Как буржуи самолеты клепают
рейтинг: +4+x

www.ato.ru
Инновация и автоматизация помогают Airbus справиться с растущими планами поставок

airbus-construction-a350.jpg
Airbus в прошлом не раз прибегал к технологическим инновациям как к средству конкурентной борьбы. Сейчас, когда компания, наконец, достигла паритета с извечным соперником Boeing, она снова обращается к передовым производственным технологиям — на сей раз для того, чтобы в полной мере воспользоваться плодами своего успеха.

Внедрение автоматизированных производственных процессов в рамках концепции "фабрики будущего" происходит на фоне рекордного роста поставок. На данный момент Airbus строит почти 55 самолетов в месяц — то есть столько же, сколько было поставлено экземпляров модели A300 за первые пять лет существования компании. Начиная с 2000 г. поставки коммерческих самолетов Airbus выросли на 60%, а с учетом того что за последнее десятилетие портфель заказов увеличился вдвое, примерно до 4950 единиц, производственные мощности компании загружены на восемь лет вперед.

По словам Йенса Гральфса, вице-президента подразделения Airbus Operations, по мере увеличения объемов выпуска различных моделей компании приходится решать серьезные вопросы, связанные с поддержанием темпов серийного производства. Для каждой модели эти вопросы свои — необходимость наращивания темпов поставок узкофюзеляжного семейства A320 в преддверии выхода на рынки нового варианта New Engine Option (NEO), разворачивание строительства новых лайнеров A350 или усовершенствование процесса сборки двухпалубного A380.

"Мы строим по 42 узкофюзеляжных самолета в месяц, то есть выпускаем по штуке каждые 7 часов", — говорит Гральфс. По его словам, темпы выпуска семейства A320 увеличатся еще на 4 машины в месяц, после того как откроется сборочная линия в г. Мобиле, шт. Алабама. К работе над первым самолетом предприятие приступит в феврале 2015 г., а поставки начнутся в январе 2016 г. Темпы выпуска модели A380, как ожидается, увеличатся с 2,5 до 3 единиц в месяц. Как отмечает Гральфс, этот самолет — лидер по трудоемкости производства.

Тем временем продолжается наращивание темпов производства модели A330. Сейчас Airbus выпускает по 10 машин в месяц и рассчитывает увеличить количество до 11. Гральфс поясняет, что темпы выпуска нового авиалайнера A350, идущего на смену A330, в перспективе должны достичь 13 машин в месяц. Всего же Airbus в прошлом году поставил заказчикам 588 самолетов, то есть средние темпы производства составили 49 машин в месяц.

Эти цифры разительно контрастируют с показателями, которые Airbus демонстрировал в начале своей истории, в 1970-е и 1980-е гг., когда самолеты A300 собирались вручную, а темпы выпуска не превышали четырех машин в месяц. "В те времена никто и помыслить не мог, что можно в принципе строить больше четырех авиалайнеров в месяц, — отмечает Гральфс. — Об автоматизации не шло и речи: просто ряды станков, привинченных к полу, и никакой гибкости производства. Конструкционные решения, применяемые при разработке нового ВС, отвечали исключительно задачам ТТХ самолета, а производственные нужды в расчет не принимались вовсе. Честно говоря, отношение к проблемам производства тогда было наплевательским".

Даже при разработке семейства A320, которое пошло в серию в 1988 г., вопросам оптимизации производства уделялось "второстепенное внимание", отметил Гральфс в своем выступлении на недавней конференции Американского общества инженеров-механиков в Калифорнии. А вот A380, напротив, "стал первым самолетом Airbus, разработчики которого равным образом учитывали соображения эксплуатационной эффективности машины и проблемы подготовки серийного производства. В эту модель изначально заложены принципы бережливого производства, что очень важно: если не позаботиться об оптимизации производства на этапе проектирования, в дальнейшем добиться этого будет очень трудно".

Уроки, извлеченные из работы по созданию модели A380 (например, в том, что касается процесса сборки композитного вертикального стабилизатора), были затем использованы в программе модернизации семейства A320, кульминацией которой стало открытие конвейерной сборочной линии для узкофюзеляжных самолетов, основанной на принципах бережливого производства. Произошло это в Гамбурге в 2006 г. Учитывая то, на какие высокие темпы производства узкофюзеляжных авиалайнеров намеревалась тогда выйти компания, "мы больше не могли себе позволить собирать самолеты на стапелях", говорит Гральфс: "Поэтому мы стали изготавливать фюзеляж и крыло на конвейере, с использованием принципов бережливого производства. Благодаря такому подходу мы лучше контролируем ситуацию с поставкой компонентов. С увеличением темпов производства ширится и количество поставщиков, а сбои в системе снабжения становятся все более критичными. Необходимость радикально изменить сложившиеся принципы производства стала источником отдельных проблем — и то же самое, пусть и в меньших масштабах, придется повторить в 2015 г., когда начнется серийный выпуск модели NEO".

С конвейера гамбургской сборочной линии каждые 7 ч сходит один фюзеляж самолета семейства A320. Применение бережливых технологических процессов увеличило темпы производства на 50%, сократив трудоемкость сборки на 33%. "Подобные технологии мы внедряем в Сен-Назаре [во Франции, где производятся передние секции фюзеляжа для A320], а также на линии сборки крыла в Броутоне [Великобритания]", — рассказывает Гральфс.

Чтобы лучше подготовиться к началу производства A350, которое сейчас разворачивается в Тулузе, Airbus развил опыт, приобретенный при работе над A380, в концепцию "цифровой фабрики". В результате удалось внедрить широкий спектр новых технологий и добиться более высокого уровня автоматизации. Увязывая конструкторские решения с производственными возможностями на стадии подготовки к производству, концепция "цифровой фабрики" помогает снизить стоимость всего цикла разработки. Организация производственных потоков, выбор необходимой оснастки и инструментов, а также детальное описание структуры производственных процессов планировались загодя в виде моделирований в электронной среде. "Мы активно использовали компьютерную симуляцию при подготовке производства A350, и в этом заключалось кардинальное отличие от нашего подхода к разработке A380 десятью годами ранее", — говорит Гральфс.

Он продолжает: "Приступая к виртуальному планированию производственных процессов, мы используем вводные данные, содержащиеся в цифровом макете. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальную эргономичность производства. Так мы сможем быстрее выйти на заданные темпы выпуска продукции, повысить производительность труда и снизить затраты на медицинское обслуживание сотрудников. По мере увеличения трудоспособного возраста средний возраст персонала растет и на первый план выходит задача предотвращения травматизма. Производство крыла A350 требует повышенной эргономичности процессов. Стрингеры в нем по толщине похожи, скорее, на железнодорожные рельсы, поэтому важно автоматизировать сборочные процессы и найти такие технологические решения, чтобы персонал мог добраться до труднодоступных участков".

Разработка A350 велась по единому цифровому макету, данные в который поступали ото всех партнеров по программе, занятых в проектировании и производстве. По мере продвижения программы макет постоянно уточняли, чтобы обеспечить непрерывный контроль над изменениями в конфигурации авиалайнера. В отличие от программы A380, в которой использование сразу нескольких цифровых макетов и разных средств проектирования приводило к задержкам производства, в программе A350 применялся унифицированный набор программного обеспечения по всему рабочему циклу, включая производство, проектирование, управление финансами, разработку композиционных материалов и многие другие аспекты. Единый цифровой макет A350 периодически обновляется и сейчас, когда программа приближается к стадии серийного производства.

Конструкционные особенности A350 привели и к разработке инновационных методов прецизионной сборки. Так, обшивка фюзеляжа состоит из крупных композитных панелей, крепящихся к силовому набору, — в отличие от Boeing 787, фюзеляж которого собирается из цельных секций. "Сборка такого фюзеляжа — очень нетривиальная задача, поскольку точность изготовления композитных панелей не так велика, как у металлических деталей. В случае с A350 проблема заключалась в том, что мы не могли использовать регулировочные прокладки при установке панелей, а без них процесс требует большой точности. Как добиться точной калибровки без сотен тонн стационарной стальной оснастки? Мы прибегли к помощи сборочной системы с ЧПУ, использующей данные цифрового макета. Так удалось обеспечить достаточную точность позиционирования", — говорит Гральфс.

Хотя методики сборки A350 и Boeing 787 различаются, оба производителя применяют сходные методы, при которых крупные сборочные единицы заранее оснащаются системами. Таким образом уменьшается время сборки самолета в целом и сокращаются текущие издержки. Например, прокладывая электропроводку, прочие кабели и трубопроводы над отсеком авионики, Airbus монтирует их на вспомогательном каркасе — в отличие от традиционного метода, при котором они крепятся кронштейнами непосредственно к поперечным балкам набора пола. "Такое решение помогло нам сократить время изготовления секции пола над отсеком авионики в носовой части фюзеляжа на 80%. Пока мы не внедрили новый подход к архитектуре, достигнуть такой модульности было невозможно", — поясняет Гральфс.
Предустановленные системы на вспомогательном каркасе пола A350

Традиционный метод (слева)
Системы крепятся к набору при помощи кронштейнов
Инновационный метод (справа)
Системы крепятся к вспомогательно­му каркасу
Предустановленные системы на вспомогательном каркасе пола A350
airbus-a350-systems.jpg

По мере того как Airbus наращивает темпы производства и повышает качество сборки, планируется дальнейшее внедрение автоматизации. Среди недавно автоматизированных производственных процессов — изготовление вставок в корневой части киля для усиления вертикального стабилизатора. Раньше эта процедура выполнялась вручную и включала процессы вакуумного формования и фрезерования. Теперь же процесс автоматизированного литьевого прессования позволяет изготавливать до 5500 вставок улучшенного качества в год, сократив сроки производства на 50%.

Еще один пример автоматизации — применение небольшого робота под названием "Гибкая сверлильная головка" (Flexible Drilling Head), разработанного испанской компанией MTorres. Перемещаясь по поверхности фюзеляжа при помощи присосок со скоростью 3,5 мм в минуту, этот стокилограммовый пятиосный аппарат высверливает круглые, удлиненные или конические отверстия и вставляет в них заклепки. Так, работая на 19-й секции фюзеляжа A380, робот высверливает в общей сложности 8500 отверстий. Аппарат помогает сократить время сборки на 45% и способен просверлить титан, стеклометаллопластик GLARE, а также иные композиционные материалы.

Гральфс, впрочем, подчеркивает, что для того чтобы по-настоящему получить преимущества от автоматизации, необходимо задействовать больше роботов в других производственных процессах. Например, у робота могут элементарно закончиться заклепки. "Значит, надо придумать, как обеспечить ему бесперебойную поставку заклепок со склада. Технически мы можем реализовать подобные задачи уже сегодня, но для этого пока нет достаточного экономического обоснования".

Внедрение автоматизированного процесса лазерной сварки при монтаже стрингеров на нижних панелях обшивки A380 помогло сократить трудоемкость процесса на 90%, снизить массу конструкции и повысить ее стойкость к коррозии. При производстве A320NEO, возможно, будет внедрена сварка трением, которую уже применяют кое-где в космической отрасли. Этот метод, который можно было бы использовать для соединения панелей обшивки и изготовления крыла, сулит снижение массы конструкции примерно на 75% по сравнению с традиционными клепочными соединениями. Airbus приступил к изготовлению первых компонентов A350 методом аддитивного производства, при котором трехмерный принтер напыляет материал слой за слоем, формируя таким образом заданную деталь. "Мы три года испытывали этот метод и остались им довольны", — говорит Гральфс. Первыми деталями A350, изготовленными таким способом, стали пластиковые кронштейны.

03 Oct 2013 10:48 (опубликовано: Jizdra)


Если вам понравилась статья, не забудьте поставить "+"

рейтинг: +4+x


Facebook vk16.png twitter_icon.png livejournal.gif mailru-share-16.png odklsmall.gif


fancy-divider.gif

Читайте далее

  • Люди, идеи и самолеты - Burvladim: Мы, конечно, живем в материальном мире, но двигают и развивают его идеи. Так ведь? Самыми важными являются, конечно, глобальные идеи, потому что они дают толчок последующим идеям, любая из которых в своем конкретном направлении тоже может...… (+20)
  • Авионика: женский взгляд на Европейский сертификат. - Долгое время работа с экспертами EASA по сертификации комплекса авионики протекала довольно вяло и всё больше в виде переписки. Конечно, были редкие встречи, эксперты EASA приезжали в Москву, летали на наших самолётах, но мы с ними особенно не...… (+20)
  • С чувством гордости и восхищения - Burvladim: Вот уже недели три, как я «сижу» на этом сайте, вычитывая опубликованные здесь статьи и комментарии. Это при том, что я не имею никакого отношения к авиации, технически крайне малограмотен, и, вообще, за всю свою жизнь самолётами летал...… (+19)
  • Презентационная раскраска самолета Sukhoi SSJ-100, 2007 - Задача На сентябрь 2007 года был запланирован первый публичный показ самолета Sukhoi Superjet. В Комсомольске-на-Амуре должна была состояться мировая премьера — выкатка первого собранного самолета. Стояла задача создать уникальную раскраску,...… (+16)
  • SSJ-115, SSJ-130 и планы на будущее - СвернутьРаскрыть Содержание 2015 Если бы получить на том же крыле, с тем же двигателем самолёт на 115 пасс. это очень весомый аргумент для а/к. Уже говорилось, что SSJ-100/115 можно «вогнать» в MTOW LR-ки. А значит, двигатель, крыло, шасси...… (+15)
  • Оптимизм или пессимизм - С авиафорума: Pipato писал: А почему,собственно, многих раздражает оптимизм некоторых участников дискуссии? Что, вы считаете, что поводов для оптимизма нет? Знаете, я тоже в недавнем прошлом так считал, когда мне довелось побывать на территории...… (+12)
page 1 of 7123...67next »
fancy-divider.gif

Случайные статьи

  • Процесс перехода технологий Суперджета на военное производство - Неоднократно сообщалось, что способы проектирования в 3D и конвертации конструкторской документации с экрана конструктора в программы для станков с ЧПУ в производстве, так называемое безбумажное производство сначала были опробованы именно на Суперджете, чтобы затем этот опыт был перенесен и на...… (+3)
  • Впечатления сочувствующего :) - Летел вчера (26.12.13) семеркой из Казани (Туда а320) . Оба раза заполение салона больше 80%. Ну что Вам сказать . Из хорошего: 1. Он летает (!). 2. Очень понравилось остекление кабины пилотов. На боингах и того меньше. При посадке видны были приборы, летчики. 3. 6й ряд - песня! Расстояние для ног...… (+10)

Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info

Пока не указано иное, содержимое этой страницы распространяется по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License