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天博综合APP官方下载深耕核心部组件+自动化生产「魔方卫星」打造高性价比卫星

作者:小编 点击: 发布时间:2023-11-12 22:12:30

  随着卫星领域商业化的快速发展,商业化的卫星应用需求逐步发展成熟,一批批的卫星星座建设需求正在逐步成型。传统的卫星生产方式将无法满足下游的批量化建设需求,必须有工业化的新思路来满足市场需求。

  成立于2018年的「魔方卫星」,致力于高性价比商业卫星的核心单机产品与整星研制。通过深入掌握航天产品的工业化设计和产品保证方法,并自主研制自动化生产线,在满足航天产品高可靠性要求的同时,降低了成本,缩短了生产周期,以满足商业卫星星座的市场需求。

  2023年1月,天目一号气象星座01星和02星顺利入轨。紧接着半年,又有8颗卫星成功入轨开展工作,三批卫星均由魔方卫星负责抓总研制,其中相当部分的部组件已经实现了小批量生产,部分部组件实现了批量化和自动化生产。

  半年内完成10颗卫星及相关部组件的研制及在轨交付,这高速生产交付的背后,自动化、批量化生产功不可没。从公司建立开始,魔方卫星就将自动化和批量化生产作为主要的技术发展方向之一。2021年,魔方卫星建成的首条卫星太阳电池阵自动化生产线,在业内首次实现了卫星部组件产品的自动化、柔性化、批量化生产,目前已具备年产200颗卫星太阳电池阵产品的配套能力。

  魔方卫星不是‘为了自动化而自动化’,魔方卫星的目标是在满足航天高品质要求的前提下,大幅度提升交付效率。下一步,魔方卫星还会在其他产品上继续推进产品的自动化生产建设。

  随着卫星交付数量的增加,魔方卫星深刻的感受到,当前的卫星制造技术和生产模式即将无法满足未来星座系统的建设需求。在过去几年,大家都将主要精力放在卫星系统的设计与创新上,卫星的推进模块、星间通信模块、星上处理模块等能力都有了长足的进步。但是,行业对于卫星制造技术和卫星制造装备的研究和创新则相对较少。而在魔方卫星看来,这是我们与国际先进商业卫星团队之间的主要差距之一。如何能够快速且高品质的研制卫星,依然是行业的核心痛点。

  在未来商业航天制造领域中,非常重要的一项能力就是稳定的、高品质的批量化生产和交付能力。未来的卫星系统多以星座的形式出现,批量化生产与交付是基本要求。在此条件下,传统的手工生产模式,将无法适应市场的需求。一旦生产数量增加,时间要求紧迫,手工生产带来的质量一致性问题、过程效率问题、数据追溯性问题都将凸显,以设备代替人工的生产模式提升方向是必然的选择。2019年以来,魔方卫星在自动化产线建设和技改方面进行了大量的研究和投入,成果也在逐渐显现。

  当前,魔方卫星的部组件业务主要面向电源类和机电类产品,大部分产品均已完成在轨验证。作为一家商业卫星公司,魔方卫星如何决定产品的研发方向?魔方卫星CEO丁强强给出以下答案:

  一、直面痛点:魔方卫星团队成员在高性价比微小卫星研制方面有超过10年的一线工作经验。作为卫星总体专业出身的团队,魔方卫星对于商业卫星部组件的性能短板和未来需求有深刻了解。尤其是成本高、对系统性能有重大影响,但当前又无法稳定提供品质保障的单机产品,就有较高的动力去优化产品设计和改变生产模式,以满足商业卫星的市场需求。

  二、牵引升级:术业有专攻,针对未来有需求、但自身能力不覆盖的品类,就必须寻求“技术+需求”牵引的合作模式,孵化培养外部团队研制可量产的工业级零部件,对质量进行把关,替代传统的航天零部件。以推进为例,魔方卫星没有选择自研电推产品,而是通过产学研合作,牵引高校团队研制出符合商业卫星市场需求的产品,并推动高校团队实现产业化和企业化运作。最终在孵化出与市场需求高度吻合的宇航级产品的同时,也可以实现相关科研团队的商业价值。

  对魔方卫星而言,卫星部组件研制是公司核心竞争力的基石,代表了魔方的品牌与技术能力。卫星电源类产品的目标是实现稳定的高品质、低成本、批量化生产;卫星机电类产品的目标是实现现货量产,长寿命,高稳定性,持续提升性价比。

  “用工业技术造卫星”的含义主要分为两个层面:一是充分引入工业级元器件、原材料来应用于卫星领域;二是充分应用工业生产、测试和仿真等技术来实现卫星的柔性化、批量化和高品质的生产制造。

  在“基于工业元器件及原材料的卫星设计”方面,魔方卫星技术团队进行了长期的探索与实践,并积累了丰富的经验。针对工业元器件的空间应用,魔方卫星建立了一套较为系统的筛选、设计与验证的方法和规范,能够从元器件/原材料层面、工艺方案层面、生产设备层面,以及数字信息化层面很好的满足批量化条件下的航天品质要求。

  在“充分引入工业生产与测试技术应用于卫星制造方面”,魔方卫星早在2019年就重点开展卫星制造装备研发工作,在没有国内外可参考先例的情况下,自主研发了首条卫星太阳电池阵的自动化生产线年,此生产线最终研制调试完成并正式运行,真正实现了“柔性化、自动化和高品质”的设计目标。整个生产过程中质量敏感的环节全部实现自动化生产,彻底避免了人为偶发因素对于产品质量的影响;面对不同类型的产品任务,24小时以内即可完成生产状态的切换;完备的质量过程检验,依托于视觉技术及各项专检设备,实现生产过程的全流程自动检验,不把隐患流入后续生产环节;生产过程数据实现量化控制并全程记录,不可篡改。目前整条生产线%,年交付卫星电源产品套数超过30套,已在轨飞行产品表现优秀稳定。

  魔方卫星当前团队近百人,分布在深圳、重庆和北京等地,研发人员超过50%,生产及装备人员约30%。团队核心成员平均具有10年以上的航天设计经验,尤其是对地面工业技术具有较为深厚的积累和设计经验,这一特点有力的支持了卫星单机以及系统研制的技术创新能力。

  2023年以来,魔方卫星相继研制并在轨交付了10颗气象探测类卫星(天目一号01~10星),目前卫星在轨表现良好。然而,魔方卫星对于卫星整星的研制任务有着较为谨慎的考量。无论是现在还是未来,魔方未来都没有大幅度扩大卫星团队规模的计划。由于团队规模有限,卫星技术团队仅能够同步支持数个卫星型号的研制。所以魔方卫星一方面不能够无差别的在市场上争取整星订单,一方面对于整星任务会有更深入的考量论证,以确保团队将有限的精力聚焦于可长期健康发展的状态中。

  魔方卫星不仅关注卫星系统技术指标的可行性,还会重视卫星星座商业化闭环的可行性。魔方卫星会主动配合用户去共同论证和优化星座系统,以增加卫星星座的商业闭环潜力。虽然有时优化后的方案会大幅度的降低卫星价格和星座规模,进而影响卫星制造的业务营收,但是只要能够为用户提升整个星座系统的商业化能力,那么这种优化就是值得的。毕竟伴随着用户的成长,具备商业化闭环的成长才是可持续的健康成长,才是对于整个行业都有益的。商业气象卫星领域就是一个很好的案例,虽然其应用领域非常细分,但商业闭环较为完整和清晰,并且随着人工智能大数据模型的发展具备快速发展的潜力。

  2020年,36氪与魔方卫星进行了一次访谈。当时丁强强已察觉到商业遥感应用有较大的市场机会,但依然在考察和论证商业模式是否可行。

  聊起这三年的变化,丁强强表示,遥感应用的商业价值逐渐明确。三年前,大家都在摸索具备商业化潜力的遥感卫星技术方向,主要在技术层面进行尝试和验证。而现在,从原始遥感影像数据到各类遥感应用,都已经有了显著的增长。以相对成熟的光学遥感卫星为例,以前的商业模式以直接售卖卫星为主。但现在,销售遥感影像和数据等商业模式逐渐成熟,相关商业航天企业的影响力也有较为显著的提升,并且数据应用业务的增长速度也越来越快。

  从商业模式落地的角度来看,遥感卫星具备建造周期相对较短、可快速转入业务运营的优点。遥感卫星的价值从第一颗卫星就可以初步体现,随着卫星组网的越来越多,其在数据覆盖性、数据频次方面会有更好的服务。

  魔方卫星认为,将光学数据与SAR数据相结合,才能最大化发挥出遥感卫星的价值。光学卫星具有可视化程度高、数据处理速度快等优点,但受限于光照和天气条件。SAR卫星可以穿云透雾,受光照条件的影响较小,可以实现稳定的周期性服务,以及较快的服务响应速度;但SAR卫星的数据量大,处理门槛较高,目前数据供应还主要依赖国外。如果可以充分将两种数据相结合,会有力增加基于卫星遥感数据的应用服务能力,新增更多的应用场景,有效扩大卫星数据的应用市场,也会反过来带动卫星上游产业的发展。

  针对SAR卫星这个具备广阔应用前景和发展潜力的方向,魔方卫星也在积极联合产业链各环节的合作伙伴,共同研究关键技术,共同探讨合作模式,积极推进此领域的健康快速发展。

  除了部组件和整星研制的核心业务以及卫星数据应用等创新业务外,魔方卫星还有一个以公益为初心开展的业务:航天科普教育。

  据悉,魔方卫星近期已完成了新一轮融资。本轮融资将帮助魔方卫星更加快速建设自动化产线,稳健实现批量化卫星生产的目标。


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