МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СБОРКИ, ИНТЕГРАЦИИ И ИСПЫТАНИЙ
ЧЕТЫРЕХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ СВЯЗИ
НА СБОРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
ОАО «ГАЗПРОМ КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»
АННОТАЦИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЛИК И ОСНОВНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СПКА.... 8
1.1 Цель и задачи СПКА 8
1.2 Облик СПКА 10
1.3 Основное технологическое оборудование СПКА 14
1.3.1 Термовакуумная камера 14
1.3.2 Вибростенд 17
1.3.3 Реверберационная акустическая камера (РАК) 20
1.3.4 Система обработки данных механических и термовакуумных
испытаний 23
1.3.5 Стенд для измерения массово-инерционных характеристик 25
1.3.6 Стенд раскрытия солнечных батарей 26
1.3.7 БЭК и испытательный комплекс на основе сканера ближнего поля 28
1.3.8 Технологическое подъемно-транспортное оборудование 32
1.4 Выводы по главе 36
2 ПРОЦЕСС СБОРКИ, ИНТЕГРАЦИИ И ИСПЫТАНИЙ КА СВЯЗИ В СПКА ..
37
2.1. Процесс сборки, интеграции и испытаний типового КА связи 37
2.1.1 Работы на уровне модулей 39
2.1.2 Начальная сборка и интеграция КА 56
2.1.3 Начальные электрические испытания КА 56
2.1.4 Испытания в ТВК 56
2.1.5 Подготовка к испытаниям на механические воздействия 61
2.1.6 Испытания на механические воздействия 61
2.1.7 Проверка состояния КА после испытаний на механическое
воздействие 63
2.1.8 Электрические испытания после механических испытаний 64
2.1.9 Заключительные операции с КА перед отправкой на полигон 66
2.2 Выводы по главе 66
3 АНАЛИЗ ЗАГРУЗКИ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ СПКА ПРИ СОЗДАНИИ ЧЕТЫРЕХ КА СВЯЗИ 68
3.1 Оценка загрузки основного технологического оборудования СПКА при
создании четырех КА связи 68
3.1.1 Начальная сборка и интеграция КА 68
3.1.2 Начальные электрические испытания КА 69
3.1.3 Сборка КА и подготовка к ТВИ 69
3.1.4 Термовакуумные испытания (ТВИ) 70
3.1.5 Сборка КА и подготовка к механическим испытаниям 71
3.1.6 Испытания на механическое воздействие 72
3.1.7 Проверка систем после механических испытаний 73
3.1.8 Электрические испытания после механических испытаний 74
3.1.9 Испытание КА в безэховой камере 74
3.1.10 Заключительные операции с КА перед отправкой на полигон 75
3.2 Выводы по главе 76
4 АНАЛИЗ ЗАГРУЗКИ ПЕРСОНАЛА КОНСТРУКТОРСКОГО БЮРО И
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЕРСОНАЛА СПКА ПРИ СОЗДАНИИ ЧЕТЫРЕХ КА СВЯЗИ 78
4.1 Оценка необходимого количества персонала конструкторского бюро
СПКА при создании четырех КА связи 80
4.1.1 Команда по КА 80
4.1.2 Команда по МПН 83
4.1.3 Служба качества проектирования 84
4.2 Оценка необходимого количества производственного персонала в СПКА
при создании четырех КА связи 85
4.2.1 Персонал технологической подготовки производства 86
4.2.2 Персонал сборочного участка 86
4.2.3 Персонал испытательного участка 89
4.2.4 Персонал отдела технического контроля 91
4.3 Выводы по главе 93
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СБОРКИ, ИНТЕГРАЦИИ И ИСПЫТАНИЙ ЧЕТЫРЕХ КА В СПКА 94
5.1 Процесс сборки интеграции и испытания четырех КА связи 95
5.1.1 Загрузка основного технологического оборудования при создании
четырех КА связи 97
5.1.2 Загрузка персонала КБ и производственного персонала при создании
четырех КА связи 98
5.2 Выводы по главе 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 102
Открытое акционерное общество «Газпром космические системы» (Далее - ГКС) — дочерняя компания ПАО «Газпром», осуществляет космическую деятельность в области создания и эксплуатации телекоммуникационных и геоинформационных систем в интересах компаний Группы Газпром и других потребителей
ГКС создал, эксплуатирует и развивает систему спутниковой связи и вещания «Ямал», разрабатывает технологически новую для России систему аэрокосмического мониторинга «СМОТР», оказывает телекоммуникационные и геоинформационные услуги.
ГКС является одним из двух российских национальных спутниковых операторов и входит в группу из примерно сорока спутниковых операторов, существующих в мире, сотрудничая и имея общие проекты с такими крупными корпорациями как Thales Alenia Space по созданию космических аппаратов (Далее - КА) «Ямал-402» и «Ямал-601», и АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва (Далее - ИСС) по проектам «Ямал-300К» и «Ямал-401» [9].
Компания имеет долгосрочную программу развития до 2020 года и предусматривает:
1. Развитие системы спутниковой связи и вещания «Ямал»;
2. Создание и развитие системы аэрокосмического мониторинга «СМОТР»;
3. Создание сборочного производства космических аппаратов (Далее- СПКА).
Актуальность задачи создания СПКА состоит в том, что проект по строительству современной и высокотехнологичной инфраструктуры является наукоемким, высокотехнологичным и экономически эффективным.
Реализация данного проекта позволит повысить уровень социального развития в Московском регионе, где планируется строительство инфраструктуры СПКА. Проект по созданию СПКА, является социально значимым еще с точки зрения создания новых рабочих мест и усовершенствования региональной инфраструктуры, что очень важно для экономического развития Российской Федерации. Следует отметить, что эффект от реализации проекта по созданию СПКА будет значимым не только для Российской Федерации, но и для мирового рынка спутниковых услуг, поскольку за счет увеличения объемов рынка услуг связи и ДЗЗ, наша страна сможет увеличить своё присутствие на международном рынке аэрокосмических технологий и составить конкуренцию западным компаниям, которые сейчас являются неоспоримыми лидерами в данной сфере. Подобная политика компании приведёт к усовершенствованию технологий и большому шагу в мире инноваций, высокоинтеллектуального производства и науки в целом.
Цель и задачи магистерской диссертации
Главной целью магистерской диссертации является определение оптимальной работы СПКА при создании четырех КА связи.
В соответствии с целью, в рамках данной работы должны быть решены следующие основные задачи:
1. Анализ последовательности работ по сборке, интеграции и испытаниям при создании четырех КА связи;
2. Анализ загрузки основного технологического оборудования СПКА при создании четырех КА связи;
3. Анализ загрузки сотрудников конструкторского бюро и производственного персонала СПКА при создании четырех КА связи.
4. Моделирование процесса сборки, интеграции и испытаний четырех КА связи в СПКА.
В соответствии с поставленной целью, были рассмотрены и решены следующие задачи: привести в соответствие с задачами
1. Проведен анализ последовательности работ по сборке, интеграции и испытанию четырех КА связи. Представленная последовательность работ по сборке, интеграции и испытанию четырех КА связи является оптимальной, так как в ней выстроены работы таким образом, чтобы выявить и устранить все дефекты работ по сборке, интеграции и испытанию КА связи на ранней стадии.
2. Проведен анализ загрузки основного технологического оборудования (ОТО) при создании четырех КА связи. Было выявлено, что количество ОТО как для одного КА, так и для четырех КА является идентичным, за исключением подъемно-транспортного оборудования. При создании четырех КА подъемно-транспортное оборудование задействуется одновременно на нескольких КА, поэтому требуется увеличение количества подъемно-транспортного оборудования. В свою очередь, ТВК, вибростенд, РАК, стенд раскрытия СБ, БЭК и система обработки данных испытаний способны проводить испытания одновременно только с одним КА, поэтому их количество как при создании 1 КА, так и при 4 КА остается неизменным.
3. Проведен анализ загрузки работ персонала КБ и производственного персонала. Определено, что для создания четырех КА связи необходимо 154 человека персонала КБ и 72 человека производственного персонала. При этом состав персонала вспомогательных подразделений, задействованных в проектах не изменятся
4. Проведено моделирование процесса сборки, интеграции и испытания четырех КА связи. В результате чего была определена оптимальная работа СПКА при создании четырех КА связи.
1. Севастьянов Н.Н. Основы управления надежностью космических аппаратов с длительными сроками эксплуатации / Н.Н. Севастьянов, А.И. Андреев. - Томск: Издательский Дом ТГУ, 2015. - 266 с.
2. Суханов Н. А. Принципы построения бортовых комплексов управления автоматических космических аппаратов / Н. А. Суханов, В. Н. Платонов, И. В. Орловский, О. С. Котов, С. Г. Самсонов, В. Г. Беркут // Проблемы управления. — 2004.— № 3.— С. 62-66.
3. Беляков И.Т. Технология сборки и испытаний космических аппаратов: Учебник для высших технических заведений / И.Т. Беляков, И.А. Зернов, Е.Г. Антонов и др.; Под общ. ред. И.Т. Белякова и И.А. Зернова. - М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.
4. Беляков И.Т., Борисов Ю.Д. Технологические проблемы проектирования летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978. 240 с.
5. Фролов Е.С. Вакуумная техника: Справочник/Е.С. Фролов,
В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова; Под общ. ред. Е.Ф. Фролова, В.Е. Минайчева. М.: Машиностроение, 1985. 360 с.
6. Камалов В.С. Производство космических аппаратов.
М.: Машиностроение, 1982. 280 с.
7. Чернышев А. В. Технология монтажа, отработки, испытаний и контроля бортовых систем летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1977. 333 с.
8. Орлов А.Г., Севастьянов Н.Н. Бортовой ретрансляционный комплекс спутника связи. Принципы работы, построение, параметры / науч.ред. В.Н. Бранец. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2014. - 208 с.
9. Газпром космические системы [Электронный ресурс].
URL: http://www.gazprom-spacesystems.ru/ru/ (Дата обращения: 25.05.2016).
10. FindPatent, патентный поиск [Электронный ресурс].
URL: http://www.findpatent.ru/patent/244/2447000.html (Дата обращения:
16.02.2016).
11. Центр автономных источников питания [Электронный ресурс]. URL: http://freepower.pro/maketechnology.html (Дата обращения: 16.02.2016).
12. FindPatent, патентный поиск [Электронный ресурс].
URL: http://www.findpatent.ru/patent/254/2548316.html (Дата обращения:
25.02.2016).