http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 07:58:43 來源:中國機器人網
據美國《航空周刊》5月6日報道,為了在市場份額的爭奪戰中取得更好的成績,空中客車公司頻頻打出技術牌。目前,該公司在這方麵已經做到與波音水平相當;所以,現在他們已經開始轉向追求先進的製造技術,以確保能夠充分享受勝利果實。

采用自動化流水線的“未來工廠”概念是其發展的焦點,這種模式能夠幫助空客以創紀錄的水平加快其產品生產率。目前,空客每月生產接近55架飛機,相當於該公司剛創建的第一個5年內交付的A300型飛機總量。自2000年以來,該公司的商業飛機交付量增長了60%,積壓的訂單數量在過去的十年中翻了一番,增長到約4,950架;空客公司現有的訂單就足以讓他們忙8年。
空客公司負責整體物理設計的運營副總裁傑恩斯·格拉弗斯(Jens Gralfs)說,隨著多個模型之間生產速率繼續的增長,“我們正麵臨著如何保持飛機產品化的挑戰。”每個機型都代表著一組不同的問題,無論是關於如何加速交付選擇了新引擎選項的A320係列,還是加快A350的生產速率,抑或者如何是改善複雜的雙層A380飛機的裝配過程等等。
格拉弗斯說:“對單通道飛機而言,我們每月的生產率是42架,相當於是每7個工作時就能生產出一架來。”然後他補充道,隨著位於阿拉巴馬州移動組裝線的上馬使用,A320係列的流水線上生產能力將在現有基礎上每月再增加4架。這個工廠將會在2015年2月開始生產第一架飛機,第一次交貨時間預定在2016年一月。“由於A380結構的複雜性,所以它的生產速率與前麵提及的幾款飛機不再同一層麵,”但是,A380的生產率也將從現在的每月平均2.5架增長到3架。
與此同時,空客公司將繼續加快A330的生產速率;這款飛機在今年早些時候達到了一個月生產10架的高速率。格拉弗斯說,他們給這款飛機製定的生產速度指標是每月11架;而對A330的繼任者A350而言,他們最終預計其生產率將高達每月13架。總體而言,空客在2012年交付了588架飛機,相當於每月交付49架飛機。
所有這一切與空客早期曾取得的生產速度產生了極大對比。在20世紀70到80年代,空客按照常規方法生產飛機,當時能達到的最高生產速率僅為每月4架。格拉弗斯說:“當時,沒有人認為飛機的生產速率能超過每月4架。當時沒有所謂的自動化生產,也沒有大量的固定工裝,更沒有靈活性可言。當時的設計100%專注於飛機性能,一點都不為生產上的問題考慮。坦率的說,當時大家的態度都是:‘誰在乎生產過程啊?!’”
即使對於從1988年才開始生產的A320,裝配和工業化的設計考慮依然是“次要主題”。以上觀點是格拉弗斯在近期參加在加州舉辦的機械工程師AeroDef製造發布會上發表的。而對於A380卻完全不一樣,這款飛機“congyikaishijiutongshijiangxingnenghegongyehuaxuqiukaolvzaishejizhibiaonei。tongshi,tadeshejiyecongyikaishijiunarulejingyizhizaodeyuanze。zheshixiangdangzhongyaode,yinweimeiyoujingyiqiujingdekaishi,houlaizaizaihuyeshiyushiwubu。”
類似於複合垂直尾翼的裝配(VTP),從A380上積累下來的技術和經驗教訓,最終被反饋應用到了A320的生產上,並全麵改善和發展了單通道飛機的製造過程。2006年,以精益生產為基礎的移動生產線在漢堡開始出現。隨著對單通道飛機生產線生產速率的預期越來越高,“在zai裝zhuang備bei過guo程cheng中zhong繼ji續xu堅jian持chi使shi用yong基ji座zuo式shi生sheng產chan是shi不bu可ke能neng的de。所suo以yi,我wo們men改gai變bian了le機ji身shen和he機ji翼yi的de生sheng產chan理li念nian,將jiang其qi從cong一yi個ge固gu定ding過guo程cheng轉zhuan變bian成cheng了le移yi動dong的de。基ji於yu精jing益yi製zhi造zao原yuan則ze,這zhe讓rang我wo們men更geng加jia清qing晰xi地di認ren識shi到dao,我wo們men與yu部bu件jian、供應鏈以及交付性之間的關聯。隨著產量的增加,供應鏈也會隨之增長,而零件缺失也會導致更加嚴重的後果。”格拉弗斯指出,除此之外的一個額外挑戰是,“怎樣在生產過程中完成這樣的轉變,”這個生產過程會隨著2015年以後NEO方案的執行逐步削減。
位於漢堡的單通道飛機生產線平均每7個小時完成一個機身的組裝。相較於原來生產線的生產速度,采用了精密流水線過程的生產線,縮短了33%的交貨時間,與此同時實現了50%的速率提升。格拉弗斯補充道:“我們在聖納澤爾(法國,生產前機身)和布勞頓的機翼生產線上也采用了相同的模式。”為了幫助現在已經在圖盧茲進入生產環節的A350飛機的生產,空客采用了A380製造前期就采取的“數字工廠”概gai念nian。格ge拉la弗fu斯si說shuo,作zuo為wei結jie果guo,一yi係xi列lie新xin的de技ji術shu在zai更geng加jia廣guang泛fan的de範fan圍wei內nei被bei采cai用yong,更geng高gao水shui平ping的de自zi動dong化hua流liu程cheng也ye開kai始shi出chu現xian。數shu字zi工gong廠chang的de概gai念nian將jiang設she計ji和he生sheng產chan在zai工gong業ye化hua階jie段duan實shi現xian結jie合he,從cong概gai念nian到dao實shi施shi上shang都dou降jiang低di了le成cheng本ben。圍wei繞rao著zhe生sheng產chan流liu程cheng的de部bu件jian流liu通tong,生sheng產chan夾jia具ju、工具及過程結構細節的規範,這些內容在付諸實際行動之前,都在網絡世界中進行了模擬和驗證。他說:“我們在生產A350的過程中使用了大量的模擬,這相較於10年前生產A380的情形發生了戲劇性的變化。我們通過給定一些關鍵信號作為指標,來設計數字化的樣機(DMU),並進行虛擬工藝規劃。我們需要這樣做,因為人體工程學是至關重要的問題。我們所做的工作能讓生產速率的增長更加迅速、讓人的工作效率更高,同時消耗更低的醫療成本花銷。員工的年齡一直在不斷增長,但人們工作的時間變得越來越長(時期);所以事故的預防是很重要的。從人體工程的角度來看,A350機翼的製造是極具挑戰性的。因為,機翼縱桁更像是鐵路軌道上的鐵軌,所以我們需要自動化生產,並且找到解決方案;讓人們能更方便的處理有難度的工作部分。”
DMU的“主機”上彙集了來自所有合作係統上的設計和製造參數。在整個設計過程中,DMU不斷被更新,從而確保配置參數的控製。在A380項目中,由於使用了多個DMU係統及設計工具,所以導致整個裝配過程反而出現了延誤。而A350所采取的DMU有效規避了這個問題,A350依靠的是一套標準化的軟件工具,這一套工具所能處理的內容涵蓋了從生產、工程、資金調配到複合設計,以及其他一些結構方麵的所有問題。即使在整個項目進入批量生產之後,A350目前所采用的單DMU仍然會被繼續使用。
A350的其他設計特點帶動了精確定位和對準工藝上複雜技術的發展。例如說,A350的機身不是由一大塊筒段組成的,而是和波音787型飛機的結構類似,由大型複合板連接到機身框架和桁條上構成的。格拉弗斯說:“假如你使用的是複合材料,裝配過程就像是一場噩夢;因為這種材料不同於準確的金屬零件,它們有一定的傾向性。而在A350飛fei機ji上shang,我wo們men所suo需xu要yao麵mian對dui的de挑tiao戰zhan是shi,如ru何he在zai不bu使shi用yong墊dian片pian調tiao整zheng的de情qing況kuang下xia安an裝zhuang好hao這zhe些xie外wai殼ke,尤you其qi是shi安an裝zhuang這zhe些xie東dong西xi還hai需xu要yao相xiang當dang高gao的de精jing度du。所suo以yi,我wo們men是shi如ru何he不bu使shi用yong大da量liang金jin屬shu工gong具ju完wan成cheng這zhe個ge操cao作zuo的de呢ne?在zai使shi用yongDMU的基礎上,再建立了一個NC[數值控製]測量輔助裝配係統;然後就成功完成了這一部分工作。我們沒有使用固定的框架,在處理這個外殼的過程中,係統會提供一個NC軸來幫助我們精確定位……”
盡管A350和787jishendezhuangpeifangfabutong,danzheyiduijingzhengduishoudoucaiyongleleisiyonglaizhuangpeidamokuaidefangfa,zhegefangfanenggousuoduanshijianbingjieyuechengben。zhefangmiandedianxinglizibaokuoyixiliexuyaotiqiananzhuangdexitong,pirudianqixianshujiqitahangkongdianzishebeituojiashangdedianlan,yijizhichidianwangjiegoudefuzhuguandaojiegoudeng。gelafusishuo:“這種措施讓我們安裝航空電子設備托架的時間減少了80%。zaicizhiqian,womenbunenggoujiangtazuoweiyigemokuailaichuli,suoyiwomenjiukaishikaolvjiagoushangdewenti。yinci,womenkaifaleyigeerjijiegou,womenkeyizaianzhuangzhumokuaizhiqianshixiananzhuanghaozhexiejiegou,”他還補充說,這些單位的整合屬於關鍵步驟。
空kong客ke加jia大da使shi用yong自zi動dong化hua設she備bei的de初chu衷zhong也ye是shi因yin為wei他ta們men希xi望wang能neng提ti高gao生sheng產chan率lv和he提ti供gong產chan品pin質zhi量liang。最zui近jin,空kong客ke的de自zi動dong化hua生sheng產chan任ren務wu是shi製zhi作zuo安an裝zhuang在zai散san熱re片pian上shang的deVTP加固件。這個流程在開始時是通過手工來完成的,整個過程涉及到了立體裁剪、預定型、處理和切割。現在,所采用的自動化樹脂傳遞模塑工藝在提高了產品質量的同時,還減少了50%的生產時間;目前已經能達到年產5500件。
另外一個自動化係統是一個小機器人,這個機器人是西班牙設備製造專家MTorres開發的;這款機器人配備了吸盤腳,所以它能在機身上“走動”。這個設備被稱作靈活的鑽頭,是一種可以爬行的鑽鉚機;它能移動到指定位置,然後完成鑽孔和打鉚釘,並能以每分鍾3.5mm的速度移動到下一個位置。這款5軸機器人重達220磅,可完成周向、縱向及圓錐連接型的鑽孔和鉚釘工作。在A380上,他們使用這款移動機器人在每台飛機上鑽8,500個孔;這款機器人移動的範圍相當於19個機艙。該係統的使用幫助空客縮短了45%的時間,並且它還可以鑽進鈦金屬和一種被稱為Glare的輕量級商用玻璃層壓板增強型鋁材料。當然它還能處理其他一些種類的複合材料。
raner,gelafusiyizhizaiqiangtiao,jiyujiqirenxitongjichusheshidejinyibufazhan,xuyaozuodaorangzhegegainianbiandezhenzhengyouyi。zhegepaxingjiqirenbuzaishiyonglvdaishijingujian,“因yin此ci我wo們men必bi須xu弄nong清qing楚chu,應ying該gai利li用yong什shen麼me樣yang的de緊jin固gu件jian,將jiang這zhe個ge機ji器qi和he它ta將jiang被bei用yong在zai的de場chang合he連lian接jie在zai一yi起qi。從cong技ji術shu上shang講jiang,我wo們men今jin天tian可ke以yi做zuo到dao,但dan它ta仍reng然ran不bu能neng算suan作zuo一yi個ge良liang好hao的de商shang業ye案an例li。”
被用在A380下部殼表麵縱梁焊接上的自動化激光束焊接技術,相較於傳統的鉚接方法,也同樣減少了90%的操作時間;而(er)且(qie)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)的(de)使(shi)用(yong)還(hai)能(neng)同(tong)時(shi)減(jian)少(shao)重(zhong)量(liang),提(ti)高(gao)結(jie)構(gou)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。攪(jiao)拌(ban)摩(mo)擦(ca)焊(han)接(jie)法(fa)已(yi)經(jing)被(bei)用(yong)於(yu)一(yi)些(xie)空(kong)間(jian)應(ying)用(yong)中(zhong),空(kong)客(ke)目(mu)前(qian)也(ye)正(zheng)在(zai)考(kao)慮(lv)可(ke)能(neng)在(zai)A320 NEO上使用這個技術。這項技術可用於表層麵板焊接、機翼整體製造,以及中央翼盒的製造工作,與傳統的鉚接接頭工藝相比,可能可以節省75%左右的重量。
空客還在A350的製作過程中首次運用了3D打印。3D打印機可以通過一層一層地疊加沉積材料完成零件的製作。格拉弗斯說:“我們為此已經付出了三年的努力,目前取得了良好的成功。”這項技術在A350飛機上的首次應用是塑料支架部分的製作,這種設備“在周期和製作變化上具備高度的靈活性。”