關(guān)鍵器部件100%國產(chǎn)化 管理創(chuàng )新賦能高效組網(wǎng)
航天科技五院：“中國坐標”閃耀星空
2020年7月31日，北斗三號全球衛星導航系統正式開(kāi)通。這個(gè)由我國建成的獨立自主、開(kāi)放兼容的衛星導航系統，從此走向了服務(wù)全球、造福人類(lèi)的時(shí)代舞臺。
點(diǎn)亮北斗的，是中國航天人26年的不懈努力。作為我國自主研發(fā)北斗衛星導航系統的中堅力量，中國航天科技集團五院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“五院”）從單星研發(fā)到多星并舉，從艱難追趕到昂首超越，蹚出了一條獨立自主、創(chuàng )新超越的道路。
關(guān)鍵器部件100%國產(chǎn)化
核心器部件國產(chǎn)化率100%，是北斗三號衛星亮眼的標簽。自2009年11月啟動(dòng)建設，10余年以來(lái)，共有400多家單位、30余萬(wàn)科技人員集智攻關(guān)，攻克星間鏈路、高精度原子鐘等百余項關(guān)鍵核心技術(shù)，突破上百項器部件國產(chǎn)化研制。
對五院而言，國產(chǎn)化推進(jìn)之初步履維艱，全院上下不惜花費超過(guò)其他衛星3倍多的時(shí)間反復進(jìn)行驗證、測試、迭代。
五院北斗系統工程副總設計師、北斗三號工程衛星系統總設計師謝軍回憶，那段時(shí)間只要一下班或周末，他就跑去廠(chǎng)家現場(chǎng)“督戰”，有時(shí)做產(chǎn)品試驗，他也一直守著(zhù)，有時(shí)甚至36小時(shí)不合眼。經(jīng)過(guò)了上萬(wàn)個(gè)日日夜夜的風(fēng)雨兼程，他和北斗研制團隊成功實(shí)現了上千項關(guān)鍵技術(shù)的突破，最終使得北斗衛星導航系統可以為全球用戶(hù)提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導航和授時(shí)服務(wù)。
在國產(chǎn)化的征程中，有一個(gè)很難攻克的產(chǎn)品，就是衛星使用的陀螺。五院北斗二號衛星總指揮兼總設計師楊慧介紹，在研制北斗二號衛星的時(shí)候，國產(chǎn)陀螺的壽命僅有三個(gè)月，但任務(wù)要求陀螺必須連續工作八年。為了達到任務(wù)要求，北斗團隊不僅聯(lián)合國內合作伙伴進(jìn)一步突破陀螺壽命難題，更重要的是在系統上設計多種應對模式，確保衛星在一些極端情況下仍能正常工作。衛星在軌運行的實(shí)踐證明，他們的方案是正確的。而在堅定的國產(chǎn)化路線(xiàn)中，國產(chǎn)陀螺如今設計壽命已達到十幾年。
高精度原子鐘產(chǎn)生整個(gè)衛星的脈動(dòng)，產(chǎn)生時(shí)頻基準，傳遞到其他衛星、地面站乃至用戶(hù)手里的終端，堪稱(chēng)衛星導航功能的“心臟”。北斗三號衛星副總師張立新介紹，二十年前，我國還沒(méi)有自己的銣鐘。國內組織了三個(gè)團隊攻關(guān)，最終攻克了原子鐘難題。如今，北斗全球組網(wǎng)星已用上了新一代國產(chǎn)原子鐘。
由于北斗系統無(wú)法像GPS一樣在全球建立地面站，為了解決境外衛星的數據傳輸通道，五院北斗三號研制團隊攻克了星座星間鏈路技術(shù)，采取星間、星地傳輸功能一體化設計，實(shí)現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通，這就是說(shuō)，雖然“看不見(jiàn)”在地球另一面的北斗衛星，但用北斗衛星的星間鏈路同樣能與它們取得聯(lián)系。
“在建設北斗系統的時(shí)候，航天人一直以國際一流的標準在約束自己，要求自己，走出了一條很好的可借鑒的路?！敝x軍說(shuō)。
管理創(chuàng )新托舉北斗前行
從北斗一號數年研制一顆星，到北斗二號3年研制15顆星，再到北斗三號3年并行研制20顆星；從單機產(chǎn)品年交付量百十臺套到最高時(shí)每年上千臺套……這一系列跨越式的進(jìn)步得益于五院不斷創(chuàng )新和優(yōu)化的管理模式，賦能北斗高效組網(wǎng)。
針對北斗工程時(shí)間緊迫、技術(shù)復雜、多星多線(xiàn)并舉、參研單位眾多的特點(diǎn)，五院跳出了單個(gè)衛星管理模式，開(kāi)創(chuàng )了組網(wǎng)衛星研發(fā)生產(chǎn)組織管理的新模式，首創(chuàng )了“四加一”的管理流程體系，包括技術(shù)、計劃、產(chǎn)品保證和技術(shù)安全四大流程，加上與之緊密契合的政治工作流程。與此同時(shí)，遠程測試、無(wú)線(xiàn)健康狀態(tài)檢查、智能管控等新手段的應用，使批量生產(chǎn)更加智能高效。
質(zhì)量管理是北斗全壽命周期的關(guān)鍵。謝軍介紹，在生產(chǎn)研制的過(guò)程中，為了避免由于進(jìn)度帶來(lái)質(zhì)量問(wèn)題，五院有著(zhù)嚴格的質(zhì)量管理規定。第一步，產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)上一定是按照嚴格的充分論證，更改要經(jīng)過(guò)層層審批、試驗驗證。第二步，對所有要上天的產(chǎn)品與其他產(chǎn)品一樣都有相應完整的力學(xué)和熱真空實(shí)驗。第三步，加嚴了產(chǎn)品驗收，驗收過(guò)程中做好產(chǎn)品的數據比對。
2018年北斗三號衛星成功實(shí)現一年19星發(fā)射，在太空中再次刷新了“中國速度”，其背后是北斗團隊不斷精簡(jiǎn)、優(yōu)化的發(fā)射流程管理。目前，北斗三號整星研制周期縮減25%，發(fā)射場(chǎng)周期減少27%，發(fā)射場(chǎng)人員減少39%，在原有整星研制流程的基礎上整合了總裝和測試項目，減少了大部件拆裝次數，從而降低了人為問(wèn)題的發(fā)生概率。
在歷經(jīng)北斗管理創(chuàng )新全過(guò)程的北斗三號衛星副總指揮王東看來(lái)，墨守成規就會(huì )止步不前，放下姿態(tài)、創(chuàng )新思想，才是創(chuàng )造“中國的北斗、世界的北斗”的必由之路。
催生更多“北斗+”融合應用
曾經(jīng)以為離我們很遙遠的北斗衛星，其實(shí)一直都在默默為我們服務(wù)。目前絕大部分的國產(chǎn)手機已經(jīng)可以接收和使用北斗信號。
而在更廣闊的行業(yè)領(lǐng)域，“北斗+”融合應用正在加速落地。在北京，數萬(wàn)輛出租車(chē)已安裝應用北斗車(chē)載設備，用戶(hù)及交通主管部門(mén)能實(shí)時(shí)掌控車(chē)輛運行情況及道路運輸狀況，有利于降低車(chē)輛空載率，有效改善城市交通擁堵。在黑龍江、河南、安徽、四川等農業(yè)發(fā)展重點(diǎn)地區，基于北斗系統的各類(lèi)無(wú)人駕駛農機可以實(shí)現精準作業(yè)……
事實(shí)上，北斗系統自提供服務(wù)以來(lái)，已在交通運輸、農林漁業(yè)、水文監測、氣象測報、通信時(shí)統、電力調度、救災減災、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應用，融入國家核心基礎設施，產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
據統計，2019年我國衛星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達3450億元，預計2020年產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值將超過(guò)4000億元。北斗與互聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等新技術(shù)的融合發(fā)展，正在構建以北斗時(shí)空信息為主要內容的新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，并正在成為北斗產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新引擎和助推器，推動(dòng)著(zhù)生產(chǎn)生活方式變革和商業(yè)模式的不斷創(chuàng )新。
隨著(zhù)北斗三號全球組網(wǎng)建設的收官，北斗衛星導航系統的重點(diǎn)工作今后將從工程建設轉移到維護穩定運行、提高服務(wù)水平上來(lái)。
按照計劃，2035年，我國還將建設更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導航授時(shí)體系。北斗將以更強的功能、更優(yōu)的性能，服務(wù)全球、造福人類(lèi)。
謝軍表示，中國北斗未來(lái)將持續推進(jìn)海內外應用推廣，不斷深化衛星導航的高精度服務(wù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據的繼續融合，加快衛星導航領(lǐng)域與高端制造業(yè)、軟件業(yè)的融合，推動(dòng)生產(chǎn)方式和發(fā)展模式的變革，服務(wù)國民經(jīng)濟和社會(huì )信息化發(fā)展。（郭倩 潘晨）
2020-08-17 07:34:27 來(lái)源： 經(jīng)濟參考報