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

： 60 亿元  国有资产保值增值率平均达到 120%  资产负债率逐年下降， 20xx 年低 于 70% 业务组合战略 战略业务群组合 重点商品组合 产业链环节布局 组合 资源品种组合 资源控制目标 商品经营目标 安全生产与节能 减排目标 对各业务战略发展要 求的解读详见后 包含区域发展要求 包含区域发展要求 集团 V5 三期工程 © 公司机密 相应地，利用集 规划目标、业务组 合、源控制、商品组合以及其他重点要求进行跟踪，及时掌握优势与差距 战 略 规划目标 战 略 业务组合 主要业务组合 产业链布局 区域布局 商品组合 战 略 资源控制 品种组合 控制量 区域布局 可开采周期 战 略 其他 战略重点 投资收购 管理变革 等等 集团 V5 三期工程 © 公司机密 从财务回报视角，为确保集团价值目标的实现，须关注集团当期价值实现与 从有色业务角度，为实现“中国最具优势的有色金属资源商”这一战略要求， 须着力优化业务结构，区分品种策略加强资源控制、优化经营运作 中国 最具 优势 的有 色金 属资 源商 发挥 战略 性竞 争优 势 实现 卓越 运营 优化业务结构 强化资源控制 区 分 品 种 市场运作 供应链协同 精益生产 • 有色金属品种组合如何？盈利性如何？ • 各品种的产业链环节分布如何？是否具有市场竞争力？ • 当前资源控制情况如何？对业务发展的支持力度如何？

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

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）

17 表 3-1 2015-2050 年中国工业园区碳减排路径参数设置 ...................................... 21 表 3-2 不同情景下能源结构与分品种能源生命周期碳排放因子 ........................ 22 表 3-3 六种非化石能源占比提升的碳减排贡献 ................................. 转换、工业过程、废弃物处理以及其他生产活动的分品种能源消耗。能源消费的 统计品种包括一次能源（煤、天然气、原油、煤制品、油制品、煤矸石、生物质、 生活垃圾、工业废料等）和二次能源（电力、热力、煤制品、石油制品等），共 计 35 个细分种类，在附表 1 中详细列出了能耗数据采集清单。采集园区分品种 能源消费数据时，以企业为基本单元，收集每个企业的分品种能源输入量和输出 量，再将各企业数据加总得到园区分品种能源输入量和输出量。 工业园区能源输入输出示意图 7 为更清晰地表述园区能源消费的核算范围，运用园区能流示意图进行表达 （图 2-1）。图中假设园区包含 3 家企业，A、B、C、D 表示分品种能源输入流 和输出流。由于园区各能源品种的输入、输出量为企业输入输出量的加总，因此 总输入为 A + B + C，总输出为 C+D，则该园区净能源消费 = 能源总输入(A + B + C) - 能源总输出(C +

电力中长期交易：指发电企业、电力用户、 售电公司等市场主体，通过双边协商、集中交易等交易方式，开展的年（多年）、 季、月、旬、周等日以上的电力交易。 二、交易成员和品种 交易品 种 电能量交易 主要开展品种 发电权交易 灵活开展品种 合同转让交易 灵活开展品种 输电权交易 根据发展开展 容量交易 根据发展开展 市场成 员 各类发电企业 电网企业 售电公司 电力交易机构 电力调度机构 电厂 6 电厂 5 电厂 1 电厂 8 电厂 4 卖方价格 买方价格 出清价格 电量 电价 五、交易组织形式 交易周期 年度（多年）交易 月度交易 月内（多日）交易 交易品种 电量交易 发电权转让 合同转让 交易方式 协商交易 集中竞价交易 滚动撮合交易 挂牌交易 市场主体 电力用户 售电公司 火电企业 新能源企业 六、中长期交易流程 六、电量偏差考核（非现货区域） 交易总规模 1840 亿千瓦时 三、蒙西区域交易情况（交易形式） 发电侧 火电企业 新能源企业 用户侧 高耗能行业 一般行业 煤炭行业 售电公司 一般工商业用户 （电网代购） 交易品种 协商交易 挂牌交易 竞价交易 年度交易 协商交易 月度交易 挂牌交易 竞价交易 挂牌交易 月内交易（增量交易、合同转让） 新能源交易 竞价交易 协商交易 挂牌交易 协商交易

8-12 小 时 ● 盘点 : 规定克重 实际操作超标，盘点损 失。 ● 品种：少，新品更 新慢。 ① 冷藏盒饭 ● 保质期： 36 小 时 ● 损耗大： 10- 20% ● 毛利低： 35% 便利店餐饮现状痛点 各大巨头目光聚焦 冷冻“中食”店铺拓展 无食品安全隐患！ 高毛利、多品种、 0 损耗、 0 培训、 0 人 工占用 适合中国人的便利店餐饮！ 便利店餐饮追求的目标 • 全国各地需求不一 ， 我们的餐饮解决方案 能满足中国各地的区 域化需求，实现定制 化研发、 OEM 加 工。 便利店餐饮解决方案 —便利店 + 餐饮店 品种 1000+ 历经 20 多年的餐饮市场验证 日 式 拉 面 五彩鱼馄饨 蔬菜鲅鱼饺 鸡肉拌面 酸辣粉 … … 为便利店专属研发打造的餐饮智能烹饪机 利用 2-4

数 据驱动下的迭代运营让中小企业能够不断提高客户黏性和品牌 忠诚度。 典型案例：维燕机械构建适配农机定制化生产的数字化营 销管理体系 湖南维燕机械科技有限公司在营销管理中面临小批量、多 品种订单管理难题，客户定制化需求响应不及时，销售与生产 协同效率低下，导致订单处理缓慢、交付周期延长，制约营销 效能提升和客户满意度改善。 公司部署智邦管理系统销售模块，构建适配农机定制化生 产 配；系统支持全流程订单跟踪，可视化展示从订单确认到成品 出库的执行状态；客户信息管理模块规范化记录农户、合作社 等客户的需求、历史采购及服务反馈，形成客户画像库；销售 数据与生产、仓储数据闭环联动，有效解决"小批量、多品种" 订单管理难题。 — 11 — 订单处理效率提升 20%，定制需求响应时间缩短 30%；销售 与生产协同准确率达 85%，订单交付周期缩短 15%；客户信息完 整度提高至 98%，二次销售转化率提升 — 度数据不透明，管理者无法实时掌握各工序完工数量和下道工 序等待情况，计划与执行脱节。中小企业迫切需要数字化手段 优化生产计划与排程，实现柔性高效的生产执行，以适应市场 的季节波动和小批量多品种的订单需求。 应用场景：数字化的计划排程可大幅提升中小企业生产运 营效率，主要应用分级如下： 一级：使用电子表格排产，辅助人工制定农机生产计划 基础阶段是使用电子表格等工具辅助人工编制生产计划、

概况：步科是国内领先的人机界面产 品服务商，以智能制造为方向，提供 聚焦行业的自动化和智能化解决方案。 自动化设备 高新技术企业 业务痛点和需求 1 ② 多品种小批量， 1 小时换线 1 次， 8 天的制造周期无法保障 2 天的交期 个性化订单繁多，现场生产、物料管理繁杂，存在 产品库存风 险 ( 成品库存 5000 万 ) 3 生产过程缺乏必要过程质量管控流程，进行质量追溯困难 ◎ 2 提高生产柔性能力，面对多品种小批量业务实现产 供销的高效协同。 数字精益提升经营质量 实现生产、仓库的全过程数字化，并结合精益管理思想，利用生产数据的价值流分析指导不断对生 产 现场进行精益改善，大幅度降低制造周期，实现生产计划的日清日结，消除浪费，提升产能，满 足客 户交期的需求。 控和数字化，实现下线不良品为 0, 快速实现质量追溯，实现多品种、小批量业务下柔性生产的过 程 精细化管控。 实现数字精益管理，依据数据驱动精益改善， 6 年 来实施多次现场精益，消除生产中的浪费，生产 工 人的人均产值提升 95% 。 ④内部公开请勿外传 24 面对多品种、小批量、短交期的订单，生产过程敏 捷调度，产供销高效协同，实现多订单多品种混线 生产，从而实现柔性生产。 模式创新 生产管理模式变革 ① 3 ① 1 ① 1 400+ 供应商全球协同 采购效率提升 30% Aotecar

7 天确定受灾面积和灾害程度，为保险公司降低 40% 核查成本。 受灾前数据 受灾后数据 3 . 3 遥 感 监 测 服 务 - 成 熟 度 预 估 基于遥感影像作物 NDVI 数据结合作物品种、气象温度、日照时长等因素的综合分析综合判断收获最佳时间。 水稻成熟度监测：成熟面积 10 天 / 周期 持续动态监测 全区成熟度一张图 … 自定义区域面积统 计 水稻上市时间 收割进度调度 让管理者和领导者充分了解管理状态 将主要指标数据展示出来，为决策做依据  直观化，一目了然 效益分析 04 经 济 效 益 分 析 通过农情监测预警及绿色防控，实现农产品种植过程的全面管控，信息及时有效，降低资源消耗，全面 提升农产品种植效率，提升作物产量： 提高种植效率 消除信息孤岛 提高投入产出比 1 、项目可使病虫害发生率控制在 10% 以下； 2 、有效防治措施可以实现农作物由于虫害造成的损失降低