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2018商业航天30强丨打造数字孪生设计

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来源: 作者: 2019-01-10 18:14:23

从整个商业航天产业链上看,当前卫星的市场领域最为广阔,可开发性更高,因此也受到航天领域众多企业主们的角逐。卫星市场包括卫星元器件的制造生产、卫星设计、卫星制造、卫星发射、卫星测控、卫星运营、卫星应用几个方面。其中,卫星设计与制造是十分重要的一环,也是整个卫星产业链的核心依托。然而随着现代科技的逐步发展与迭代,在航天商业价值变现体系中,卫星设计与制造的成本问题,是亟待关注与解决的重点。

精航伟泰成立于2010年,是一家围绕卫星设计、仿真、测试各个环节的研发平台服务提供商。精航伟泰以多年积累的成功经验与国外工具产品、国内卫星部组件产品厂商有效整合,不断为军工领域卫星制造企业提供完善研发服务的商业航天公司。

精航伟泰创始人兼CEO郝海生告诉亿欧:“基于我们的数字化孪生设计平台,我们想要达到的愿景是一个极客可以设计出来一颗卫星。”

聚焦“数字孪生设计”技术,助力卫星设计体系完善据相关资料介绍,数字孪生,指的是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。即在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程的数字映射系统。

精航伟泰之前聚焦在卫星的测试和仿真,而从2014年开始,便全面投入研发数字孪生设计技术。郝海生提到,目前的数字孪生设计技术在研发到制造上,国际范围内都属于技术的制高点。该技术将是未来卫星设计的重点发展方向,在应用方面,例如国际军工巨头洛马公司,现在便将数字孪生作为其核心技术研发方向,例如其F35、F22战斗机的设计都应用了这项技术。

郝海生告诉亿欧:“数字孪生设计技术,解决的是我们‘所思即所见、所见即所得’。”

通俗来看,即我们现在有一个很好的产品创意,然后在脑中有了构思,如果以目前的技术方法去做,会涉及到庞大的基础设施、工具、生产的投入。而数字孪生就是帮你构造了一个虚拟的开发环境,而这种虚拟环境是通过真实环境映射仿真得到的,可以将我们头脑中对于产品的构想经过数字化设计出来后,在虚拟的环境中进行整套仿真验证过程。

数字孪生设计技术,对于任何复杂系统的开发都是一种强有效的工具平台。郝海生举例说明:设计一颗卫星的姿态轨道控制系统,传统上会进行算法编程、配套硬件、模拟器、仿真、实验室等软硬件设备投入,耗资巨大。而数字孪生设计就是将真实的设计环境(本体特性、参数指标等)进行建模,然后经过虚拟化映射,连通虚拟与现实的空间。

而设计出来的虚拟卫星经过仿真验证后,再投入到现实物理世界去生产,该卫星在天上运行的状态与传统方法设计出来的卫星一般无二。精航伟泰是从卫星、航天器的设计入手,应用服务于国内的一流研究所。

降低三大成本问题,助力卫星设计落地商业变现郝海生提到,通过商业航天做切入口,基于该种设计技术去辅助解决目前商业航天领域的一系列问题,是该技术的商业优势。

首先,民营航天与国有航天在资源与运作方式差异化并不突出。郝海生说道:“国有航天企业有自己传统的航天体系与设计方式,而民营航天在商业市场领域唯一的竞争优势在于生产航天器所花费的成本低。但是,当前商业航天核心上最大的问题就在如何实现成本的真正下降。”

其次,供应链成本大同小异。第三,生产成本也是考量的因素之一。目前民营航天的生产风险成本不低,生产成本高是因为它有质量管控等方面的成本消耗。在生产过程中,有任何一个地方出现任何一点纰漏,都会导致发射任务的失败。

郝海生提到,这套数字孪生设计技术,就可以有效帮助民营企业去解决如何有效降低成本的问题,让高成本的民营航天转变成低成本的民营航天。而这些与精航伟泰自己的业务优势也有紧密相关的联系,精航伟泰将成本分成三个主要核心部分:研发成本、供应链成本、生产成本。

在研发成本上,数字孪生技术可帮助航天企业降低人力资源的90%。结合当前社会科技发展的趋势,对于低端重复性工作,都将采用机器替代人力,卫星研发同样适用。以卫星姿态轨道控制软件为例,郝海生介绍道,从最开始的设计、到编码、测试等一系列流程下来,中间所需要的人力成本是大量的。而在数字孪生工具平台上,卫星设计所需要的编码都是机器自动生成、测试自动化同步进行,这也是一个映射过程。

郝海生告诉亿欧,精航伟泰的核心业务方向是基于数字孪生的商业航天产业互联。其中,基于数字孪生设计平台,有互联的地方,无论任何时间、任何地点都可以接入这套系统,不论是卫星或是无人机等飞行器都是可以去设计完成。因此,航天人才资源可以得到极大的解放。

在供应链成本上,在于降低工业级产品应用方面,如果使用宇航级、军工级的产品应用,成本非常高。而一些工业级器件的应用成本没有下降,是因为其质量保证成本与风险成本比较高。因此,精航伟泰还会承担航天的工业元器件的筛选测试以及在航天环境的验证服务等业务工作。

在未来,当经过可验证的工业级替代,使得供应链成本下降到一个量级的时候,对于整个航天产业链成本的下降将会带动企业达到一个非常具有竞争力优势的水平。

在生产成本上,主要有两部分组成,一个是真正实际发生的生产的费用,另一个是生产的风险成本。精航伟泰选择与优质的生产商去合作,完成航天器的批量化生产,将有效帮助航天企业解决降低其生产成本方面的问题。

“供应链+生产”,是精航伟泰将虚拟设计与实物制造相匹配到一致性落地实现的最佳手段。

郝海生提到,真正的大航天时代到来的时候,商业航天的市场需求将全面铺开,未来的航天器就像现在的汽车、一样,类如普通商品,这个时候的航天时代才会是真正被打开。而精航伟泰正在为整个航天产业链贡献自己的力量,助力国内商业航天不断进步。

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我们将采访30家商业航天领域优秀企业。如果您有合适的企业推荐,请先填写亿欧“2018全国商业航天30强”问卷调查表:,填写完成后,请及时联系亿欧杨阳(:ShinyYang1221)。

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