基于脉动式生产线的cubesat总装

1、-. z.基于脉动式生产线的CubeSat总装过程研究学生： 朱蓬勃 王宁宇 睿 贾雯娜 池雨灿 丰 学生*：1132130116 1131820208 1130410522 1131820206 1131820225 院系：航天学院控制科学与工程 航天工程与力学系 指导教师： 世杰 二一五年六月-. z.基于脉动式生产线的CubeSat总装过程研究工业大学 朱蓬勃 王宁宇 睿 贾雯娜 池雨灿 丰摘要：脉动式生产线的思想最开场起源于福特公司的汽车生产线，因为其优越的性质，良好的柔性控制，可以很好地完成生产任务。而在微小卫星需求量越来越大、小卫星模块化、集成化、平台化开展的今天，如何完成小卫星的

2、批量生产这成了我们亟待解决的问题。其中CubeSat小卫星就是代表。本文介绍了脉动式生产线的思想，计算方法，并在CubeSat上进展模拟，并且对整个总装过程进展分析评价，最后提出了所需要细化的问题和所需的方法。关键词：脉动式生产线 微小卫星 总装 CubeSat1脉动式生产线与精益生产思想脉 动 装 配 生 产 线 Pulse Assembly Lines最初从Ford 公司的移动式汽车生产线衍生而来，是连续移动装配生产线的过渡阶段， 不同的是脉动装配生产线可以设定缓冲时间， 对生产节拍要求不高， 当生产*个环节出现问题时，整个生产线可以不移动，或留给下个站位去解决，当飞机的装配工作全部完成时

3、，生产线就脉动一次。整条生产线由4 局部组成：脉动主体、 物流供应系统、 可视化管理系统、 技术支持。1脉动主体：站位设施、 对接定位设备、 可移动的装配设备等。2物流供应系统：AGV 车、 完备的配套和配送系统。3可视化管理系统：现场可视化系统、ERP 与 MES 无缝融合的信息管理系统、 工作现场的固定和移动终端。2生产线配置与柔性设计原理生产线配置首先是生产线平衡问题，生产线平衡问题研究如何安排生产线工位，即需要设置多少个工位和每个工位的作业容是什么。平衡的意义表达在每个工位的工作量相当。生产线平衡的目的是尽量使每个工位都处于繁忙状态，完成最多的操作量，闲置时间最少，以求生产线效率最优。

4、时下，为快速适应市场需求的变化，生产方式的灵活性和可变性正越来越受到企业的重视。柔性生产的思想正是为了快速适应市场需求的变化而产生的。柔性生产是指企业通过变革生产方式，以快速对应市场需求变化的一系列方法。柔性生产是关于生产方式的一种理念，而不是一门技术，没有一种普遍适用的柔性生产方式。实现柔性生产需要的是不断改善的意识，并没有什么必须要掌握的关于柔性生产的技术。同样具有柔性生产理念的企业，实现柔性生产的方式却并不一定一样。2.1生产线平衡2.1.1三个根本概念生产节拍是相邻两个产品通过生产线尾端的时间间隔，即每隔多长时间有一件产品从生产线流出。其计算公式为：根本作业单元是生产线上不能再分解的动

5、作，如果再分解，就产生多余动作。生产线效率是衡量生产线平衡优劣的指标，为总有效时间占总付出时间的百分比，闲置时间越少生产线效率越高。生产线效率的计算公式为：2.1.2生产线平衡步骤生产线平衡的步骤如下：1用一个流程图表示出根本动作的先后关系。流程图由圆圈和箭头组成，圆圈代表一个根本作业单元，箭头表示作业顺序。2计算生产节拍C3用下面的公式计算出所需要的工位数N：结果取不小于计算值的最小整数。计算出的工位数为理论上满足要求的最少工位数。4向第一个工位分配根本作业单元，一次一项，逐项增加，直到完成作业的时间等于节拍，或由于受作业时间或操作次序的限制其他根本作业单元不能再增加为止。 重复这个过程向第

6、二个工位分配作业，然后是第三个工位，直到将所有根本作业单元分配完毕。分配作业时，首先分配具有第一特征的根本作业单元，假设有问题，则分配具有第二特征的根本作业单元。其中第一特征为：具有最多后续作业；第二特征为：持续时间最长。5计算效率，评价生产线平衡效果。6如果结果不如人意，进一步调整生产线的平衡。2.1.3生产线平衡计算方法举例*型玩具车要在一个传送带上组装，每天生产1000台，每天的生产时间是8小时， 图表1列出了组装的根本作业单元和时间：根本动作时间秒动作描述必须提前的作业A23组装车体支架B6安装前后轴AC5拧紧支架螺钉BD27组装传动组件E9安装电路板DF7安装前轮CG7安装后轮CH7

7、安装遥控组件EI7安装马达EJ5总装，拧紧4个螺钉F、G、H、IK5测试J总时间T108图表1 *型玩具车组装的根本作业单元和时间 下面我们看看如何按以上介绍的规则来配置玩具车的组装生产线。第一步：画流程图图表2以流程图的形式反映了图表1中各根本作业单元的次序关系。图表2 *型玩具车组装作业流程图 G第二步：计算生产节拍计算时将每天的工作时间换算成秒，因为作业时间是以秒表示的。第三步：计算工位数这是计算出的工位数的理论值，实际数量可能会大一些。第四步：向工位分配作业各根本作业单元后续作业数量如图表3所示：根本作业单元ABCDEFGHIJK后续作业数量65454222210图表3 各根本作业单元

8、后续作业数量 向各工位分配作业的过程如图表4所示：工位作业作业时间秒剩余时间秒可安排的紧后作业紧后作业最多的作业持续时间最长的作业工位1A235.8空闲无工位2D271.8空闲无工位3B622.8C、EC、EEE913.8C、H、ICC58.8F、G、H、IF、G、H、IF、G、H、IF注71.8空闲无工位4G721.8H、IH、IH、IH注714.8II77.8JJ52.8空闲无工位5K523.8空闲无注：假设最长时间相等，任选一项作业。图表4 向各工位分配作业的过程第五步：计算效率：效率为75%意味着生产线不平衡或闲置时间达25%，共有36秒的闲置时间28.85112，最轻松的工位是工位5

9、。第六步：进一步调整生产线的平衡能不能得到一个更好的平衡方案呢？在本例中，答案是肯定的。在本例中，将第一特征和第二特征交换，就会得到一个更好的方案。进一步调整生产线平衡可能采取的方法还有进展作业分解和采取柔性生产布置等。2.1.4作业分解最长的根本作业单元时间决定了生产节拍的最小可能值。最长的根本作业单元时间就是生产节拍的下限，除非有可能将作业分解到两个或更多的工位上去。考虑下面的例子，假设一条生产线的根本作业单元的时间分别为：25秒、42秒、17秒、15秒、22秒、18秒、9秒、15秒、27秒，生产线每天运行8小时，每天的产量为800台。满足800台/天产量的生产节拍是36秒86060/80

10、0，现在面临的问题是有一个根本作业单元的时间是42秒，大于36秒，应该怎么办呢？有许多方法可以使42秒的作业适合36秒的节拍。可能采用的方法如下：1作业分解将这个作业分配到两个工位上，虽然会产生多余动作。2作业共享让相邻的工位对该作业进展一点共享，这样相邻的工位就能帮助完成一局部作业。作业共享与作业分解不同，对于作业共享而言，相邻工位只是提供帮助，而不是独立完成作业的*一局部。3设立平行工位将作业分配给两个平行操作的工位。4聘用操作技能高的工人聘用操作技能高的工人也许能满足36秒的要求。 5加班以42秒每台的速度每天能生产685台，比800台少115台，生产115台需要加班约80分钟11542

11、/60。 6改良设计对产品设计进展改良使作业时间稍微减少是有可能的。其他减少作业时间的方法包括设备改良、生产线设立备用人员、改良材料以及由多技能的工人组成团队来操作生产线而不是让生产线的工人各负其责。2.2生产线布置2.2.1直线型与U型生产线以上生产线平衡事例对工位的配置结果如图表5所示，这是直线型生产线布置，是最常见的一种生产线布置方式。ADBECFGHIJK图表5 直线型生产线布置如果将以上事例的生产线布置成U型，将得到图表6所示的布置。ABECFJIHGKD图表6 U型生产线布置在以上生产线平衡事例中，将生产线布置成U型使5个工位减少为4个，因为A、K两个作业可以由一个人来完成。U型生

12、产线布置是柔性生产和精益生产中经常采用的一种生产线布置方式。U型生产线布置让生产线拐个弯，将生产线上的物品投入口和输出口放在一个地点。相对于将物品投入口和输出口分开的直线型生产线布置，它有如下优点：为生产线的平衡提供更多的可能性；随生产线流动的产品托板、工夹具等流回到起点，减少了搬送作业；一人进展多项操作时，有利于减少人员走动；不用安排不同的人进展投入材料和收集成品的工作；物流路线更加顺畅。有时将U型生产线的首尾连在一起，成为O型生产线，进一步减少产品托板和工夹具等的搬送。2.2.2便于作业共享的生产线布置作业共享，即相邻工位的员工互相提供帮助，能起到自动平衡生产线的作用。因此，在工位的安排上

13、要注意不要将员工隔离或封闭起来，应该为作业共享创造条件，如图表7所示。图表7 有利于作业共享的生产线布置2.3 柔性生产2.3.1柔性生产的特点柔性是指企业能根据市场需求的变化，快速提高和降低产能、变换产品品种的能力。大型生产线产能固定，为制造特定产品而设置，因而不具有柔性。柔性生产是相对于大型生产线难以变动的刚性而言，更具有灵活性和可变性。柔性生产通常具有以下特点：1生产线较小柔性生产的主要特点可以用一个字来概括，那就是小，小才具有灵活性。设置多条独立工作的小型生产线来代替一条大型生产线，当产品需求量增加或减少时，可以很容易地通过复制或撤除小型生产线来加以对应。同时，用多条小型生产线来代替一

14、条大型生产线，也为多品种同时生产提供了更有效的手段。因此，实现柔性生产的主要方法，就是将生产线小型化。撇开柔性生产而言，缩短生产线也应该是工厂改善的重点。从生产线平衡的角度看，人数越多的生产线越难以平衡，其效率通常是不高的。生产线越长、人数越多也意味着有更多的在制品在生产线上，这也必然影响到生产效率和生产本钱。而且生产线上的人数越多，出错误的时机也越多，就将导致越多的质量问题和越多的停机时间。2低本钱设置生产线低本钱设置生产线是生产柔性的要求。如果生产线是花大价钱设置的，要进展复制、撤除或改动就不是则容易了，生产方式也就失去了柔性。到一些实现柔性生产的工厂去参观，可能发现他们的生产线很简陋，有

15、的甚至是在以类似作坊的方式进展生产，不能认为那样的生产方式就是落后的，对此种现象需要以柔性生产的眼光来对待。低本钱设置生产线除了要求组建生产线的材料要简单、廉价，而且要求材料尽可能具有通用性，方便生产线变动时重复使用。3持续变革生产方式柔性生产是为了快速对应市场需求的变化，市场需求的不断变化要求企业的生产方式也相应做出调整。企业所采用的柔性生产方式本身并不是一成不变的，需要进展改良甚至创造新的柔性生产方式以适应市场的变化。每个企业的实际情况都不一样，没有一种普遍适用的柔性生产方式。企业柔性生产的实现，需要结合本企业的生产特点和面临的市场环境等实际情况，创造性地建立适合本企业的生产方式，并不断进

16、展改良。良好的现场改善气氛对企业柔性生产的实现是有很大帮助的。成功实现柔性生产的工厂，生产线上的许多改善装置常常就是出自现场员工之手。2.3.2单元生产单元生产Cell Manufacturing是生产线小型化的产物。当设置多条小型生产线来代替大型生产线，且每条小型生产线都能独立完成大型生产线的工作时，这样的一条小型生产线就是一个生产单元。单元生产是最常见的一种柔性生产方式。单元生产的优点不仅在于方便复制和撤除，为快速对应产量的变化提供了可能，同时，以多个生产单元来代替一条大型生产线，也方便了多品种同时生产。实行单元生产要求单元的工人必须受过更好的训练，能够完成多种操作。由于单元生产是每个单元

17、独立完成工作的，因此每个单元都需要使用全套的工具和检测设备，以单元化的方式取代同样产能的一条生产线，可能需要更高的投资。为降低单元设置费用，除了尽量使用简单、廉价，且具有通用性的材料外，可考虑将高价值的工具和检测设备在两个以上单元之间共用。工厂产品市场需求的变化通常在一个区间，由固定局部和变动局部组成。工厂实行柔性生产时，根据实际情况，可以采用既有生产线和生产单元相结合的形式，将固定产量局部在既有生产线上生产，变动局部在单元生产。将生产线小型化做到极至，就是一人生产方式。在一人生产方式中，一个工人完成组装产品或产品的一个组件的全部操作。当产品或组件组装的工序较少，且产量不大时，一人生产方式因其

18、极好的灵活性在特定情况下也是适用的。一人生产方式也有生产线和工位，工人通过在各工位之间顺序移动完成产品或组件的组装。为便于工人在工位间移动，一人生产方式通常采用站立式作业，并常常将生产线设置成U型或O型，以减少工人的移动和产品托板、工夹具等的搬送。一种变型的一人生产方式是巡回生产方式。在巡回生产方式中，一个工人独立完成组装产品或组件的全部操作，但多个工人同时在生产线上进展一样的作业。3 卫星构造及其装配3.1 卫星构造卫星都是由有效载荷和平台两局部组成。有效载荷是卫星的核心局部，随卫星不同用途而异，功能不一按其功能一般可分为通信播送、对地观测、导航定位、科学探测和技术试验五大类，实际上每一大类

19、中具体的有效载荷的功能、性能也很不一样。有效载荷的品种多，技术更新快，假设单独生产较为繁琐，因此提出标准化生产的概念，其中平台标准化比拟容易实现。国外的空间工业部门，特别是一些主要的空间制造商，经过多年的实践已推出一批标准化的平台。平台是由星载各效劳系统组合而成的一个舱段或几个舱段，例如：效劳舱、有效载荷舱(不含有效载荷)、推进舱、返回舱等(如下所示)：图表8 卫星构造要想对卫星进展流水线生产，需要了解卫星的构造，从而确定其装配的顺序，合理分配工位，实现脉动式流水线生产。卫星装配中必不可少的系统有：电源系统、构造系统、姿轨控系统、热控系统、有效载荷。3.1.1构造系统根据卫星的性能、使用、制造

20、等要求，我们选择适宜的卫星构造形式和材料。构造构型的选择主要是从性能要求、使用要求、制造要求和本钱要求等方面考虑。微小卫星的构型目前常见的有箱板式、桁架式、中心承力筒式和多层箱体组合叠放构造等几种。箱板式构造：壁板既可以为卫星提供外部轮廓，同时担当主承力构造以及安装界面，此构型具有构造简单，部空间充裕，造价低廉等优点，但也存在强度缺乏的情况，在选用此构造形式时可考虑与桁架式构造混合使用，来弥补箱板式构造强度缺乏的缺陷，并且也可解决单独使用桁架式构造重量过大的问题。中心承力筒构造：可将其看作是一个圆柱形的壳体，以此作为卫星的主承力构造，由于承力筒重量过大，构造较为复杂，空间布局形式不够理想等原因

21、很少应用在微小卫星上。多层箱体组合叠放构造：采用多个大小一样的方形箱体堆放在一起，并用金属杆件进展固定连接的形式，它的好处在于将整个机构采用模块化的形式进展设计，这样既能提高灵活性又能降低制造本钱。图表9 卫星构造构型 3.1.2电源系统电源系统由太阳电池阵、储能蓄电池组、电源控制器组成。太阳电池阵为电源系统的发电装置，由于微小卫星体积小、重量轻，整星没有轨道控制系统，因此其太阳电池阵供电系统一般采用光电转换效率较高的体装式太阳电池阵。储能蓄电池组负责在卫星进入阴影期时为卫星提供能源，由于微小卫星根本为低轨道卫星，轨道周期较短，一般为 90 分钟左右，每圈都有阴影期，为 30 分钟左右，每圈可

22、供充电的时间较短。而且，低轨道卫星的有效载荷往往仅在特定区域或特定时间开机，有较屡次的短期负载，因此蓄电池组必须选用比能量较高的蓄电池组。电源控制器是电源系统的核心部件，它提供电源系统的供电母线，在光照区完成对太阳电池阵输出功率进展调节，在地影区对蓄电池组实施充放电控制以及保护等等，提供电源系统与其他分系统及地面支持设备的接口，完成遥测信号的取样及预处理，承受并执行遥控指令及地面有线指令。微小卫星由于系统比拟简单，因此将卫星的配电系统与供电系统合二为一，统一为电源系统，因此，电源系统设计中还包括配电器单元电路。3.1.3热控系统卫星热控系统分为主动热控和被动热控。在被动热控中，运用比拟广泛的是

23、热控涂层，采用高吸收发射比的热控涂层来提高卫星整体和热控面的温度水平，采用 S-781 白漆以及石英玻璃镀铝二次外表镜来加强散热面的散热效果以及采用高发射率的热控涂层来加强星辐射换热等等，实践说明这些热控涂层都到达了预期的效果。此外为了减少外热流的影响，大局部卫星在外外表粘贴多层隔热材料Multi-layer heat insulition 简称MLI。随着卫星技术的日益开展，特别是一些对温度及温度梯度要求很高的仪器设备的采用，这时单独的被动热控不能很好地解决问题，于是主动热控就成为一种有益的补充，它能到达很高的控制精度。对氢镍电池组采用电加热器主动控温的方法，在轨飞行验证：四块 Cd-Ni

24、蓄电池一直稳定工作在 36的最正确温度，电池块之间的温差小于 2，远远满足-515的设计要求；航天技术研究院的小翔用毛细回路技术Capillary Pumped Loop 简称CPL对风云一号C 星的氢镍电池组进展主动热控，卫星在轨运行测试说明：卫星温度处于最正确状态，镉镍电池组的温度控制在49的围，6台镉镍电池组之间温差小于3，满足镉镍电池组的特殊温度要求。等温化设计可以改善舱仪器设备间的换热，减小温差，另一方面能减小个别仪器设备热功耗的变化引起的温度波动，当仪器设备进展调换时，也不会因热功耗或尺寸的不同，带来较大的温度变化，这对于公用平台的设计，适应有效载荷的变化，具有实际意义。这其中主要

25、有以下几种实现方式： 1热控涂层的应用：在卫星部所有外侧壁板的外表和仪器的外外表都喷涂高发射率的涂层有助于加强卫星部地辐射换热效果，这从一定程度上降低了卫星部地温度差异。红三号采用了这种方式。2热管的应用：热管在卫星热控系统中被广泛地应用，它可以布置在仪器的安装位置下面，预埋在安装仪器的蜂窝板夹层，起到拉平蜂窝板温度的效果。在神舟号飞船的热设计过热管设计来减少返回舱的周向温差。热管还可以布置在卫星本体的侧壁上，从而可以降低卫星本体面和背阳面之间的温差。 3导热填充材料的应用：对于热功耗比拟大的仪器设备来说，其底面和安装板之间的接触热阻比拟大，此时可以在这类仪器设备的底面和安装板之间填充导热填料

26、来降低接触热阻，可以起到比拟好的效果。4多层隔热材料的应用：多层隔热材料用于等温化设计的一个比拟突出的例便是在卫星本体的外外表布置多层隔热材料，可以在很大程度上降低空间外热流对卫星温度场的影响。此外，流体循环换热回路以及毛细抽吸两相环(CPL)都在卫星的等温化设计中也得到了比拟广泛的应用。3.1.4姿轨控系统卫星姿轨控系统是整个卫星系统的重要组成局部，是一个嵌入式实时控制系统。它不同于一般的控制系统，该系统复杂，要求较高的可靠性。图表10 姿轨控系统构造姿轨控系统主要包括敏感器 、控制计算机和执行机构。常见的姿轨控敏感器有：地球敏感器红外、紫外、太阳敏感器、星敏感器、载波相位查分GPS磁强计、

27、陀螺等。姿轨控计算机采集、处理敏感器信号，根据控制算法产生执行机构的驱动信号，使得在有外界扰动的情况下，卫星仍满足姿态及轨道要求，实现姿态确定与姿态稳定控制，提供高精度的姿态测量数据，完成正常轨道运行期间的姿态稳定控制，克制由于轨道维持及轨道机动所产生的姿态扰动，将姿态角和姿态角速率控制在任务要求的围。姿态轨道控制的执行可以通过喷气控制和飞轮控制来完成。3.2卫星装配卫星总装实施过程分为组件、部件总装，功能组建总装，舱段总装和整星总装。下列图为*卫星的总装过程：图表11 *卫星总装过程该卫星的总装流程主要由构造壳体装配、单机装配、电缆装配等组成。在卫星CubeSat的装配中，同理根据卫星构造及

28、其平台设计总装流程，分配工位，从而实现脉动式流水线生产。4 CubeSat简介及模拟总装过程4.1 CubeSat卫星CubeSat卫星虽然体积小，但大卫星需要的系统它身上也都有，包括星务管理、通信、电源、姿态确定与控制、构造热控、载荷等。不同的卫星任务决定了星上载荷的不同，从而对其他分系统的要求也不同，会根据具体的情况进展不同的设计。比方载荷的体积较大，就要选择2U或者3U的卫星，耗电量较大的载荷就需要增加太阳能帆板等。对于脉动试生产线实际应用过程中，其在波音公司的成功实现是举世瞩目的，在CubeSat装配过程中，其也可以使用并仿照波音公司的脉动式装配生产线。在小卫星装配过程中，可以将小卫星

29、的装配划分成构造系统、电源系统等多个离散的工作区，使其在整个装配线的移动过程中，每脉动一次，即可完成一定的装配工作，从而实现整个装配过程的脉动生产。而且在小卫星装配过程中，其接收到的每一个部件，如整体构造，有效载荷，制导系统都是相当于成品，及其部件不仅构造完整，而且相应的线路，电缆等都已经安装好，是典型的模块化装配。脉动式生产线在装配过程中，核心思想是精益化制造，CubeSat小卫星也可按照精益化生产线原则进展布局，使得零部件、工艺装备、材料和人员都准确到达生产线所需要的使用地点。所以，在CubeSat小卫星的装配制造过程中，应用脉动式装配生产线是具有可行性的。应用脉动式生产线进展小卫星装配时

30、，对于制造型企业而言，如果是按照流水线式的生产方式，其必然是成批生产，成批移动；在成批生产条件下，生产具有重复性，产品品种较少，每种产品的产量较多，形成多品种周期性的轮番生产的特点。而在脉动式生产线的单件生产，单件移动的条件下，即按照工作流程将作业场地、设备作业台合理配置，一般划分为几个工作段，产品在每个工作段生产时，零件一个一个地经过各种工作地进展加工、移动，不是一批一批地加工、移动，每个工序最多只有一个在制品或成品。在每个工作段中从生产开场到完成之前，没有在制品放置场地及入箱包装的作业。作业人员随着在制品走，从作业区的第一个工序到最后一个工序都是该作业人员操作。事实上如果产品按从原材料到成

31、品的过程连续来生产的话，即单件流动，工作能更好、更有效地完成。在单件流动中，因为在每个工段中各工序衔接在一起，前工序做完一个在制品，就可立即流到下一工序继续加工，所以工序间几乎没有搬运距离，也没有在制品，因此在制品数量可以大幅度降低，生产空间也跟着减少了。不良品一旦发生，就可立即发现，而且很容易地确认出是由哪一台机器、哪一个作业者做出来的。这有助于消除不良品。更重要的是生产周期大幅度缩短，更能满足市场多变的需求。由于不必为每台设备单独设置人口存放处和出口存放处，场地也节省了许多。在脉动式生产的核心精益式生产的推动下，企业利用其所有资源尽力控制产品生产制造装配过程中的非增益活动，从而使产业价值链

32、的各个环节都得到改善。经过波音公司的实践过程，脉动式生产线在以下方面已经有无数的实践证明是取得成效的：库存大幅降低，生产周期减短，质量稳定提高，各种资源能源、空间、材料、人力等的使用效率提高，各种浪费减少、生产本钱下降，企业利润增加。同时，员工士气、企业文化、领导力、生产技术都在实施中得到提升，最终增强了企业的竞争力。对于效劳型企业而言，提升企业部流程效率，做到对顾客需求的快速反响，可以缩短缩短从顾客需求产生到实现的过程时间，大大提高了顾客满意度，从而稳定和不断扩展市场占有率。在CubeSat小卫星在装配的过程中，针对于其在装配过程中，产品种类众多，制造技术专业复杂，而且在装配过程中同一机型上

33、不同子系统中的机电类产品都具有复杂的分类，不同类别产品的构造和制造工艺差异巨大，生产线规划和组织困难；产品转换频繁，生产管控困难，航空机电产品每年都有多个机型上千种机电产品的生产配套要求，各产品交付节点不同，且随着国际环境的变化，新机型科研任务的陆续上马，产品生产周期变得越来越短，给企业制造方案的制订、制造资源的分配以及生产组织管控提出了严峻的挑战；采用固定式装配模式，生产效率较低，而且在整个装配生产过程中过度依赖工人技能，质量保证水平低，由单人或同一班组完成所有工序的装配工作，对装配人员要求较高，由于不同操作人员对产品装配过程的理解存在差异，操作技能水平参差不齐，造成产品的装配流程不稳定，致

34、使产品装配质量不稳定。鉴于上述现实问题，传统的生产流水线方式已不再适用于现在的CubeSat小卫星的装配生产，所以实行脉动式装配生产线是十分必要的。4.2总装流程计算与模拟经多方查找资料，得出总装表格如下，按照二所介绍的方法，进展装配工位分配。图表12 CubeSat的部件划分及推演的加工时间按照所介绍的方法，模拟加工过程。结论如下：当只考虑第一条件时，最多工位到达6个，生产率为66.7%。重新考虑第二特征，就能明显优化生产线，提高生产率到达80%，但是此生产线依然是流水型的，并没有出现目标中的u型生产线优化。生产节拍即脉动一次时间为9.75utime，需要4个工位，有效时间为39utime。

35、模拟装配过程图如下，具体过程见装配视频。5 补充说明5.1 研究的颗粒度我们关于CubeSat的装配工位划分时，只停留在比拟大的模块层面来划分，颗粒度较大。实际装配过程中，比方说推进板局部，这局部是系统下的小模块，总装过程只考虑把推进板装在总体上，而不考虑推进板本身的总装过程。因为分系统自己的装配可以在总装之前完成，我们只给出一个参考的装配表格。关于更细化的装配过程，可通过蚁群算法来实现。5.2蚁群算法原理首先，蚂蚁在前行的过程中要能尽量保持*种惯性，这样使得蚂蚁尽量向前方移动开场，这个前方是随机固定的一个方向，而不是原地无谓的打转或者震动；其次，蚂蚁要有一定的随机性，虽然有了固定的方向，但它

36、也不能像粒子一样直线运动下去，而是有一个随机的干扰。这样就使得蚂蚁运动起来具有了一定的目的性，尽量保持原来的方向，但又有新的试探，尤其当碰到障碍物的时候它会立即改变方向，这可以看成一种选择的过程，也就是环境的障碍物让蚂蚁的*个方向正确，而其他方向则不对。当然，在有一只蚂蚁找到了食物的时候，大局部蚂蚁会沿着信息素很快找到食物的。但不排除会出现这样的情况：在最初的时候，一局部蚂蚁通过随机选择了同一条路径，随着这条路径上蚂蚁释放的信息素越来越多，更多的蚂蚁也选择这条路径，但这条路径并不是最优即最短的，所以，导致了迭代次数完成后，蚂蚁找到的不是最优解，而是次优解，这种情况下的结果可能对实际应用的意义就

37、不大了。蚂蚁如何找到最短路径的？这一是要归功于信息素，另外要归功于环境，具体说是计算机时钟。信息素多的地方显然经过这里的蚂蚁会多，因而会有更多的蚂蚁聚集过来。假设有两条路从窝通向食物，开场的时候，走这两条路的蚂蚁数量同样多或者较长的路上蚂蚁多，这也无关紧要。当蚂蚁沿着一条路到达终点以后会马上返回来，这样，短的路蚂蚁来回一次的时间就短，这也意味着重复的频率就快，因而在单位时间里走过的蚂蚁数目就多，洒下的信息素自然也会多，自然会有更多的蚂蚁被吸引过来，从而洒下更多的信息素；而长的路正相反，因此，越来越多地蚂蚁聚集到较短的路径上来，最短的路径就近似找到了。蚂蚁在一定情况下也会犯错误，也就是它会按照一

38、定的概率不往信息素高的地方走而另辟蹊径，这可以理解为一种创新，这种创新如果能缩短路途，则根据刚刚表达的原理，更多的蚂蚁会被吸引过来。5.3 蚁群算法的应用针对于CubeSat小卫星的装配，使用蚁群算时，可以先用数字化系统进展模拟，从一开场在对装配路径进展模拟时，首先让程序蚂蚁对装配生产线的路径进展遍历，每进展一步，便会对所经历的路径留下一个标志进展计数，当遍历完了后程序蚂蚁会沿原路返回，继续作为一个新的程序蚂蚁进展遍历，以此方式在装配生产线中遍历，经过一段时间，会出现一条被标记最多的线路就是我们所要的最短线路，这条路径便是我们所要的最短路径。当装配生产线很长的时候，程序蚂蚁的遍历就可能不会遍历到尽头便会发现一条有足够多的标记的线路，这条不完整的线路的已遍历局部便可能是想要的最短路径的一局部，在此路径的结尾可以重新开场继续向下遍历，从而得到一段段的相对最短，从而连接得到一条线路，这条线路可能不是最短线路，是次优解，但在实际的生产加工过程中可以先沿用这条路径，在生产经历中在对装配生产的路径进展进一步的完善和改良，从而得到更加准确更加短的路径。5.4 精益管理精少投入、少消耗资源、少花时间，尤其是要减少不可再生资源的投入和消耗，高质量。益多产出经济效益，实现企业升级的目标。更加，精益求精。精益企业的概念始创