领航前行 让卫星用上先进“中国核”:写在五院西安分院成立十周年之际

文章来源:中国航天报 发布时间:2018-04-11

仰望天空,在人类利用空间创造美好生活的进程中,已有上千颗卫星运行在太空中,造福于人类文明进步和社会繁荣。上千颗功能各异的卫星中,关乎卫星服务品质的核心是有效载荷。从某种角度而言,有效载荷是航天技术及应用发展最关键的因素,也是未来发展最快的领域,对卫星产业发展举足轻重。

基于这样的前瞻考量,十年前,中国航天科技集团有限公司站在中国航天发展的战略布局上,走子行棋,以504所为主体,成立五院西安分院,并赋予她神圣的发展使命——牢牢占据有效载荷领域制高点,主导并不断引领技术发展方向。

十年来,西安分院不忘“引领有效载荷技术发展、推动空间技术进步”的初心,带动中国卫星有效载荷实现了整体跃升,为巩固国防建设和推进中国航天事业的快速发展作出了巨大贡献。

西安分院院长李军表示:“聚焦国家重大航天任务需求,聚焦世界科技发展前沿,已成为西安分院上下的共识,成为创新驱动发展的‘方向盘’。”

创新引领 打造更好的卫星核心

有这样一组数字,铭刻在了西安分院十年发展历程中,也铭刻在了中国卫星乃至整个航天事业发展的历史当中:

2008年至今,西安分院圆满参与完成了150颗卫星发射任务,累计交付单机2.3万余台;营业总收入达319亿元,总利润近35亿元,其中2017年营业收入相比西安分院成立前的2007年增长了约4倍。

这期间,西安分院院长李军感受最深的变化,是我国卫星在有效载荷领域显著提升的国产化水平和主导话语权。

十年前,李军和同事前往国外接洽一家国际著名的同行业公司,当时接待他们的只是产品销售经理;而如今,该公司副总经理每年都要来西安几次,专程到西安分院拜访,洽谈合作。

今年年初,一家国外的老牌军工企业不仅提出要购买西安分院设计制造的有效载荷产品,还邀请西安分院前往当地建造产品的生产线。

“过去是我们求别人、买尖端技术产品,在市场上没有议价能力。经过数十年的不懈努力,现在有效载荷的尖端技术产品已实现国产化,我们在国际市场上拥有了很强的自主权。”李军说。

截至2017年,西安分院5大类国产化产品替代率已达95%,北斗导航重大工程国产化率达到100%目标。正如五院院长、西安分院首任院长张洪太所言:“航天事业始于自力更生、自主创新。建设航天强国,核心技术买不来,在关键领域、核心部件等方面,必须实现自主可控。”

如此快速高质量的发展,与西安分院对行业的深刻理解密不可分。有效载荷作为航天技术与应用发展最活跃、最直接的因素,其创新研发水平直接决定了卫星的功能和应用水平。西安分院深知,加强有效载荷技术研究必将推进我国卫星产业的长足发展,加速中国航天自主创新体系的形成。

西安分院成立杨士中院士科研实验室

正是在这样的思路牵引下,西安分院成立了杨士中院士工作室、郝跃院士工作室,与陕西省共同建立研究生联合培养示范工作站,成立首个MMIC对外联合实验室,通过柔性人才机制、多方吸纳高层次创新人才,建设具有一流技术实力且充满活力的技术创新平台。

人才聚了起来,活力放了出来,一系列成果陆续脱颖而出。目前,西安分院累计申请专利近600项,发明专利占比超过90%,同时在卫星通信、卫星导航、雷达遥感与探测、高速数据传输、激光通信、星间链路、卫星测控、空间天线等八大领域占据技术优势;载人航天工程、探月工程、高分专项、北斗导航工程……一项项国家重点专项任务都离不开西安分院贡献的中流砥柱力量。

2008年汶川地震后,研制我国自主的移动通信卫星项目被提上日程。经过努力,西安分院成功攻破大型可展开天线、无源互调(PIM)等技术难题,天通一号卫星于2016年8月成功发射,实现海洋、山区和高原等地的信号无缝覆盖。

西安分院有效载荷总体研制现场

2013年12月,西安分院研制的测距测速敏感器为嫦娥三号确定自身高度、速度、角度提供了关键数据,落月雷达助力嫦娥三号完美着陆月球虹湾地区。

几年来,在北斗卫星导航系统加快全球组网的历程中,西安分院承担了导航分系统、天线分系统、星间链路等有效载荷研制工作,助力北斗实现高精度、高可靠定位导航服务。

这样创新奋进的故事在西安分院不胜枚举。根植于深厚的历史积淀,十年来,西安分院在我国有效载荷领域创造了多个第一:她代表着我国通信卫星技术发展的最高水平,是我国卫星导航技术的领跑者,推动我国卫星数据传输及处理水平跻身世界先进行列,是我国最具实力的星载天线研制单位,是我国卫星遥感技术领域的主力军,是星间链路技术领域的核心力量,是我国地面、海上、天基测控技术领域的开拓者。

“作为中国空间飞行器有效载荷的总体单位,作为中国最具实力的有效载荷核心部件制造基地之一,建设一流的科研院所就要有一流的高度。”李军说,这个高度不仅体现在技术发展水平要处于前列,更体现在要有引领未来科技发展的颠覆性成果。

十年一剑 打赢转型升级攻坚战

走进西安分院,能感受到一种厚重的使命感。这份使命感不仅来源于深厚的历史积淀,更源于全院上下每个人的责任与担当。

“随着卫星平台系列化程度的提高,卫星有效载荷的研制能力能否跟上国家任务发展的需求,已经成为摆在我们面前一项亟待解决的问题。”李军表示,国家战略发展从“量”“质”和“新”方面对有效载荷研制能力提出了更高的要求,因此,西安分院始终关注世界,关注前沿,着眼于未来,谋长远发展,谋求科研生产能力的全方位提升。

从十年前每年只能生产制造1000余台宇航单机产品,到前几年每年生产3000余台单机产品,再到近三年每年生产能力稳定在3500余台,生产制造能力的跃升不是简单的加人加设备的过程,而是源于西安分院智能制造的革新。

西安分院现代化的天线紧缩场可以极大地提升天线测试能

2015年,随着西安分院正式落户西安航天产业基地园,智能化的生产线投入如火如荼地建设中。

以鸿雁星座为例,西安分院承担了全球低轨卫星星座通信系统有效载荷的研制工作,短短几年内要完成300余颗卫星组网,这种快节奏的挑战是空前的。为此,西安分院提出面向制造、面向批量化生产、面向成本的理念,着力推进自动化、智能化的卫星星座生产线建设。

未来,鸿雁星座的卫星将实现流水线上的自动化生产,彻底告别传统的手动安装模式,有望形成一周时间内生产出一颗卫星有效载荷系统的能力。

智能生产线的建设只是西安分院践行创新发展理念的一个缩影。十年来,在推动传统产业升级的路上,西安分院从未停止追求的脚步。

围绕核心业务,西安分院微组装线、大功率测试试验线等生产环节能力得到快速提升,激光终端、相控阵天线、铷钟和功率部件等产品专线初具规模,实现了专、柔相结合的产品生产模式,产业化制造能力不断攀升。

西安分院积极开拓激光通信领域,提升研制能力

对标国际先进水平,西安分院具备移动通信等复杂系统的设计仿真、系统集成与验证能力,能够为用户提供天地一体化的需求解决方案;是国内唯一具备星间链路、星座组网、通信对抗等复杂有效载荷系统试验验证能力的单位;拥有国内最大、最全的星载天线集成测试验证能力。

借着重大航天项目的契机,西安分院因事为制,不断创新与探索新的工作方法,提升效率。以北斗三号载荷舱为试点,西安分院全面推进数字化AIT建设,实现了基于条码识别的三维装配、多址测试和远程测试,使载荷舱AIT效率提升30%以上;逐步探索开展了基于分系统原理图的卫星总体与载荷设计协同,实现了数据结构化并保证了数据同源。

在“掌握核心、广泛合作”的产业化发展思路下,西安分院不断拓展产业链,加快产业化转型,目前已与109家协作配套单位形成合作,具备年交付120套分系统、3500台自制产品的产业能力,满足年出厂35颗星的要求。

与时共进 前行不辍 勇立潮头

发展并非一蹴而就。为了让有效载荷领域更多前瞻性成果能“冒”出来,西安分院对前沿技术的跨越式发展也给予充分的管理保障与政策保障。

自成立以来,西安分院从院本部和下属单位两个层级进行了组织架构变革,并根据专业领域划分设立了6个专业研究所和1个制造中心,逐步探索独立核算试点工作,激发经济发展活力。

2014年,以“天地一体发展”和“用户需求牵引”为指导思想,西安分院建设了“三层五平台”技术创新体系,充分发挥院士工作室、有效载荷创新中心等平台作用,探索产学研协同创新模式。

此外,以西安航天产业基地园区为核心,西安分院构建了由西安、北京、上海三个城市,以及产业基地园区、长安大院园区、有效载荷试验验证中心、北京研发中心、上海研发中心五个区域组成的“三地五区”发展格局,进一步提升产品产业化、系统集成与试验验证能力。

在推动军民深度融合的时代背景下,西安分院的产业发展思路由“以天带地”转变为“天地一体”,并提出宇航和航天技术产业并重的战略思想,加大宇航人才向航天技术应用产业输送的力度,让航天技术应用产业发展驶入快车道。

恒星集团作为西安分院航天技术应用产业发展的主要平台,陆续成立了卫星通信、遥感应用等多个军民融合事业部,实施以遥感数传应用、特种天线、金属网为代表的“宇航到航天技术应用”产业化转换。

西安分院组织型号进场动员会,激励员工士气

目前,西安分院还形成了以卫星行业应用、核心终端、互联网+、高端制造为代表的四大航天技术应用产业板块,拥有一批典型项目;深度发展“航天+”,与公安用户紧密结合,推动公安孵化中心成立;以导航应用为基础,积极拓展智慧城市业务领域,取得了良好的市场成效。

在“小核心、大协作”产业体系布局下,西安分院围绕卫星有效载荷以及卫星应用产业链建设,与地方高校、民营企业等80余家机构开展合作,每年在陕西省直接带动产值规模超30亿元,间接辐射带动相关产业规模近百亿元,造福于地方经济与人民。

同时,西安分院与西交大、西电、西工大等高校建立了产学研合作平台,在信息技术、微波通信等方面开展深度合作。通过技术、人才的支持,孵化了西安航天恒星等一批高技术公司。

“把强军富国作为首责,以更加开放的心态,积极利用社会优势资源,创新体制机制,推动内部军民资源的互动共享和成果转化,使空间技术更好地满足用户需求。”在张洪太眼里,积极推动航天技术转化与应用,带动服务国民经济建设是国家发展需要,更是航天人的使命担当。

站在全球化的战略高度,十年来,西安分院为中国出口尼日利亚、委内瑞拉、白俄罗斯等10个国家的19颗通信、遥感卫星提供全部有效载荷系统,出口金额3.5亿美元;在微波技术、5G通信技术和激光通信技术领域与法国OMMIC公司、英国萨里大学等先进宇航企业及大学建成了国际联合实验室;聚焦于国家“一带一路”倡议,与哈萨克斯坦、俄罗斯、泰国等沿线国家开展了广泛交流与合作。

李军表示,历经十年成长,西安分院坚持人才强企,坚持创新驱动发展,坚持军民深度融合,坚持体制机制改革,也在这一份份坚持中结出了发展硕果。“但与美、俄等航天强国相比,我国仍是航天大国,有些方面尚未达到航天强国的标准,需要我们不断增强国际竞争新优势。”

步入发展的新时代,在西安分院全体员工的心目中,有着这样一个共识:始终服务国家安全战略,建设成为我国空间电子信息系统研发、集成的核心力量和主体,宇航产品的产业化基地及航天技术应用产业的骨干力量,站在技术与社会发展的前沿,与时代共进,为早日把我国建设成为航天强国贡献更多力量。(郭倩/文 苏宏伟 郭立平 刘昭彤/摄)