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数字工厂和机器人:空客的自动化未来

日期:2020-05-30 05:19 

  据美邦《航空周刊》5月6日报道,为了正在墟市份额的篡夺战中博得更好的成效,空中客车公司屡屡打出本事牌。目前,该公司正在这方面曾经做到与波音程度相当;于是,现正在他们曾经起首转向探求进步的制作本事,以确保可以富裕享福告成果实。

  采用自愿化流水线的“来日工场”观点是其发达的中心,这种形式可以助助空客以创记载的程度加疾其产物出产率。目前,空客每月出产靠近55架飞机,相当于该公司刚创修的第一个5年内交付的A300型飞机总量。自2000年此后,该公司的贸易飞机交付量拉长了60%,积存的订单数目正在过去的十年中翻了一番,拉长到约4,950架;空客公司现有的订单就足以让他们忙8年。

  空客公司担当集体物理安排的运营副总裁杰恩斯格拉弗斯(Jens Gralfs)说,跟着众个模子之间出产速度一直的拉长,“咱们正面对着怎么保留飞机产物化的挑拨。”每个机型都代外着一组分别的题目,无论是闭于怎么加快交付选取了新引擎选项的A320系列,仍是加疾A350的出产速度,抑或者怎么是革新杂乱的双层A380飞机的装置流程等等。

  格拉弗斯说:“对单通道飞机而言,咱们每月的出产率是42架,相当于是每7个任务时就能出产出一架来。”然后他增补道,跟着位于阿拉巴马州搬动拼装线系列的流水线上出产材干将正在现有根源上每月再补充4架。这个工场将会正在2015年2月起首出产第一架飞机,第一次交货功夫预订正在2016年一月。“因为A380布局的杂乱性,于是它的出产速度与前面提及的几款飞机不再统一层面,”可是,A380的出产率也将从现正在的每月均匀2.5架拉长到3架。

  与此同时,空客公司将一直加疾A330的出产速度;这款飞机正在本年早些光阴抵达了一个月出产10架的高速度。格拉弗斯说,他们给这款飞机协议的出产速率目标是每月11架;而对A330的继任者A350而言,他们最终估计其出产率将高达每月13架。总体而言,空客正在2012年交付了588架飞机,相当于每月交付49架飞机。

  全豹这十足与空客早期曾博得的出产速率发生了极大对照。正在20世纪70到80年代,空客根据常例格式出产飞机,当时能抵达的最超出产速度仅为每月4架。格拉弗斯说:“当时,没有人以为飞机的出产速度能凌驾每月4架。当时没有所谓的自愿化出产,也没有大方的固定工装,更没有活泼性可言。当时的安排100%笃志于飞机机能,一点都不为出产上的题目酌量。坦率的说,当时大众的立场都是:谁正在乎出产流程啊?!”

  假使对待从1988年才起首出产的A320,装置和工业化的安排酌量如故是“次要焦点”。以上观念是格拉弗斯正在近期出席正在加州举办的板滞工程师AeroDef制作颁发会上公布的。而对待A380却十足不相同,这款飞机“从一起首就同时将机能和工业化需求酌量正在安排目标内。同时,它的安排也从一起首就纳入了精益制作的规定。这是相当首要的,由于没有字斟句酌的起首,厥后再正在乎也是于事无补。”

  仿佛于复合笔直尾翼的装置(VTP),从A380上积蓄下来的本事和体味教训,最终被反应利用到了A320的出产上,并全数革新和发达了单通道飞机的制作流程。2006年,以精益出产为根源的搬动出产线正在汉堡起首显露。跟着对单通道飞机出产线出产速度的预期越来越高,“正在设备流程中一直对峙运用基座式出产是不行够的。于是,咱们改良了机身和机翼的出产理念,将其从一个固定流程变化成了搬动的。基于精益制作规定,这让咱们尤其清爽地了解到,咱们与部件、供应链以及交付性之间的相闭。跟着产量的补充,供应链也会随之拉长,而零件缺失也会导致尤其首要的后果。”格拉弗斯指出,除此除外的一个格外挑拨是,“如何正在出产流程中达成云云的变化,”这个出产流程会跟着2015年此后NEO计划的推行逐渐缩减。

  位于汉堡的单通道飞机出产线个小时达成一个机身的拼装。相较于正本出产线的出产速率,采用了细密流水线%的交货功夫,与此同时达成了50%的速度提拔。格拉弗斯增补道:“咱们正在圣纳泽尔(法邦,出产前机身)和布劳苦的机翼出产线上也采用了雷同的形式。”为了助助现正在曾经正在图卢兹进入出产闭头的A350飞机的出产,空客采用了A380制作前期就采用的“数字工场”观点。格拉弗斯说,行为结果,一系列新的本事正在尤其平常的鸿沟内被采用,更高程度的自愿化流程也起首显露。数字工场的观点将安排和出产正在工业化阶段达成连合,从观点到奉行上都消重了本钱。缠绕着出产流程的部件流利,出产夹具、器械及流程布局细节的外率,这些实质正在付诸本质举止之前,都正在收集寰宇中举办了模仿和验证。他说:“咱们正在出产A350的流程中运用了大方的模仿,这相较于10年前出产A380的境况产生了戏剧性的转化。咱们通过给定极少闭头信号行为目标,来安排数字化的样机(DMU),并举办虚拟工艺计划。咱们必要云云做,由于人体工程学是至闭首要的题目。咱们所做的任务能让出产速度的拉长尤其火速、让人的任务成果更高,同时打发更低的医疗本钱花销。员工的年数向来正在不时拉长,但人们任务的功夫变得越来越长(时刻);于是事变的提防是很首要的。从人体工程的角度来看,A350机翼的制作是极具挑拨性的。由于,机翼纵桁更像是铁途轨道上的铁轨,于是咱们必要自愿化出产,而且找随处理计划;让人们能更轻易的处罚有难度的任务局部。”

  DMU的“主机”上汇聚了来自全豹团结体系上的安排和制作参数。正在统统安排流程中,DMU不时被更新,从而确保修设参数的把握。正在A380项目中,因为运用了众个DMU体系及安排器械,于是导致统统装置流程反而显露了耽误。而A350所采用的DMU有用规避了这个题目,A350依托的是一套圭表化的软件器械,这一套器械所能处罚的实质涵盖了从出产、工程、资金调配到复合安排,以及其他极少布局方面的全豹题目。假使正在统统项目进入批量出产之后,A350目前所采用的单DMU仍旧会被一直运用。

  A350的其他安排特征发动了精准定位和瞄准工艺上杂乱本事的发达。比方说,A350的机身不是由一大块筒段构成的,而是和波音787型飞机的布局仿佛,由大型复合板联贯到机身框架和桁条上组成的。格拉弗斯说:“假使你运用的是复合资料,装置流程就像是一场恶梦;由于这种资料分别于切确的金属零件,它们有必然的方向性。而正在A350飞机上,咱们所必要面临的挑拨是,怎么正在不运用垫片调节的环境下安置好这些外壳,越发是安置这些东西还必要相当高的精度。于是,咱们是怎么不运用大方金属器械达成这个操作的呢?正在运用DMU的根源上,再开发了一个NC[数值把握]丈量辅助装置体系;然后就告捷达成了这一局部任务。咱们没有运用固定的框架,正在处罚这个外壳的流程中,体系会供给一个NC轴来助助咱们精准定位”

  即使A350和787机身的装置格式分别,但这一对竞赛敌手都采用了仿佛用来装置大模块的格式,这个格式可以缩短功夫并节流本钱。这方面的范例例子包含一系列必要提前安置的体系,譬如电气线束及其他航空电子开发托架上的电缆,以及声援电网布局的辅助管道布局等。格拉弗斯说:“这种举措让咱们安置航空电子开发托架的功夫省略了80%。正在此之前,咱们弗成以将它行为一个模块来处罚,于是咱们就起首酌量架构上的题目。是以,咱们开荒了一个二级布局,咱们能够正在安置主模块之前事先安置好这些布局,”他还增补说,这些单元的整合属于闭头办法。

  空客加大运用自愿化开发的初志也是由于他们指望能降低出产率和供给产物格地。比来,空客的自愿化出产职分是修制安置正在散热片上的VTP加固件。这个流程正在起首时是通过手工来达成的,统统流程涉及到了立文体剪、预订型、处罚和切割。现正在,所采用的自愿化树脂转达模塑工艺正在降低了产物格地的同时,还省略了50%的出产功夫;目前曾经能抵达年产5500件。

  其它一个自愿化体系是一个小呆板人,这个呆板人是西班牙开发制作专家MTorres开荒的;这款呆板人装备了吸盘脚,于是它能正在机身上“走动”。这个开发被称作活泼的钻头,是一种能够匍匐的钻铆机;它能搬动到指定位子,然后达成钻孔和打铆钉,并能以每分钟3.5mm的速率搬动到下一个位子。这款5轴呆板人重达220磅,可达成周向、纵向及圆锥联贯型的钻孔和铆钉任务。正在A380上,他们运用这款搬动呆板人正在每台飞机上钻8,500个孔;这款呆板人搬动的鸿沟相当于19个机舱。该体系的运用助助空客缩短了45%的功夫,而且它还能够钻进钛金属和一种被称为Glare的轻量级商用玻璃层压板巩固型铝资料。当然它还能处罚其他极少品种的复合资料。

  然而,格拉弗斯向来正在夸大,基于呆板人体系根源措施的进一步发达,必要做到让这个观点变得真正有益。这个匍匐呆板人不再运用履带式紧固件,“是以咱们必需弄明确,应当诈欺什么样的紧固件,将这个呆板和它将被用正在的场面联贯正在一块。从本事上讲,咱们这日能够做到,但它仍旧不行算作一个优良的贸易案例。”

  被用正在A380下部壳外貌纵梁焊接上的自愿化激光束焊接本事,相较于守旧的铆接格式,也同样省略了90%的操作功夫;况且这种本事的运用还能同时省略重量,降低布局的耐侵蚀性。搅拌摩擦焊接法曾经被用于极少空间利用中,空客目前也正正在酌量能够正在A320 NEO上运用这个本事。这项本事可用于外层面板焊接、机翼集体制作,以及重心翼盒的制作任务,与守旧的铆接接头工艺比拟,能够能够节减75%摆布的重量。

  空客还正在A350的修制流程中初度使用了3D打印。3D打印性能够通过一层一层地叠加重积资料达成零件的修制。格拉弗斯说:“咱们为此曾经付出了三年的悉力,目前博得了优良的告捷。”这项本事正在A350飞机上的初度利用是塑料支架局部的修制,这种开发“正在周期和修制转化上具备高度的活泼性。”