空中巴士在德國的先進製造工廠

2019/10/11 14:25

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空中巴士正處於革命性變革之中,這可能導致這家航空巨頭在未來幾年內在其全球運營中花費超過10億美元用於機器人技術,自動化和數字化技術,這就是該公司在德國漢堡工廠的進步是否可以重複的在全球所有設施中

跨國財團最終可能會花費更多的錢:例如,內部組裝的最後階段是勞動密集型的,所有設備(座椅和行李箱)均由人安裝。如果按照公司首席運營官的建議將這一階段機械化,它將從根本上改變當前的生產流程,無論如何他都會想到這一點。

機器人技術已經改變了空中客車製造飛機外殼的方式。過去,人類工人會在一架典型的商用客機的機身上鑽出6000個或更多的外部孔,而現在,機器人不僅會鑽這些孔,還會鉚釘或固定它們。

對於某些讀者來說,也許令人驚訝的是,這些年來,人類一直在進行鑽探,甚至現在,只有在漢堡的工廠才引入了機器人。

上週,空客更深入地了解了其位於漢堡的高度自動化的飛機製造廠,確切地說是一個稱為“私人機場”的地方,名為Finkenwerder。

航空航天業巨頭邀請了包括機器人技術和自動化新聞集團在內的一小部分記者參觀了龐大而龐大的綜合大樓,並進行了詳細的帶導遊的Hangar 245參觀,這是先進的製造設施,其中飛機屬於“ A320”正如空中客車公司所描述的那樣,“家庭”目前正在組裝中。

從挑戰者到領導者

空中客車公司是由法國,德國,西班牙和荷蘭於1970年成立的,當時它是美國航空航天公司波音的挑戰者,而波音當時實際上壟斷了市場。

現在,波音公司和空中客車公司都佔有全球航空航天市場約90%的份額,有效地使該行業成為了雙頭壟斷。空客公司的年收入約為650億美元,波音公司為1000億美元。

面對如此龐大,複雜的跨國公司,很難從這樣的頭條新聞中收集到很多細節,但可以肯定的是,兩家公司都是航空航天領域的傑出公司。

中國和俄羅斯等其他國家也確實生產商用飛機並試圖擴大其市場份額,但空中客車公司和波音公司歷史悠久,技術先進,對於潛在的競爭對手國家和公司而言,這似乎是不可逾越的進入壁壘。 。

話雖如此,有許多小型飛機製造商,例如本田,灣流,巴西航空工業公司等。此外,還有在太空領域與空客和波音競爭的公司。

但是,儘管波音因其737飛機的失事而出現了一些問題,但它們在商用飛機市場中各佔45%,處於波音和飛機的製高點。

波音公司的麻煩可能是暫時的,空中客車公司的人說,他們希望看到這家標誌性的美國工業公司重返市場。

實際上,在實施機器人技術和數字技術時,空中客車公司的高管們認為波音公司可能要等上幾年。

當被問及波音的製造工藝是否更先進時,肖爾霍恩說:“我希望我知道。我們知道,波音在其製造系統上也非常活躍。

“但我認為,就我們正在做的某些事情(我們的數字製造系統)而言,它們可能是幾年前開始的。我不清楚,但通常這是一場正面交鋒。”

 

一家公司環遊世界

空中客車公司是一家大型航空航天公司,其業務活動過多,無法在一篇文章中介紹。但在商用航空領域,其主要產品是A300飛機。

全系列產品包括A318,A319,A319neo,A320,A320neo,A321和A321neo以及A321LR和A321XLR。

訂單在增加,該公司將不得不提高產量,而實現這一目標的方法是“大幅提高自動化”。初步估計表明,通過使用機器人技術,產量已增加了約20%。

Schoellhorn說:“隨著過去幾年的費率,當前的費率和未來的費率增加,我們需要更多的自動化和更有效的生產。”

該公司在歐洲,美洲和中國設有辦事處和生產基地。在歐洲,其最大的工廠位於德國,英國,法國和西班牙。在美國,其最大的工廠位於阿拉巴馬州的莫比爾,但在堪薩斯州的威奇托,弗吉尼亞州的赫恩登和阿什本等也設有工廠。在中國,它在北京東南部的天津設有工廠進行總裝,這意味著座椅,高架行李箱和其他內部配件。

漢堡是德國最大的空中客車基地,擁有超過13,000名員工。正是在此設施進行機身的結構組裝和裝備。

漢堡工廠還作為空客在歐洲以外的總裝線的物流樞紐-中國的天津和美國的阿拉巴馬州莫比爾。所有主要的飛機部件均從漢堡收集和運輸。

此外,漢堡-芬肯韋德(Hamburg-Finkenwerder)還包含A380主要部件裝配大廳,該大廳用於結構裝配以及前機身機身和後機身機身的裝配。

這些完全組裝且配備齊全的機身部件在這裡生產,然後乘坐特製的滾裝滾降船運送到法國圖盧茲的A380總裝線。

空中客車公司靠近漢堡富爾斯泰特商業機場,經營一個大型備件中心,該中心擁有約120,000個專有零件,以及一個24/7全天候備件呼叫中心,為來自世界各地的客戶服務。

機庫245是我們參觀過的設施,據說在機器人技術和數字技術方面是最先進的。成功的流程將被複製粘貼到全球其他空客設施中。

沃爾特說:“機庫245顯示了未來。這是整個空中客車公司最先進的結構裝配線。”

 

 

 

飛機的腹部

機庫245是一個位於三層樓的巨大設施,儘管由於內部要處理大量的飛機零件,所以很容易忽略龐大的空間。

自成立以來,空中客車一直在使用所謂的“傳統”車間方法進行組裝,您可以在佈局中看到這一點。

儘管我可能想像有很多人在那里工作,但實際上每個部分只有一兩個人在工作,最多三四個。

對於某些人(包括我本人在內)來說,機器人在飛機製造業中是一個相對較新的成員可能會感到驚訝,尤其是當您考慮到汽車行業數十年來一直依賴機器人時。實際上,飛機機身生產中的絕大多數工作都是由工人完成的。

到現在。而機庫245則預示著即將到來的事情。

對於具有汽車行業背景的Schoellhorn來說,這是一項重要的發展:“為了保持競爭力,我們需要過渡到更高的自動化水平。

“毫無疑問,我們將關注汽車以及汽車領域已掌握的高度自動化。

“但是我要說的是,在這兩個行業中,我們所做的工作更加困難,因為單通道(飛機)的設計還不像今天的汽車設計那樣成熟,也沒有數字化。”

救援的Flextrack

想像一下,必須在空中客車飛機的鋼製機身上鑽6800個孔,這就是每個飛機需要多少個外部孔。不容易。即使材料已更改為碳纖維和復合材料,手工操作仍然需要大量鑽探。

因此,空中客車公司已經投資了Flextrack機器人等技術,該技術由一家美國公司MTM Robotics製造。

空中客車公司將Flextrack描述為“模塊化,輕巧的自動化系統”。

八個Flextrack機器人在每個縱向接頭上鑽孔和沈孔1,100至2,400個孔。

在下一個生產步驟中,將有12個機器人(每個機器人在7個軸上運行)將機身的中部和尾部與尾部結合在一起,形成一個主要部件,每個軌道接頭鑽孔,沉頭,密封和插入3,000個鉚釘。

6,800的數字可能被低估了。當然,如果包括內部工作,則需要成千上萬個鑽孔。這是在我們談論所需的連接或緊固工作之前。

沃爾特說:“該機庫總共安裝了20個用於鉚釘鑽孔,掉落和定位以減少交貨時間的機器人。

“在所有生產線上都實現了使用激光測量系統以0.2 mm的精度自動定位切片。”

Schoellhorn已經在展望可能改變內部工作方式的方式。他說:“我認為我們還需要考慮使更多的結構和內部裝備自動化。”

“今天,我們從外面做大多數事情,我們將各個部分放在一起。但是,我們在飛機上做了很多事情,今天這些事情非常手工,部分也很重-載人比較重。

“這些是我們需要研究的東西。”

 

這是泰坦的工作

Flextrack機器人用於機身的單個零件或片材,而巨型Kuka機器人則用於半組裝機身的工作,如上圖所示。

這些是庫卡(Kuka)最大的機器人“泰坦(Titan)”,被關在籠子裡,或者至少位於透明屏幕的後面。末端執行器-灰色盒子-由Alema Automation生產和提供,Alka Automation是Kuka大約五年前收購的公司。庫卡(Kuka)有專門的航空航天部門,稱為庫卡系統(Kuka Systems Aerospace)。

因此,Kuka機器人進行定位,而Alema末端執行器進行鑽孔和固定。

根據漢堡大學的一項研究,通過使用這種新的機器人系統,空中客車公司可能會節省約50%的經常性成本和工作量。

這可能是另一個低估了。試想一下,必須手動鑽出並固定在飛機機身上的6,800個孔。

該工廠的一名工人梅利莎·費拉拉(Melissa Ferrara)說:“雖然機器人在做這項工作,但您可以做其他工作-生產速度可以更快。”

她補充說,即使在空客提供的正式培訓之後,這也是在工作中學習的一個案例。 “我們只需要獲得經驗。真正的培訓是直接的經驗–您每天都必須使用它。”

費拉拉和她的同事們在Hangar 245上學到的東西將轉移到空中客車公司在世界各地的其他工廠,儘管該公司確實擁有一些舊的生產設施,這些設施可能不可行甚至不可能。

舍爾霍恩說:“我們還不能決定退後的程度。我們仍然會保留一些遺留線路,因為它們只是沒有完全自動化的基礎。”

 

學習曲線

Schoellhorn還描述了聽起來像是一種全新的飛機設計和製造方式,這可能會成為每個製造企業的標準做事方式。

Schoellhorn說:“我們需要在設計產品的同時設計生產系統。在過去,這是按順序完成的。

“產品設計師是英雄,其餘(工作)是關於執行2D平面上的內容。現在,今天,向前邁進,我們需要做不同的事情。

“我們需要同時有產品設計師,製造系統設計師和供應商在桌旁,以將他們的所有經驗和智慧帶到解決方案中,從而既涉及設計師,也涉及可製造性。”

儘管他說的是“桌子”,但他可能指的是一種數字化協作方法,這是空中客車公司投入大量資金的另一個領域。

關於空中客車公司的學習曲線,有趣的是,它是如此之多是新事物,而且之前沒有人做過。是的,汽車和其他行業可能會提供一些有價值的見解,但是鑑於空中客車公司現在是全球領先的商用飛機製造商,它必須找到自己的前進之路。

因此,Hangar 245不僅是一個完全可操作的生產設施,還是一個創新中心,設有一個部門,用於研究和培訓協作機器人,虛擬現實和增強現實等領域的工人(如上圖所示)。

沃爾特稱這為空中客車數字化和自動化之旅的“學習與探索”方面。

他說:“自從我們從這個機庫從頭開始以來,我們就有機會思考並重新考慮工作站的流程和佈局。”

“因此,我們的目標是優化生產,減少員工的工作量並縮短交貨時間。”

 

數字化與人工智能

儘管我們並未在此功能中深入研究運算的計算方面,但這無疑是一個廣泛而有趣的話題。 (一篇文章只能做很多事情。)

Schoellhorn認為,空中客車公司的所有數字流程都已集成到一個系統中,整個流程都使用人工智能來優化所有內容。由於AI本身一直在經歷各種變化並不斷發展,因此這種趨勢可能會持續並增長。

Schoellhorn說,該公司的目標是在整個運營過程中實現“數字連續性”。

他說:“ PDM(產品數據管理),ERP(企業資源計劃)和MES​​(製造執行系統)都使用數字數據作為輸入。”

“機器人都已連接,傳感器都已連接,所有數據都被捕獲,並且我們有一個AI增強的骨干係統。”

我發現在如此大的設施中看到這麼少的人類工人很有趣。儘管它們也不太可能及時消失,並且Hangar 245會成為由AI在整個地方運行的完全自動化的設施,但可以肯定地說這是一個人類和機器協同工作的網絡物理系統,並且該描述可能只會變得更貼切。

未來幾年,空中客車的轉型過程將非常有趣,而且機器人技術和自動化新聞的網站很高興能看到一切都結束。

 

圖文參考: robotics & automation news


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