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該公司在這方面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制造技術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相當于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杰恩斯格拉弗斯（JensGralfs）說隨著多個模型之間生產速率繼續的增長我們正面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的生產速率抑或者如何是改善復雜的雙層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相當于是每7個工作時就能生產出一架來然后他補充道隨著位于阿拉巴馬州移動組裝線的上馬使用A320系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由于A380結構的復雜性所以它的生產速率與前面提及的幾款飛機不再同一層面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他們給這款飛機制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%專注于飛機性能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?’

即使對于從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制造發布會上發表的而對于A380卻完全不一樣這款飛機從一開始就同時將性能和工業化需求考慮在設計指標內同時它的設計也從一開始就納入了精益制造的原則這是相當重要的因為沒有精益求精的開始后來再在乎也是于事無補

類似于復合垂直尾翼的裝配（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并全面改善和發展了單通道飛機的制造過程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在裝備過程中繼續堅持使用基座式生產是不可能的所以我們改變了機身和機翼的生產理念將其從一個固定過程轉變成了移動的基于精益制造原則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后果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年以后NEO方案的執行逐步削減

位于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相較于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我們在圣納澤爾（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制造前期就采取的數字工廠概念格拉弗斯說作為結果一系列新的技術在更加廣泛的范圍內被采用更高水平的自動化流程也開始出現數字工廠的概念將設計和生產在工業化階段實現結合從概念到實施上都降低了成本圍繞著生產流程的部件流通生產夾具工具及過程結構細節的規范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這相較于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）并進行虛擬工藝規劃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所以我們需要自動化生產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上匯集了來自所有合作系統上的設計和制造參數在整個設計過程中DMU不斷被更新從而確保配置參數的控制在A380項目中由于使用了多個DMU系統及設計工具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資金調配到復合設計以及其他一些結構方面的所有問題即使在整個項目進入批量生產之后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復雜技術的發展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由大型復合板連接到機身框架和桁條上構成的格拉弗斯說假如你使用的是復合材料裝配過程就像是一場噩夢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A350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操作的呢?在使用DMU的基礎上再建立了一個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我們沒有使用固定的框架在處理這個外殼的過程中系統會提供一個NC軸來幫助我們精確定位

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似用來裝配大模塊的方法這個方法能夠縮短時間并節約成本這方面的典型例子包括一系列需要提前安裝的系統譬如電氣線束及其他航空電子設備托架上的電纜以及支持電網結構的輔助管道結構等格拉弗斯說這種措施讓我們安裝航空電子設備托架的時間減少了80%在此之前我們不能夠將它作為一個模塊來處理所以我們就開始考慮架構上的問題因此我們開發了一個二級結構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這些單位的整合屬于關鍵步驟

空客加大使用自動化設備的初衷也是因為他們希望能提高生產率和提供產品質量最近空客的自動化生產任務是制作安裝在散熱片上的VTP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

另外一個自動化系統是一個小機器人這個機器人是西班牙設備制造專家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鉆頭是一種可以爬行的鉆鉚機在不釋放速度的情況下它能移動到指定位置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鉆孔和鉚釘工作在A380上他們使用這款移動機器人在每臺飛機上鉆8,500個孔這款機器人移動的范圍相當于19個機艙該系統的使用幫助空客縮短了45%的時間并且它還可以鉆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一步發展需要做到讓這個概念變得真正有益這個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將這個機器和它將被用在的場合連接在一起從技術上講我們今天可以做到但它仍然不能算作一個良好的商業案例

被用在A380下部殼表面縱梁焊接上的自動化激光束焊接技術相較于傳統的鉚接方法也同樣減少了90%的操作時間而且這種技術的使用還能同時減少重量提高結構的耐腐蝕性攪拌摩擦焊接法已經被用于一些空間應用中空客目前也正在考慮可能在A320NEO上使用這個技術這項技術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A350的制作過程中首次運用了附帶制造過程3D打印機或者被稱為自動層式打印機可以通過一層一層地疊加沉積材料完成零件的制作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制作這種設備在周期和制作變化上具備高度的靈活性