發(fā)展宇航智造工程，推動(dòng)宇航產(chǎn)品制造模式轉(zhuǎn)型升級，支撐航天強(qiáng)國建設(shè)
——走進(jìn)天津市宇航智能裝備技術(shù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

2018年，天津市宇航智能裝備技術(shù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲批籌建，2020年10月通過驗(yàn)收正式運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)室以天津航天機(jī)電設(shè)備研究所為依托單位，天津大學(xué)和北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所為聯(lián)合建設(shè)單位，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)，同時(shí)兼顧京津兩地在航天領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)分工，以航天器總裝需求為牽引，以宇航產(chǎn)品高耦合強(qiáng)約束制造的基礎(chǔ)理論為支撐，將“智能裝備”、“虛擬仿真”、“制造系統(tǒng)工程”等技術(shù)和理論相融合，對于提升我國航天器總裝效能，適應(yīng)宇航任務(wù)快速增長的發(fā)展趨勢具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

研究方向與能力建設(shè)

目前，實(shí)驗(yàn)室針對航天器在高可靠性、高耦合度、強(qiáng)約束、高系統(tǒng)復(fù)雜度等方面所具有的鮮明特點(diǎn)，面向我國航天器制造過程中對高端智能裝備和技術(shù)的重大需求，以提高衛(wèi)星制造效率和效益為目標(biāo)，開展高效能制造系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)理論、應(yīng)用基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的研究。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室定位，確定了宇航制造裝備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論、宇航智能裝備技術(shù)、宇航制造過程仿真技術(shù)、宇航高效智能制造系統(tǒng)集成技術(shù)4個(gè)主要研究方向。

實(shí)驗(yàn)室主任為馬海全研究員，學(xué)術(shù)委員會(huì)主任為中國工程院院士周志成?，F(xiàn)有固定研究人員53人，其中6人次入選天津市各類人才計(jì)劃，博士學(xué)歷9人，碩士學(xué)歷31人；正高級職稱12人，副高級職稱24人，中級職稱18人。

實(shí)驗(yàn)室總面積4000m2，配套科研儀器設(shè)備45臺(tái)（套），總價(jià)值4211.98萬元。目前，承擔(dān)科技項(xiàng)目7項(xiàng)。其中，軍委裝備發(fā)展部項(xiàng)目3項(xiàng)、天津市科技局重大專項(xiàng)1項(xiàng)，中國工程院項(xiàng)目1項(xiàng)，工業(yè)與信息化部項(xiàng)目1項(xiàng)，中國航天科技集團(tuán)有限公司創(chuàng)新研發(fā)項(xiàng)目1項(xiàng)，項(xiàng)目撥付經(jīng)費(fèi)超過2億元。

研究成果及重大工程應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)室結(jié)合航天智能裝備的發(fā)展需求，廣泛開展宇航智能裝備的相關(guān)核心技術(shù)攻關(guān)，研究成果應(yīng)用于多個(gè)國家重大工程項(xiàng)目中，取得了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，并針對以下重大工程開展了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

（1）低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)整星生產(chǎn)線。面向我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重大戰(zhàn)略需求，針對當(dāng)前衛(wèi)星單件小批量研制模式無法滿足批量化制造的主要問題，實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)開展面向衛(wèi)星批量化生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)線總體規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和研究工作，在開展大部組件柔性轉(zhuǎn)運(yùn)與精確落位、多機(jī)器人協(xié)同作業(yè)控制方法、精確視覺定位等技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出了面向衛(wèi)星批量化生產(chǎn)線建設(shè)的新思路、新模式和新技術(shù)，為生產(chǎn)線建設(shè)實(shí)施提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）空間站水下微重力模擬系統(tǒng)。面向我國空間站建設(shè)的重大需求，為滿足我國空間站工程（九大分系統(tǒng)）中的空間站分系統(tǒng)、空間應(yīng)用分系統(tǒng)、航天員分系統(tǒng)等全尺寸地面驗(yàn)證、轉(zhuǎn)階段、人機(jī)功效學(xué)評價(jià)、出艙活動(dòng)驗(yàn)證與訓(xùn)練等工作任務(wù)，實(shí)驗(yàn)室開展了面向水下微重力模擬設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研究，著重在大質(zhì)量、高剛度水下機(jī)械臂優(yōu)化設(shè)計(jì)與中性浮力設(shè)計(jì)等領(lǐng)域研究，并為空間站水下模擬試驗(yàn)設(shè)備的研制提供了技術(shù)支持。

飛行器六自由度并聯(lián)飛行狀態(tài)模擬測試平臺(tái)

（3）飛行器六自由度并聯(lián)飛行狀態(tài)模擬測試平臺(tái)。面向具有高機(jī)動(dòng)性特點(diǎn)的下一代突防型飛行器的地面半物理模擬仿真測試需求，針對測試裝備高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高精度模擬、高控制帶寬的設(shè)計(jì)難題，實(shí)驗(yàn)室開展了六自由度并聯(lián)飛行狀態(tài)模擬測試平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究，重點(diǎn)突破了面向高動(dòng)態(tài)特性的裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和技術(shù)、精度設(shè)計(jì)與幾何精度快速標(biāo)定技術(shù)、高動(dòng)態(tài)高跟隨特性智能控制技術(shù)等，為我國航空航天飛行器地面模擬設(shè)備的研制奠定了基礎(chǔ)，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于某型導(dǎo)彈六自由度模擬測試平臺(tái)的研制，有力支撐了某型飛行器地面姿態(tài)測試。

在基礎(chǔ)研究方面，針對大型軍用衛(wèi)星及批量化小衛(wèi)星生產(chǎn)線研制過程中的快速高精度精測需求，實(shí)驗(yàn)室開展了基于雙目視覺檢測原理的高精度光學(xué)掃描式精度測量儀的關(guān)鍵技術(shù)研究，重點(diǎn)突破了高亮高均勻度結(jié)構(gòu)光投射、高速高精度圖像處理傳輸、高精度點(diǎn)云拼接重構(gòu)等技術(shù)，并在研制高精度掃描式精度測量儀的基礎(chǔ)上，與機(jī)械臂等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行搭配組成自動(dòng)化精測系統(tǒng)，可有效適用于衛(wèi)星的精測環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)在不同尺寸檢測空間內(nèi)的快速高精度自動(dòng)化測量，在航天器表面反光較強(qiáng)、暗色表面的部組件檢測場景，能有效彌補(bǔ)（或替代）傳統(tǒng)精測方法的不足，有效提高衛(wèi)星的精測效率。

依托上述項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室目前共發(fā)表論文12篇（其中，SCI 論文2篇，EI 論文3篇），受理發(fā)明專利54項(xiàng)（其中已授權(quán)15項(xiàng)），在開展科研工作的過程中，通過對工程實(shí)際問題的剖析、調(diào)研、資料收集和整理，梳理并撰寫各類標(biāo)準(zhǔn)16 項(xiàng)（含1 項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)），為航天器總裝與制造裝備的規(guī)范化設(shè)計(jì)、制造和保養(yǎng)提供了重要的支撐。

學(xué)術(shù)交流與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新

為把握研究前沿，實(shí)驗(yàn)室人員多次參與了國內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議、展會(huì)及學(xué)術(shù)論壇，從理論層面和應(yīng)用層面與各行業(yè)專家進(jìn)行深入交流。通過參與學(xué)術(shù)會(huì)議、邀請高校教授開展學(xué)習(xí)交流和參加研修班等多種形式，多管齊下，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室對外開展業(yè)務(wù)能力和技術(shù)儲(chǔ)備，打造學(xué)習(xí)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室。

在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新方面，實(shí)驗(yàn)室與清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、天津大學(xué)、辰星（天津）自動(dòng)化設(shè)備有限公司、天津揚(yáng)天科技有限公司等國內(nèi)知名高校和企業(yè)開展合作交流與技術(shù)研發(fā)，初步形成了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合開發(fā)的合作模式，累計(jì)投入研發(fā)和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)超過1400萬元。

面向航天事業(yè)發(fā)展，智能裝備是實(shí)現(xiàn)宇航產(chǎn)品“高質(zhì)量、高效率、高效益”制造的基礎(chǔ)保障，也是宇航制造模式轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。為此，實(shí)驗(yàn)室將面向宇航產(chǎn)品制造的新需求，緊緊把握“基礎(chǔ)理論-工程應(yīng)用”的研究主線，通過宇航智能裝備主線業(yè)務(wù)的體系化研制，以推動(dòng)宇航智能裝備關(guān)鍵技術(shù)為切入點(diǎn)，形成高端裝備制造和系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的一體化方案解決能力，打造一流的面向宇航智能裝備及智能制造系統(tǒng)整體解決方案的領(lǐng)先技術(shù)團(tuán)隊(duì)，為中國高端制造業(yè)發(fā)展、航天強(qiáng)國建設(shè)、天津航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。