A350机头制造工厂

Stelia Aerospace  小镇位置，生产厂房

STELIA Aerospace ，Méaulte（米尔特） 位于巴黎以北1.5 小时车程，占地49 公顷， 拥有150000 平方米的生产空间，2018 年为空客A320 、A330 、A350、A380 和A400M 交付了860 个机身部分。

AFP 机身外壳

在使用科里奥利 AFP 系统铺设后，为第 12 节和第11/12 节下部单元的 CFRP 壳体结构准备热压罐固化

连续检查

各种系统用于连续监测 AFP 过程，在一个洁净室控制中心进行管理。

工业规模组装

固化的 CFRP 外壳被装载到搬运工具上，并通过组装步骤进行运输， 包括机器人钻孔和紧固件安装

      STELIA Aerospace （法国图卢兹）  在全球拥有 7000 名员工，  2018 年收入 22 亿欧元，   明确表示其主要产品和行业地位：欧洲第一/第二。航空结构全球排名第3，飞行员和机组人员座椅全球排名第一，头等舱和商务舱乘客座椅全球排名第三。

      STELIA Aerospace 对复合材料的使用延伸到空客   A350 前机身部分、 ATR 涡轮螺旋桨飞机的机翼、各种 直升机结构和一些座椅产品，包括其最新的 OPAL 座椅。复合材料生产设施包括法国的 Méaulte （大机身部分）和 Salaunes（较小的复合材料零件）工厂， 摩洛哥 和突尼斯的小零件和组装工厂，   以及加拿大新斯科舍   省卢嫩堡的大西洋复合材料工厂的飞机、国防和太空用各种复合材料零件。

       STELIA Aerospace 是通过 2015 年前两家空中客车 子公司 Aerolia 和 Sogerma 合并而成的。其位于巴黎以北 1.5 小时车程的 Méaulte 工厂占地 49 公顷，拥有150000 平方米的生产空间、 1500 名员工和 500 名分包  商，是空客供应链的关键部分。  STELIA Méaulte 通讯   经理 Francois Fournier 表示，其小镇位置掩盖了其生产厂房，   “2018 年为 A320 、A330 、A350 、A380 和A400M 交付了 860 个机头机身部分 ” 。他是我参观该   工厂“ 未来工厂”A350 机头机身生产和 STELILAB 研  发设施的向导，陪同我参观的还有 STELIA Aerospace    Méaulte 公司研发制造、组装与自动化、复合材料与数  字工厂负责人 Olivier Canal 和 STELIABB 公司研发复合材料制造负责人 Simon Maire Vigeur。

     “未来工厂”

         在现场总部大楼的介绍性演讲中， Fournier 解释    说， STELIA Aerospace 已经投资于未来的技术， 如数   字制造和自动化，包括用于提高生产效率的增强现实/虚拟现实， 以及用于更高效组装的机器人/cobot。Canal 指出：“ 未来是复合材料和金属结构。   ” 。“ 我 们正在努力定义未来的解决方案， 不是为了取代我们的员工，  而是为了让他们更有效率。 ”

        五年前开始的“未来工厂”计划可能是这种效率   驱动的最佳例证，该计划旨在满足 A320 和 A350 生产   的需求。该项目的项目经理 Canal 回忆道：  “ 我们接受 了这个场地的新工业战略。 ” 。“ 我们希望能够满足   可变的生产率，并开发出灵活的工具，我们可以从一个项目调整到另一个项目。 ”

       这种反思的另一个结果是将建筑专门用于特定的  项目。 Canal 说： “ 每种飞机都有一条生产线和一个团 队，并采用精益制造方法进行设计，重点是消除劳动力、移动、材料和工艺方面的浪费。 ”STELIAAerospace 还重新设计了 A320 生产线，并使生产率提   高了 10-20%，“ 这实际上是一个显著的改进， ”Canal 说。 “ 我们在 2.5 年的时间里实现了这一目标，改变了 该工厂 50%以上的生产足迹，同时保持了生产和 100% 的准时交付，同时没有质量损失。 这一成功归功于   高层管理层的支持，  “但我们也努力让工人拥有所有权， ”他指出。

      Canal 解释说， 30000 平方米的 A350 生产大楼的设计是由流量决定的，   以其 U 形为例，原材料从一端进入，成品机身从另一端离开。他说：“ 我们 A350 结构生产的一切都在这座大楼里，从开始铺放到最终组装。例如， 这很重要， 可以快速轻松地发现和解决任何质量问题。 ”。

      对于 A350， STELIA Aerospace 生产机头机身部分  11，它是全金属的，   以更好地抵抗鸟类撞击损伤，以    及用于部分 12 和部分 11/12 下部单元的复杂金属/复    合材料混合组件，包括机头起落架舱。 Fournier 展示了 STELIA Aerospace 的“ 未来工厂 ”视频，指出了脉冲    线，就像用于汽车组装的脉冲线一样。 Canal 说： “ 我 们建立了一条示范生产线，让工人们能够对这条移动   生产线进行培训并揭开其神秘面纱，它以特定的节拍工作，以满足全速生产。 ”。

      另一个方面是数字技术。 Canal 说： “ 数字解决方 案使我们能够将所有的技术原理图和步骤都放在平板电脑上，  并确保每个部分都能访问最新的 3D 模型。 ”。因此，员工可以随时了解关键细节和变化，  而管理人员则可以轻松地了解潜在问题。  Canal 指出： “ 我们还开发了增强现实技术来帮助组装，   例如，投影到机身外壳上，显示哪些零件和附件将在哪里制作。 ”。他补充说，   检查 cobot 用于完成成品截面的3D 扫描，  然后将其与数字模型进行比较，识别任何异物或缺失零件、质量问题等。

      我们的参观始于 A350 生产大楼的洁净室，   科里奥 利（法国魁北克）自动化纤维铺设（AFP） 机器在这里为 11/12 节下部单元铺设大型碳纤维增强聚合物（CFRP） 机身外壳，   为 12 节铺设顶部和两侧外壳。然后将这些外壳与预制桁条匹配， 真空装袋并在热压罐中固化。固化后，   它们被修剪并装载到搬运工具上，以便在组装的所有步骤中轻松运输，包括机器人钻孔和紧固件安装。  每个面板都使用自动无损检测（NDT） 进行检查。完成的组件被交付到位于法国圣纳泽尔的空客机身装配线。

      STELIALAB

       下一站是占地 2000 平方米的 STELILAB 研发中心，该中心位于 IndustriLAB 的左半部分，  IndustriLAB 是一个区域技术和培训设施，位于 STELIA 封闭式综   合体的南部。 STELILAB 的活动致力于复合材料、组装和数字技术。

      这里的旅程再次在 salle blanche（洁净室）开始，这是一个相当大的开放式房间，   里面有装袋用品和铺放工具。 Simon MaireVigueur 解释说， 该集团的使命是 为大多数大型复杂零件确定低成本、大批量生产的未   来。热固性复合材料的工业化包括高速 AFP 和液体树  脂注入（LRI）工艺，   包括树脂转移模塑（RTM），用 于大型封闭式箱形结构，如机翼部件、水平尾翼平面和垂直尾翼平面。

      离开洁净室，我们进入 AFP 室，这里有一台科里   奥利机器， 可以放置长达 4 米的零件。 Maire Vigueur 指出，它专门用于研发， 每年有 200 多天被占用。

     STELILAB 开发了一种集成 AFP 制造的干加劲肋和使 用烤箱或自加热工具从不用热压罐固化（OOA）的蒙 皮的工艺。MaireVigueur 说： “ 我们更喜欢注射压力较低的 LRI，因为我们可以使用更便宜的工具。 ”。

     TPC 路线图

       作为 ARCHES TP 开发计划的一部分，该 AFP 机  器还用于铺设全热塑性复合材料（TPC）直升机机身/ 尾梁演示机的蒙皮。它在 2017 年巴黎航空展以及 2018 年和 2019 年的 JEC World 上展出，  使用 8 束 0.25 英寸宽的碳纤维/聚醚酮酮（PEKK） 带和激光加热制成。MaireVigueur 指出：  “ 我们在上篮时将雷击保护与AFP 集成在一起。 ” 。“ 蒙皮是用 Kapton 装袋膜OOA 固化的，这实际上不是很方便。 ” 欧米茄形桁条是由 Aviacomp（法国图卢兹）冲压成型的单向胶带平板制成的。同样的工艺也用于框， 但使用由 Porcher（法国 Badinières） 提供的编织材料制成的板， 并在Cetim （法国南特）冲压。虽然框架是以标准方式机械固定的，  但桁条是使用自动动态感应焊接连接的。MaireVigueur 指出：  “ 这使得成本更低，设计有了新 的可能性。 ” 。“ 我们还演示了连接点的二次成型，例如电气线束。 ”

       当被问及该项目的挑战时， Maire Vigueur 列举了   铺放、焊接和 15 个月的时间表。他补充道：  “ 即使在编织材料没有太大变形的情况下实现冲压也不容易。 ”。虽然尾梁的设计是由 STELIA Aerospace 的图卢兹设计办公室完成的，但所有的生产都由STELILAB 监督。然而，ARCHES TP 只是 STELIAAerospace 热塑性复合材料路线图中的一步。该公司继续开发 TPC 技术，以在接下来的几年里证明全尺寸TPC 机身的可行性。

       重新设想未来的航空结构

        离开 AFP 的房间，参观团穿过一个非常大的开放 大厅，大厅被临时墙分割成安全的“开发单元”，以  保护知识产权。穿过大厅向左转， 我们到达了一个区域，那里有一个小型 Scholz（Coesfeld，德国）   热压罐，温度可达 450°C， 还有一台用于树脂注入的注射 机。 Maire Vigueur 解释道：“ 因为我们的路线图是不   用热压罐固化，所以我们实际上像烤箱一样使用热压罐，在没有压力的情况下固化热塑性复合材料。 ”。有一个带窗帘的装饰室，旁边有一个装有无损检测设备的区域， 包括一个小型 C 扫描系统。

       我们再次转身，进入一个大型测试实验室。  Maire Vigueur 说： “ 我们可以研究抛光横截面，以进行质量 控制、材料和工艺调查。 ” 。该实验室还配备了一个用于坐标测量的 Romer（Hexagon ManufacturingIntelligence， Shropshire， 英国）臂， 以及用于纤维体积比、硬度和化学测试的设备。 MaireVigueur 指出：“ 我们研发团队中的所有工程师都能够自己进行材料 和工艺控制。 ” 。“ 我们对他们进行培训，   使他们能 够从设计到制造，再到最终零件的检查和测试。这对 于了解整个过程非常重要，并能够快速评估可疑问题及其原因。设计与制造和质量测试密不可分。”

       最后一站是其中一个隔离区内的大型自动化实验  室。简单地看一眼里面就可以看到使用机器人和机器  人探索新装配的工作。 Canal 说： “ 我们正在考虑进一步开发更小、更实用的工具，并试图想象如何更快、更低的成本将零件组装在一起。 ” 。“ 我们的文化是突破界限和开拓新天地。我们一直是实施机器人技术 的领导者， 现在我们是推动复合材料技术的领导者。 我们已经证明了我们重新思考和展望未来的能力，我们永远不会停止。  ”

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                                              注：原文见， 《 Plant Tour: STELIA Aerospace, Méaulte, France  》

                                                                                           2019 ．6 ．3 .

                                                                                                                                          杨超凡    2023.12.20