工厂参观：STELIA Aerospace，法国 Méaulte

STELIA Aerospace（法国图卢兹）在全球拥有 7,000 名员工，2018 年的收入为 22 亿欧元，明确表明其主要产品和行业地位：欧洲第一/第二。飞机结构件全球第三，飞行员和机组座椅全球第一，头等舱和商务舱乘客座椅全球第三。

STELIA Aerospace 对复合材料的使用扩展到空客 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（大型机身部分）和 Salaunes（较小的复合材料零件）、摩洛哥和突尼斯的详细零件和组装以及以前位于 Lunenburg 的 Composites Atlantic 工厂的飞机、国防和太空复合材料零件，加拿大新斯科舍省。

STELIA Aerospace 是通过 2015 年两家空客子公司 Aerolia 和 Sogerma 合并而成的。其 Méaulte 基地位于巴黎以北 1.5 小时车程处，占地 49 公顷，生产面积达 150,000 平方米，拥有 1,500 名员工和 500 名分包商，是空中客车供应链的重要组成部分。 STELIA Méaulte 通讯经理 Francois Fournier 表示，其位于小镇的位置掩盖了生产基地，“2018 年为 A320、A330、A350、A380 和 A400M 交付了 860 个机头机身部分”。在 Olivier Canal、STELIA Aerospace Méaulte R&T 制造、装配和自动化、复合材料和数字工厂负责人以及 Simon Maire-Vigeur 的陪同下，他是我参观现场“未来工厂”A350 机头机身生产和 STELIALAB R&T 设施的向导, STELILAB R&T 复合材料制造主管。

“未来工厂”

在基地总部大楼的介绍性演讲中，Fournier 解释说 STELIA Aerospace 已投资于未来技术，例如数字制造和自动化，包括用于提高生产效率的增强现实/虚拟现实和机器人/协作机器人以提高组装效率。

“未来是复合材料和 金属结构，”运河指出。 “我们正在努力定义未来的解决方案，而不是取代我们的工人，而是让他们更有效率。”

五年前启动的“未来工厂”计划可能是这种提高效率的最佳例证，该计划旨在满足 A320 和 A350 的生产量增长。 “我们为该站点采纳了一项新的工业战略，”该计划的项目经理 Canal 回忆道。 “我们希望能够满足可变生产率并开发灵活的工具，我们可以将其从一个程序重新用于另一个程序。”

这种重新思考的另一个结果是将建筑物用于特定的项目。 “每条线都有一个生产线和一个团队，”Canal 说，“并采用精益制造方法进行设计，重点是消除劳动力、移动、材料和过程中的浪费。” STELIA Aerospace 还重新设计了 A320 生产线，生产率提高了 10-20%，“这实际上是一项重大改进，”Canal 说。 “我们在 2.5 年内实现了这一目标，改变了该工厂 50% 以上的制造足迹，同时保持了生产和 100% 准时交货，没有质量损失。”这一成功归功于高层管理人员的支持，“但我们也努力让工人拥有所有权，”他指出。

Canal 解释说，30,000 平方米的 A350 生产大楼的设计是由流程决定的，以 U 形为例，原材料进入一端，成品机身部分离开另一端。 “我们 A350 结构生产的一切都在这座大楼里，从开始铺设到最终组装。例如，这很重要，可以快速轻松地识别和解决任何质量问题，”他说。

对于 A350，STELIA Aerospace 生产机头机身部分 11，它是全金属的，以更好地抵抗鸟击损坏，以及复杂的金属/复合材料混合组件，用于部分 12 和部分 11/12 下部单元，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，就像用于汽车装配的线。 “我们设置了一条演示线，让工人可以培训和揭开这条移动线的神秘面纱，它在特定的节拍时间工作以满足全速生产，”Canal 说。

另一方面是数字技术。 “数字解决方案使我们能够将所有技术原理图和步骤放在平板电脑上，并确保可以访问每个部分的最新 3D 模型，”Canal 说。因此，工人可以随时了解关键细节和变化，而管理人员很容易就潜在问题得到通知。 “我们还开发了增强现实来帮助组装，例如，投影到机身外壳上，显示要制造哪些零件以及在哪里制造附件，”Canal 指出。他补充说，检查协作机器人 用于完成成品部分的 3D 扫描，然后与数字样机进行比较，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（法国奎文）自动纤维铺放 (AFP) 机器在那里铺设大型碳纤维增强聚合物 (CFRP) 机身外壳，用于 11/12 部分下部单元和顶部和第 12 部分的两个侧壳。然后将这些壳与预制纵梁配合，真空袋装并在高压釜中固化。固化后，它们被修剪并装载到处理工具上，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。完成的组装件交付到位于法国圣纳泽尔的空中客车机身组装线。

STELIALAB

下一站是占地 2,000 平方米的 STELIALAB R&T 中心，该中心位于 IndustriLAB 的左半部分，IndustriLAB 是一个区域性技术和培训设施，位于 STELIA 门控综合体的南边。 STELIALAB 的活动致力于复合材料、组装和数字技术。

这里的游览在 salle blanche 再次开始 （洁净室），一个相当大的开放式房间，里面有装袋用品和上篮工具。 Simon Maire-Vigueur 解释说，该集团的使命是确定低成本、大批量生产大多数大型复杂零件的未来。热固性复合材料的工业化包括高速 AFP 和液态树脂灌注 (LRI) 工艺，包括树脂传递模塑 (RTM)，用于大型封闭箱体结构，如机翼部件、水平尾翼和垂直尾翼。

离开洁净室，我们进入 AFP 室，里面有一台科里奥利机器，可以铺设长达 4 米的零件。专用于 R&T，Maire-Vigueur 指出，它每年被占用超过 200 天。 STELIALAB 已开发出一种工艺，可将 AFP 制造的干燥加强筋和使用烤箱或自加热工具从高压釜 (OOA) 中固化的表皮集成在一起。 “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，”Maire-Vigueur 说。

TPC 路线图

作为 ARCHES TP 开发计划的一部分，这台 AFP 机器还用于铺设全热塑性复合材料 (TPC) 直升机机身/尾梁演示器的蒙皮。它在 2017 年巴黎航展以及 2018 年和 2019 年的 JEC World 上展出，采用 8 束 0.25 英寸宽的碳纤维/聚醚酮酮 (PEKK) 胶带和激光加热制成。 “我们在上篮时将雷击保护与 AFP 集成在一起，”Maire-Vigueur 指出。 “皮肤是使用 Kapton 袋膜进行 OOA 固化的，这实际上不是很方便。”欧米茄形纵梁由购买的单向胶带平板制成，这些平板由 Aviacomp（法国图卢兹）冲压成型。框架采用了相同的工艺，但使用的是由 Porcher（法国巴迪尼埃）提供的编织材料制成并在 Cetim（法国南特）冲压的板材。虽然框架以标准方式机械固定，但纵梁是使用自动动态感应焊接连接的。 “这实现了更低的成本和新的设计可能性，”Maire-Vigueur 指出。 “我们还展示了连接点的二次成型，例如电线束。”

当被问及该计划的挑战时，Maire-Vigueur 提到了上层、焊接和 15 个月的时间表。 “即使在编织材料没有太多变形的情况下实现冲压也不容易，”他补充道。虽然尾梁的设计是由 STELIA Aerospace 的图卢兹设计办公室完成的，但所有的生产都是由 STELIALAB 监督的。然而，ARCCHES TP 只是 STELIA Aerospace 热塑性复合材料路线图中的一步。该公司将继续开发 TPC 技术，以证明未来几年全尺寸 TPC 机身的可行性。

重新设想未来的航空结构

离开法新社房间，参观会穿过一个非常大的开放式大厅，该大厅被临时墙分隔成安全的“开发单元”，以保护知识产权。穿过大厅并左转，我们到达一个区域，那里有一个小型 Scholz（德国科斯费尔德）高压釜，温度为 450°C，还有一台用于树脂灌注的注射机。 “因为我们的路线图是固化 OOA，所以我们实际上像使用烤箱一样使用高压釜，在没有压力的情况下固化热塑性复合材料，”Maire-Vigueur 解释道。有一个带窗帘的装饰室，旁边有一个区域，里面有无损检测设备，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。 “我们可以研究抛光横截面以进行质量控制以及材料和工艺研究，”Maire-Vigueur 说。该实验室还配备了用于坐标测量的 Romer（Hexagon Manufacturing Intelligence，英国什罗普郡）臂，以及用于纤维体积比、硬度和化学测试的设备。 “我们 R&T 团队中的所有工程师都能够进行自己的材料和过程控制，”Maire-Vigueur 指出。 “我们培训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并能够快速评估可疑问题及其原因很重要。设计与制造和质量测试密不可分。”

最后一站是一个封闭区域内的大型自动化实验室。内部的简要介绍显示了使用机器人和协作机器人探索新装配的工作。 “我们正在考虑进一步开发更小、功能更强大的工具，并试图想象如何以更低的成本更快地将零件组装在一起，”Canal 说。 “我们的文化是一种突破界限和开辟新天地的文化。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。我们已经展示了我们重新思考和重新设想未来的能力，我们永远不会停止。”

下一代航空航天制造

预计未来 20 年商用航空业将翻一番，满足对客机和货机的需求将需要新技术和前所未有的制造速度。

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