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2019商业航天30强丨助力科研创新,精航伟泰让“一人造星”成为可能

商业航天制造业创新工业互联网生态
亿欧
赵佳雯
2019-11-08 · 11:06
[ 亿欧导读 ] 精航伟泰总经理郝海生告诉亿欧:“基于数字孪生设计平台,我们将能做到用原来研发周期和成本的1/10去研发相同的产品,大幅提高创新效率,并打通数字空间与物理空间的界限,让数字模型直接用于实现物理产品,大幅提高卫星设计效率。
精航伟泰 郝海生,3D打印,商业航天,数字孪生,公有云,工业互联网,数字化转型 图片来自“特定授权”

近年来,全球卫星产业规模持续增长,已成为带动全球航天经济发展的重要引擎。根据美国卫星产业协会(SIA)发布的卫星产业年度报告数据显示,2018年,全球卫星产业产值实现了2774亿美元的总收入,占航天产业总收入的77%,预计2019年将实现3000亿美元的市场目标。巨大的“蛋糕”吸引了不少巨头布局遥感、通信卫星,以期通过建立星座来决胜航天竞争。

从卫星产业链来看,自上而下可分为卫星设计、卫星制造、卫星发射、卫星测控以及卫星应用与服务等环节。其中,最为源头也最基础的就是卫星的设计研发与制造。尽管当前,卫星应用与服务是卫星产业的主导领域,但伴随着卫星需求的不断增长,当前的制造能力并不满足发射需求,如何有效降低研发成本、压缩研发时间就变得尤为重要。

精航伟泰总经理郝海生告诉亿欧:“基于数字孪生设计平台,我们将能做到用原来研发周期和研发成本的1/10去研发相同的产品,大幅提高创新效率,并打通数字空间与物理空间的界限,让数字模型直接用于实现物理产品,大幅提高卫星设计效率。”

 打通数字、物理时空界限,数字孪生跑通卫星设计全流程 

精航伟泰是一家围绕卫星设计、仿真、测试各个环节的研发平台服务商,结合创始团队背景、实践经验以及多年来与国外工具产品、国内卫星部组件生产厂商的紧密合作,精航伟泰一直为军工领域里顶尖科研院所及卫星制造企业提供完善的设计研发与测试验证服务,并由此总结出一套基于MBSE的数字孪生设计技术,这也是当前国内外军工领域备受推崇的方法论。 

据郝海生介绍,基于MBSE的数字孪生设计技术以模型设计仿真、模型自动代码生成和模型3D打印技术作为基础,不仅能实现模型在数字空间中的仿真过程,还打破了数字空间和物理空间的界限,通过自动代码生成与3D打印技术,将数字空间里的模型自动转化为实物产品,并自动完成实物产品与数字模型设计的一致性验证,展现从创意到实物产品的全生命周期过程。

通常来讲,从最初的设计到最终成型,制造一颗卫星往往需要通过数百次以上的反复测试,周期可达数年之久。但利用基于MBSE的数字孪生设计技术,将有效地降低研发成本、生产成本及供应链成本,并极大地提高创新与制造的速度。

不过,郝海生坦言,当前数字孪生设计技术还未向商业航天市场推广,高昂的使用成本使大部分民营企业望而却步。但郝海生表示,精航伟泰已经在着手研发一套针对民营航天的软硬结合的公有云服务平台,以基础设施的形式服务民营卫星企业。特别是5G的商用落地,云端的处理速度或将更快,响应速度也将进一步提升。

航天、民用两手抓,发力工业互联网为企业降本增效

2015年,国务院正式印发了《中国制造2025》,瞄准创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展等关键环节,推动制造业实现由大变强。2017年,国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,第一次对于工业互联网进行了全面论述。2018年底中央经济会议上明确提出:加快5G商用步伐,加强人工智能,工业互联网、物联网等新型基础设施建设。

政策的不断落地,使工业互联网成为制造业转型升级的重要前提,精航伟泰也敏锐地捕捉到了数字孪生设计技术在工业设计领域的重要性。工业互联网很重要的特性,就是用数据和模型为企业提供服务。工业互联网平台作为核心,承载了大量基于微服务架构的数字化模型,这与在精航伟泰积累的经验在理论上高度重合。

在郝海生的观察中,工业互联网可分为三大阶段和领域,一是研发设计领域,二是生产制造领域,三是运营管理领域。当前,国内绝大多数企业集中于生产制造领域和运营管理领域,极少有企业切入研发设计领域。在处于中国科研最前端的军工领域里磨砺近十年的精航伟泰,进军民营企业市场时显得信心十足。

精航伟泰的信心并不是空穴来风。据郝海生介绍,从国内来看,“军工领域里知道基于MBSE的数字孪生设计技术的都不是那么多,民营企业知道这套理论的就更少了。”但数字孪生技术,是欧美等发达国家正在积极布局的,具有很强的竞争力。国内企业中,目前只有华为以及汽车领域在做,竞争者寥寥,市场前景广阔。 

从整体的创新能力的提升上,郝海生表示,数字孪生设计技术也将为其提升一个量级,他说:

“很多博士在企业中并没有真正在做创新研究,而是在做低技术含量的编码测试以及文档工作,这是对人才的极大浪费。数字孪生设计技术的高自动化,相当于为中国多培养了10倍的博士,并且让创新更快地变为现实。”

对于下一步发展,郝海生表示,将加大力度推动精航伟泰的互联网化,尽快服务更多的客户。对于精航伟泰而言,互联网并非一个概念,而是能效倍增的过程。郝海生说:“无论任何时间、任何地点,只要在有互联网的地方,客户都可以便捷地接入系统使用数字孪生设计平台,完成卫星、无人机乃至工业领域的设计创新,进一步激发航天和工业市场的需求。”

国际航天竞争日趋激烈,商业航天发展正当时

从2015年中国正式发展商业航天开始,如今已过去4年时间。行业人士热衷于探讨的,也从商业航天的概念、实现的可能性,转变为商业航天的支持政策如何落实、航天产业如何协同发展。商业航天,正在为中国迈向航天强国贡献自己的力量。

围绕卫星产业,我们可以看到,微纳卫星尤其是立方星设计的标准化、通用化程度正在不断提高,再加上核心部组件的工业化、廉价化,卫星行业的制造门槛、发射门槛均在不断降低,发射需求随之呈现出爆发式增长,以微小卫星组成星座正在逐渐替代单体大型卫星,降低卫星生产成本、提升生产效率已经成为行业内亟待解决的问题。

以美国明星商业航天公司OneWeb为例,2018年,OneWeb一颗卫星的制造成本为100万美元,远超过2015年预计的50万美元。据相关数据显示,国内商业航天公司计划发射卫星为3138颗卫星,OneWeb计划发射超1980颗卫星,亚马逊计划发射3236颗卫星,SpaceX则计划发射12000颗卫星。若按照如此大的单笔成本投入的话,这将为刚刚崛起的商业航天致命一击。

对标国外军工巨头洛马,精航伟泰专注于卫星设计、仿真、测试的各个环节,通过在数字世界的模型设计仿真以及自动代码生成与3D打印技术,将有效降低卫星设计制造的时间成本与研发投入。尽管目前因为高达几百万人民币的客单价将绝大部分商业航天公司拒之门外,但伴随着卫星星座组建的步伐加急以及公有云服务平台的落地,商业航天公司必将回归“商业”的本质,寻找可盈利的商业模式,也必将积极拥抱卫星设计领域的数字孪生设计技术,智能制造的转型升级也会刺激需求。 

万事已备,只欠东风。随着数字孪生设计技术的推广与成本的逐渐降低,商业航天产业发展必将进入新的历史发展阶段,航天人在太空的开发脚步,也将走得比以往更快一些。

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