灌溉、农产品评价等方面。在 20 世纪 80 年代初，浙江大学进行过蚕育种专家系统的研究，1985 年 “ 由中国科学院人工智能所开发的 砂姜黑土小麦施肥专家咨询系 臂 4 自由度 PPRR 机器手最适合于温室黄瓜的收获。计算机视觉的应用 进一步成熟。到 2011 年，Zapotoczny 采用神经网络的方法对春、 冬 季不同质量等级的 11 个小麦品种进行试验，使用图像处理分析 技术 进行分类鉴别的准确率高达 100%。近十几年来，我国科研人 员对计 算机视觉技术在农作物种子质量检测的应用方面作了大量研 究。 2004 年，周红等运用计算机视觉技术提取玉米种子的外形轮廓，

分钟 秒一 1 小时 1 2 小时 1 削峰填谷 分钟 激励型需求 响应机制 DR 信号 - 系统状态 价格型需求 响应机制 DR 信号 - 价格水平 电力 市场 交易 品种 响应 时间 持续 时间 调控 价值 调频 分钟级 1 小时 1.0651 元 0.8057 元 0.6867 元 尖谷价差 峰谷价差 尖平价差 8 1012141618202224 约束，使得这一问题的优化算法、闭环控制通信和设 备等方面极具挑战性。 1. 原始用电特性 III 源网荷储协同 仅调整生产流程 用电 特性 畅 电能量 辅助服务 需求响应 交易 品种 现货 调频 调峰 削峰填谷 备用 直控型 可中断 日前邀约 响应 时间 分钟级 分钟级 15 分 钟 15 分 钟 15 分 钟 秒分钟 通知后 2 小时 内 / 持续 用 电 曲 线 (MW) 批 发 盖 利 放 吧 残 实时电价曲线 要 售 赛 利 放 电 线 电 表 1 电 网 需求响应 容改需 电力市场 交易品种 现货交易 调频服务 盘活客户能源资产 交易平台 虚拟电厂软件 能源管理系统 软硬结合 全场景适用 硬件产品与通信协议 华 南 理工 大 学 South

投入不足、创新能力薄弱的问题，长期依赖低层次技术模仿，导 致产品同质化严重且迭代滞后，难以突破高端市场壁垒。在生产 效率上，新产品开发周期约 6 至 12 个月，受限于供应链管理分 散及小批量多品种生产模式，频繁的零部件更换与流程协同不足 显著推高成本。质量合规方面，不同国家和地区对电工工具产品 有不同的认证要求，因此国内的中小企业必须要充分满足相关要 求才能进入海外市场并避免法律风险。市场销售环节方面，多数 可以显著缩短无刷电机、锂电池管理系统等核心技术的研发周期， 降低试错成本，推动差异化产品开发，破解同质化困境并加速高 端市场突破。 二是生产效率优化。通过智能化协同与柔性生产，提升原材 料采购至成品交付效率，通过动态优化小批量多品种生产流程， 提升库存周转率，同时通过设备实时监控能耗与工艺参数推动生 产成本降低。 三是质量合规管控。通过供应链数字化平台可自动匹配全球 200 余项认证标准，实现测试数据自动采集与证书数字化管理， 产业链创新。 典型案例：浙江托马斯工具制造有限公司全域数字化设计平台 案例背景：浙江托马斯工具制造有限公司是一家从事园林 工具、电动工具和农林机械生产的企业，产品常年出口至北美、 南美、欧洲等地，产品种类多，托马斯工具产品设计面临困境： （1）数据管理混乱：海量图纸、BOM 分散存储，版本错误频发 导致设计失误与生产返工；（2）流程管控缺位：从市场调研到 试产的 13 个环节缺乏标准化，进度不可视、瓶颈难定位；（3）