據美國《航空周刊》5月6日報道，為了在市場(chǎng)份額的爭奪戰中取得更好的成績(jì)，空中客車(chē)公司頻頻打出技術(shù)牌。目前，該公司在這方面已經(jīng)做到與波音水平相當；所以，現在他們已經(jīng)開(kāi)始轉向追求先進(jìn)的制造技術(shù)，以確保能夠充分享受勝利果實(shí)。

　　采用自動(dòng)化流水線(xiàn)的“未來(lái)工廠(chǎng)”概念是其發(fā)展的焦點(diǎn)，這種模式能夠幫助空客以創(chuàng )紀錄的水平加快其產(chǎn)品生產(chǎn)率。目前，空客每月生產(chǎn)接近55架飛機，相當于該公司剛創(chuàng )建的第一個(gè)5年內交付的A300型飛機總量。自2000年以來(lái)，該公司的商業(yè)飛機交付量增長(cháng)了60%，積壓的訂單數量在過(guò)去的十年中翻了一番，增長(cháng)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(yíng)副總裁杰恩斯·格拉弗斯（Jens Gralfs）說(shuō)，隨著(zhù)多個(gè)模型之間生產(chǎn)速率繼續的增長(cháng)，“我們正面臨著(zhù)如何保持飛機產(chǎn)品化的挑戰。”每個(gè)機型都代表著(zhù)一組不同的問(wèn)題，無(wú)論是關(guān)于如何加速交付選擇了新引擎選項的A320系列，還是加快A350的生產(chǎn)速率，抑或者如何是改善復雜的雙層A380飛機的裝配過(guò)程等等。

　　格拉弗斯說(shuō)：“對單通道飛機而言，我們每月的生產(chǎn)率是42架，相當于是每7個(gè)工作時(shí)就能生產(chǎn)出一架來(lái)。”然后他補充道，隨著(zhù)位于阿拉巴馬州移動(dòng)組裝線(xiàn)的上馬使用，A320系列的流水線(xiàn)上生產(chǎn)能力將在現有基礎上每月再增加4架。這個(gè)工廠(chǎng)將會(huì )在2015年2月開(kāi)始生產(chǎn)第一架飛機，第一次交貨時(shí)間預定在2016年一月。“由于A(yíng)380結構的復雜性，所以它的生產(chǎn)速率與前面提及的幾款飛機不再同一層面，”但是，A380的生產(chǎn)率也將從現在的每月平均2.5架增長(cháng)到3架。

　　與此同時(shí)，空客公司將繼續加快A330的生產(chǎn)速率；這款飛機在今年早些時(shí)候達到了一個(gè)月生產(chǎn)10架的高速率。格拉弗斯說(shuō)，他們給這款飛機制定的生產(chǎn)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(chǎn)率將高達每月13架?？傮w而言，空客在2012年交付了588架飛機，相當于每月交付49架飛機。

　　所有這一切與空客早期曾取得的生產(chǎn)速度產(chǎn)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(chǎn)飛機，當時(shí)能達到的最高生產(chǎn)速率僅為每月4架。格拉弗斯說(shuō)：“當時(shí)，沒(méi)有人認為飛機的生產(chǎn)速率能超過(guò)每月4架。當時(shí)沒(méi)有所謂的自動(dòng)化生產(chǎn)，也沒(méi)有大量的固定工裝，更沒(méi)有靈活性可言。當時(shí)的設計100%專(zhuān)注于飛機性能，一點(diǎn)都不為生產(chǎn)上的問(wèn)題考慮。坦率的說(shuō)，當時(shí)大家的態(tài)度都是：‘誰(shuí)在乎生產(chǎn)過(guò)程??？！’”

　　即使對于從1988年才開(kāi)始生產(chǎn)的A320，裝配和工業(yè)化的設計考慮依然是“次要主題”。以上觀(guān)點(diǎn)是格拉弗斯在近期參加在加州舉辦的機械工程師AeroDef制造發(fā)布會(huì )上發(fā)表的。而對于A(yíng)380卻完全不一樣，這款飛機“從一開(kāi)始就同時(shí)將性能和工業(yè)化需求考慮在設計指標內。同時(shí)，它的設計也從一開(kāi)始就納入了精益制造的原則。這是相當重要的，因為沒(méi)有精益求精的開(kāi)始，后來(lái)再在乎也是于事無(wú)補。”

　　類(lèi)似于復合垂直尾翼的裝配（VTP），從A380上積累下來(lái)的技術(shù)和經(jīng)驗教訓，最終被反饋應用到了A320的生產(chǎn)上，并全面改善和發(fā)展了單通道飛機的制造過(guò)程。2006年，以精益生產(chǎn)為基礎的移動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)在漢堡開(kāi)始出現。隨著(zhù)對單通道飛機生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)速率的預期越來(lái)越高，“在裝備過(guò)程中繼續堅持使用基座式生產(chǎn)是不可能的。所以，我們改變了機身和機翼的生產(chǎn)理念，將其從一個(gè)固定過(guò)程轉變成了移動(dòng)的?；诰嬷圃煸瓌t，這讓我們更加清晰地認識到，我們與部件、供應鏈以及交付性之間的關(guān)聯(lián)。隨著(zhù)產(chǎn)量的增加，供應鏈也會(huì )隨之增長(cháng)，而零件缺失也會(huì )導致更加嚴重的后果。”格拉弗斯指出，除此之外的一個(gè)額外挑戰是，“怎樣在生產(chǎn)過(guò)程中完成這樣的轉變，”這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程會(huì )隨著(zhù)2015年以后NEO方案的執行逐步削減。

　　位于漢堡的單通道飛機生產(chǎn)線(xiàn)平均每7個(gè)小時(shí)完成一個(gè)機身的組裝。相較于原來(lái)生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)速度，采用了精密流水線(xiàn)過(guò)程的生產(chǎn)線(xiàn)，縮短了33%的交貨時(shí)間，與此同時(shí)實(shí)現了50%的速率提升。格拉弗斯補充道：“我們在圣納澤爾（法國，生產(chǎn)前機身）和布勞頓的機翼生產(chǎn)線(xiàn)上也采用了相同的模式。”為了幫助現在已經(jīng)在圖盧茲進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節的A350飛機的生產(chǎn)，空客采用了A380制造前期就采取的“數字工廠(chǎng)”概念。格拉弗斯說(shuō)，作為結果，一系列新的技術(shù)在更加廣泛的范圍內被采用，更高水平的自動(dòng)化流程也開(kāi)始出現。數字工廠(chǎng)的概念將設計和生產(chǎn)在工業(yè)化階段實(shí)現結合，從概念到實(shí)施上都降低了成本。圍繞著(zhù)生產(chǎn)流程的部件流通，生產(chǎn)夾具、工具及過(guò)程結構細節的規范，這些內容在付諸實(shí)際行動(dòng)之前，都在網(wǎng)絡(luò )世界中進(jìn)行了模擬和驗證。他說(shuō)：“我們在生產(chǎn)A350的過(guò)程中使用了大量的模擬，這相較于10年前生產(chǎn)A380的情形發(fā)生了戲劇性的變化。我們通過(guò)給定一些關(guān)鍵信號作為指標，來(lái)設計數字化的樣機（DMU），并進(jìn)行虛擬工藝規劃。我們需要這樣做，因為人體工程學(xué)是至關(guān)重要的問(wèn)題。我們所做的工作能讓生產(chǎn)速率的增長(cháng)更加迅速、讓人的工作效率更高，同時(shí)消耗更低的醫療成本花銷(xiāo)。員工的年齡一直在不斷增長(cháng)，但人們工作的時(shí)間變得越來(lái)越長(cháng)（時(shí)期）；所以事故的預防是很重要的。從人體工程的角度來(lái)看，A350機翼的制造是極具挑戰性的。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(dòng)化生產(chǎn)，并且找到解決方案；讓人們能更方便的處理有難度的工作部分。”

　　DMU的“主機”上匯集了來(lái)自所有合作系統上的設計和制造參數。在整個(gè)設計過(guò)程中，DMU不斷被更新，從而確保配置參數的控制。在A(yíng)380項目中，由于使用了多個(gè)DMU系統及設計工具，所以導致整個(gè)裝配過(guò)程反而出現了延誤。而A350所采取的DMU有效規避了這個(gè)問(wèn)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(chǎn)、工程、資金調配到復合設計，以及其他一些結構方面的所有問(wèn)題。即使在整個(gè)項目進(jìn)入批量生產(chǎn)之后，A350目前所采用的單DMU仍然會(huì )被繼續使用。

　　A350的其他設計特點(diǎn)帶動(dòng)了精確定位和對準工藝上復雜技術(shù)的發(fā)展。例如說(shuō)，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(lèi)似，由大型復合板連接到機身框架和桁條上構成的。格拉弗斯說(shuō)：“假如你使用的是復合材料，裝配過(guò)程就像是一場(chǎng)噩夢(mèng)；因為這種材料不同于準確的金屬零件，它們有一定的傾向性。而在A(yíng)350飛機上，我們所需要面對的挑戰是，如何在不使用墊片調整的情況下安裝好這些外殼，尤其是安裝這些東西還需要相當高的精度。所以，我們是如何不使用大量金屬工具完成這個(gè)操作的呢？在使用DMU的基礎上，再建立了一個(gè)NC[數值控制]測量輔助裝配系統；然后就成功完成了這一部分工作。我們沒(méi)有使用固定的框架，在處理這個(gè)外殼的過(guò)程中，系統會(huì )提供一個(gè)NC軸來(lái)幫助我們精確定位……”

　　盡管A350和787機身的裝配方法不同，但這一對競爭對手都采用了類(lèi)似用來(lái)裝配大模塊的方法，這個(gè)方法能夠縮短時(shí)間并節約成本。這方面的典型例子包括一系列需要提前安裝的系統，譬如電氣線(xiàn)束及其他航空電子設備托架上的電纜，以及支持電網(wǎng)結構的輔助管道結構等。格拉弗斯說(shuō)：“這種措施讓我們安裝航空電子設備托架的時(shí)間減少了80%。在此之前，我們不能夠將它作為一個(gè)模塊來(lái)處理，所以我們就開(kāi)始考慮架構上的問(wèn)題。因此，我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)二級結構，我們可以在安裝主模塊之前事先安裝好這些結構，”他還補充說(shuō)，這些單位的整合屬于關(guān)鍵步驟。

　　空客加大使用自動(dòng)化設備的初衷也是因為他們希望能提高生產(chǎn)率和提供產(chǎn)品質(zhì)量。最近，空客的自動(dòng)化生產(chǎn)任務(wù)是制作安裝在散熱片上的VTP加固件。這個(gè)流程在開(kāi)始時(shí)是通過(guò)手工來(lái)完成的，整個(gè)過(guò)程涉及到了立體裁剪、預定型、處理和切割?，F在，所采用的自動(dòng)化樹(shù)脂傳遞模塑工藝在提高了產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，還減少了50%的生產(chǎn)時(shí)間；目前已經(jīng)能達到年產(chǎn)5500件。

　　另外一個(gè)自動(dòng)化系統是一個(gè)小機器人，這個(gè)機器人是西班牙設備制造專(zhuān)家MTorres開(kāi)發(fā)的；這款機器人配備了吸盤(pán)腳，所以它能在機身上“走動(dòng)”。這個(gè)設備被稱(chēng)作靈活的鉆頭，是一種可以爬行的鉆鉚機；它能移動(dòng)到指定位置，然后完成鉆孔和打鉚釘，并能以每分鐘3.5mm的速度移動(dòng)到下一個(gè)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鉆孔和鉚釘工作。在A(yíng)380上，他們使用這款移動(dòng)機器人在每臺飛機上鉆8,500個(gè)孔；這款機器人移動(dòng)的范圍相當于19個(gè)機艙。該系統的使用幫助空客縮短了45%的時(shí)間，并且它還可以鉆進(jìn)鈦金屬和一種被稱(chēng)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(lèi)的復合材料。

　　然而，格拉弗斯一直在強調，基于機器人系統基礎設施的進(jìn)一步發(fā)展，需要做到讓這個(gè)概念變得真正有益。這個(gè)爬行機器人不再使用履帶式緊固件，“因此我們必須弄清楚，應該利用什么樣的緊固件，將這個(gè)機器和它將被用在的場(chǎng)合連接在一起。從技術(shù)上講，我們今天可以做到，但它仍然不能算作一個(gè)良好的商業(yè)案例。”

　　被用在A(yíng)380下部殼表面縱梁焊接上的自動(dòng)化激光束焊接技術(shù)，相較于傳統的鉚接方法，也同樣減少了90%的操作時(shí)間；而且這種技術(shù)的使用還能同時(shí)減少重量，提高結構的耐腐蝕性。攪拌摩擦焊接法已經(jīng)被用于一些空間應用中，空客目前也正在考慮可能在A(yíng)320 NEO上使用這個(gè)技術(shù)。這項技術(shù)可用于表層面板焊接、機翼整體制造，以及中央翼盒的制造工作，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A(yíng)350的制作過(guò)程中首次運用了3D打印。3D打印機可以通過(guò)一層一層地疊加沉積材料完成零件的制作。格拉弗斯說(shuō)：“我們?yōu)榇艘呀?jīng)付出了三年的努力，目前取得了良好的成功。”這項技術(shù)在A(yíng)350飛機上的首次應用是塑料支架部分的制作，這種設備“在周期和制作變化上具備高度的靈活性。”