作为航天器总装试验的主要实施单位,航天科技集团五院总装与环境部(简称总环部)围绕航天器总装和环境试验两大主营业务,积极开展信息化应用实践,不断优化生产模式。目前,基于卫星三维模型的总装试验新模式已在新研型号实现全面应用,给航天器AIT研制带来了全方位的革新,航天器AIT研制实施效率和质量显著提升。
数字化总装打造精品
总环部以“打通链路、轻量实用、模型共享、数据复用”为思路,不断优化基于模型的数字化生产模式。
在设计数据贯通方面,总环部突破了三维工艺模型构建技术,实现总装工艺信息与三维模型的有效关联,为三维模型在总装阶段的贯通应用奠定了基础。总环部还研制了三维工艺设计平台并在全型号推广应用,实现了基于工艺知识库的模块化工艺快速生成,建立了三维工艺模型与工艺文件、实做记录之间的有效关联,大幅度提高了工艺设计效率和对复杂航天器总装技术状态的精细化管理能力。
此外,总环部通过建立总装虚拟现实仿真平台,实现了工艺三维仿真分析常态化,为厂房适应性验证等工艺设计环节提供了有力的方案验证与优化手段。截至目前,该平台已完成工艺仿真200余项,经仿真验证的总装一次成功率达97%。
总环部目前已在全部新研型号中建立了“人-机-环-模型”有机融合的工艺实施模式,开发了三维模型应用系统,使操作现场总装信息获取效率提升5倍以上。此外,总环部还开发了基于机器人的辅助装配与精度测量系统,并将其应用在了20余个型号中,卫星舱板安装由9人时缩减至1.5人时,精度测量任务由3名人员简化为1名人员。
智慧试验室促能力提升
总环部以打造“智慧试验室”为总体目标,全面开展了航天器试验数字化设计与智能管控提升工作。
例如,通过热试验设计平台,总环部可对星船最终参试状态及工装实物进行数字化快速重构,形成轻量化模型并开展虚拟试装,较人工实物试装更加快速、准确、低成本。依托该平台,总环部可对工装操作方式进行最优设计,形成3D吊装动画用于操作培训,还可开展设计仿真分析和试验工况模拟。目前,该平台已在部分重点型号热试验中发挥了重要作用,设计效率提升了30%。
基于试验实际工作流程,总环部定制开发了大型航天器试验过程管理系统,实现了全过程工作状态的可视化动态管理。该系统的部署和应用是总环部通过数字化技术提升质量管理能力的重要举措。
数据挖掘实现数据增值
在航天器总装过程数据管控方面,总环部定制开发了过程数据管理系统,实现了生产环节10余个业务子系统的数据贯通与整合,消除了“信息孤岛”。目前,该系统已初步实现航天器AIT过程数据的“规范化记录、结构化管理、一站式查询和多维度应用”,大幅提升了AIT过程数据管理能力。
此外,总环部还对上百颗星船、3000余项地面和在轨故障数据进行挖掘研究,开发了集故障数据分析、试验项目优化及在轨风险预估于一体的航天器故障数据库平台。利用该平台,总环部获得了五大航天器领域60余项多维度故障数据统计结果,以及试验优化矩阵、在轨故障预估曲线等重要成果。该平台是我国首个对航天器故障数据进行深度挖掘的工程化软件,在故障数据量、理论完整性、分析功能三个方面均已达到国际先进水平。
后续,总环部将不断拓展信息化手段的应用深度与广度,立足基于模型的数字化生产模式,积极探索物联网、大数据等新一代信息技术在航天器总装试验领域的应用,持续推动型号研制模式转型升级。(赵晶晶)