摘要:作为其长期全球战略的一部分,6号工厂不仅仅是一个单一的工厂,而是FACC的飞机内饰卓越中心,这是提高产量、实现内饰灵活性和未来增长的新复合材料技术的关键。
作为其长期全球战略的一部分,6号工厂不仅仅是一个单一的工厂,而是FACC的飞机内饰卓越中心,这是提高产量、实现内饰灵活性和未来增长的新复合材料技术的关键。
FACC AG 6号工厂距离克罗地亚首都萨格勒布30公里
FACC AG(奥地利Ried im Innkreis)是一家全球一级供应商,专门从事复合材料和轻质结构,涉及多个部门,包括发动机和吊舱、航空结构和机舱内饰。该公司在维护和维修操作(MRO-maintenance & repair operations)和先进空中机动(AAM-advanced air mobility)领域也取得了成功。自CW 2014年在奥地利巡演1-4号工厂以来,FACC的年收入大幅增长,达到8.845亿欧元,在四大洲的15个地点拥有3800多名员工。虽然FACC的大部分生产仍在奥地利,但其20多年来的愿景一直是全球投资,包括其在中国和印度的姊妹公司FESHER Aviation,通过与塔塔先进系统有限公司(TASL,海得拉巴)的持续合作,FACC于2009年开始为罗尔斯·罗伊斯发动机制造复合材料部件。
FACC杂志《BEyond》7月刊指出,“印度正在崛起”,“作为制造和服务地点,印度具有巨大的潜力”,“是FACC进一步实现供应链多元化的有吸引力的地点”。事实上,利用这些地点进一步加强其灵活性和弹性是该公司实现到2043年帮助满足全球对42000多架新商用飞机的需求并利用持续增长机会的愿景的关键。
FACC还投资于新技术,该技术被公认为2025年JEC复合材料创新奖航空航天类别的决赛入围者,该奖项是由热塑性复合材料(TPC-thermoplastic composites)在混合成型工艺中制成的航空发动机出口导叶。FACC认识到TPC在其所有业务中的潜力,自2021年以来一直是热塑性复合材料研究中心(TPRC)的成员,并参与了使用数字技术推进TPC零件回收的COMPASS项目。
复合材料内饰的传统与未来
FACC于20世纪90年代初开始开发MD-95飞机内饰。它现在为每个主要的航空航天OEM提供飞机内饰,包括厨房、卫生间、侧壁、行李箱、隔板/分隔物、天花板、入口和驾驶舱的复合材料部件和组装模块。对于这些产品,FACC正在追求其BIOS未来客舱概念。
FACC首席执行官(Robert Machtlinger)解释说:“我们目前正在研究生物基树脂,以取代目前使用的酚醛树脂。”。“我们的目标是生产更可持续的产品,既能保持轻质和耐用性,又能提高我们的工艺效率。我们已经在几个小批量应用中成功地试验了这种树脂,包括更好的表面光洁度。”
FACC飞机内饰生产自2024年年报
“如果我们想在复合材料方面实现真正的飞跃,我们需要采用新技术。”
“TPC材料也可以使用,”他继续说道。“我们已经看到汽车仪表板等零件出现这种情况一段时间了,这些零件是从模具或压力机中出来的,表面光洁度已经集成在一起。这种方法可以消除表面处理和涂漆等操作,但在我们的制造和客户定制选项方面也提供了更大的灵活性。为了满足全球飞机需求,生产率必须继续提高。如果我们想在复合材料方面实现真正的飞跃,我们需要采用新技术。目前的材料和工艺不可能有重大改进。”(见下文“新型复合材料的未来,内饰的增长”中的进一步讨论。)
马赫特林格说:“当新技术应用于飞机内饰时,它将被送往克罗地亚的FACC 6号工厂。”萨格勒布附近的这座15000平方米的工厂是该公司长期的飞机内饰卓越中心,有扩展的空间,专注于满足大型商用飞机高质量内饰大规模生产的需求。
6号工厂—卓越室内设计中心
FACC 6号工厂正在生产飞机内侧壁
FACC第6工厂首席财务官马蒂亚·费里奇(Matija Ferić)(“FEH-reej”)解释道,作为其扩大国际足迹战略的一部分,FACC决定在新冠肺炎爆发前在克罗地亚投资。“该公司向前迈进,相信产量会恢复然后增加,并于2021年完成了第一阶段的建设,第一批零件于当年12月交付。第二阶段的扩建始于2023年夏天,于2024年9月完成。”
FACC 6号工厂首席运营官埃德温·布尔奇(Edvin Brčić)(“BUR cheej”)补充道:“我们现在有400多名员工”,并指出其85-90%的产量用于空客内饰。
费里奇说:“这个工厂的设立不仅仅是为了一个工厂,而是为了在FACC的全球制造业中发挥重要作用。”。“我们已经建立了坚实的基础,并表明我们可以实现提高产量的目标。尽管我们仍然缺少整个流程链的一些步骤,比如压力机,但这也在向前发展。”
提高自动化的途径
马赫特林格解释说:“我们想首先在克罗地亚建立的工艺是最劳动密集型的,主要是表面处理,以确保内部组件为最终饰面的应用做好准备。”。“现在,这个最后的完成步骤已经在6号工厂通过新的涂装线实现了自动化(见下面的“自动化涂装线”)。但是砂光和填充的表面处理操作很难自动化。我们确实对此进行了调查,但仍有许多具有圆角区域的零件难以用机器人打磨,需要人手的技能。我们发现,机器人只能取代大约10%的工时。最后,实现客户想要看到的外观和感觉仍然是一个非常手动的过程。”
“因此,我们的首要任务是实现前装流程的自动化,”他继续说道,“包括零件的叠层和冲压成型以及冲压机的装载和卸载。这就是我们现在正在做的事情,我们看到了通过相对简单的自动化降低成本和劳动力的真正优势。所需的剩余劳动力将与这种自动化相结合,以达到商用飞机内饰供应链绩效的下一个水平。
6号工厂的设计可容纳9台压力机。
到目前为止,室内用层压板已在奥地利的2号工厂压制,并运往克罗地亚的6号工厂。“第一台新压机将于今年晚些时候安装,” 布尔奇说,并指出6号工厂的设计可容纳9台压机。“在第一台压机投入使用后,我们将不再从2号工厂接收零件,而是采购预浸料和蜂窝材料,并压制我们自己的零件。”
费里奇补充道:“我们还考虑在未来安装一个洁净室和热压罐,这将扩大我们可能的产品组合。”
布尔奇说,当前工艺链中的操作包括数控铣削、预装配和表面处理,包括填充、腻子和打磨,“然后组装接线、支架和许多其他零件,然后检查最终组件并运往奥地利的FACC,其中一些被进一步集成到更大的模块中,然后被送往空客的最终装配线。
最终组装后的一个更复杂的组件表明了为什么这里的自动化很困难,但未来可能包括与技术人员一起工作的协作机器人。
马赫特林格指出:“这些装配操作也不容易自动化。”。“今天的6号工厂似乎主要使用手动工艺处理大量零件,但一旦压力机和自动喷漆线全速运转,再加上我们的数控操作,该设施将在手动和自动操作之间更加平衡。我们还可能增加一些与人一起工作的协作机器人,以帮助优化流程链末端某些装配操作的时间和成本。”
“内部不像飞机结构那样标准化……每家航空公司都有自己的座位、行李箱、卫生间等配置。”
费里奇说:“另一个问题是,内饰不像飞机结构那样标准化。”。“例如,每家航空公司都有自己的座位、行李箱、卫生间等配置。因此,即使该行业要求更高的整体生产率,也必须制造许多不同系列的零件,这增加了复杂性并降低了标准化程度。”
马赫特林格指出,FACC的方法是尽量保持产品的标准化,以最大限度地提高生产产量并降低成本。“在CNC加工之前,每种飞机型号的所有衣帽架、天花板和行李箱门基本上都是相同的,有时甚至在多个型号之间也是如此。但是一旦我们钻孔并进行定制修整,那么我们就已经使产品符合汉莎航空或法国航空的个别规格。请注意,从那时起,我们只需要2-3天的时间来完成零件并开始准备装运。”
工厂布局、产能、培训和质量体系
从一楼的会议室,我们进入连接所有生产区的主走廊。费里奇指出:“当我们与弗劳恩霍夫研究所合作设计这个设施时,我们设计它是为了减少非增值步骤。零件通过该设施从北向南直接流动。”
工艺链从区域1接收来自奥地利的压制层压板和零件毛坯开始,经过数控加工(区域2)和预装配,包括腻子/填充、砂光和表面处理(3-4)以及自动喷漆线(5),然后是总装(6)和物流(7)。总装区有一个地面,用于存放更大、更复杂的零件,还有一个夹层,用于存放较小的零件。区域3-5是最大的,也是劳动密集型活动最多的区域,所有区域都有检查门,零件必须通过质量检查才能继续进行。
在这里,我们与航空航天工程师兼项目经理布鲁纳·尤里奇(Bruna Jurić)(YOO reej)和工艺/制造工程师伊万·辛德里奇(Ivan Cindrić)(TSEEN dreej)一起。“我们的工程团队目前有45人,主要专注于生产,” 尤里奇说。“我们与奥地利的研发团队进行了一些合作,尤其是与那里的主要工程办公室,并与6号工厂完全连接。”
“今年,我们将达到目前产能的60%,即100万个生产小时。”
随着该工厂的不断发展,工程团队将增加,预计到2028年将达到近600名员工。尤里奇说:“这是我们100%产能利用率的目标。”。“今年,我们将达到目前产能的60%,即100万个生产小时。”
他补充道:“20世纪90年代,克罗地亚是世界第二大船舶生产国。”。“它已不再运营,但我们能够轻松扩大我们的生产团队,将关键人员派往奥地利接受培训。他们回来后会培训他们的工作组。我们保持严格的培训模式。”
该模式也是该网站企业资源规划(ERP- enterprise resource planning)软件的一部分。每个部分都有一个条形码,可以进行跟踪。费里奇说:“我们可以看到每个部分在哪里,谁在做,在每个领域花了多少时间,预计完成日期,以及其他关键绩效指标。”。关于培训模式,工人将扫描他/她的徽章和零件的条形码,然后检查要完成的生产步骤。他解释说:“如果你没有完成这一步的培训资格,你就不能胜任这项工作。”。“这实现了可追溯性,这是关键。我们知道使用了哪些材料,哪些操作员在每个零件上工作,以及每个组件中安装了哪批组件。”
层压板和CNC加工
区域1的进料零件和层压板包括门框衬里的手工叠层/热压罐固化部件(左)和行李箱门的压制玻璃纤维/酚醛树脂预浸料和蜂窝芯弯曲板(右)
我们的旅程从1区开始,在那里检查所有进厂零件和层压板。清除的零件被送往CNC铣削,而损坏的零件则被送往返工。“我们不会报废很多零件,” 尤里奇指出,“这对于减少浪费非常重要,不仅是为了成本,也是为了我们的环境足迹。我们试图通过自己修复来节省每一个零件,例如芯拼接边缘有分层或孔隙的零件。”
辛德里奇展示了门框衬里的手工叠层/热压罐固化组件和行李舱门的压制层压板。在整个旅程中,我们将跟踪这些垃圾箱门的进展。
2区左侧有三台铣床
接下来,这两个零件将通过一个大型卷帘门进入2号区域进行数控加工。右边是一台大型数控机床(FFG Jobs,Eislingen,Germany)和一个空间,可以在需要时安装第二个这样的工作站。左边是三台铣床(EIMA,Frickenhausen,德国)。还有许多带有加工夹具和固定装置的架子。
辛德里奇说:“对于每台铣床,我们都有一个正在加工的工作台和一个正在装载的工作台,这样当一个零件完成时,下一个零件就准备好了,以帮助最大限度地提高机器利用率。”今年将再安装一台数控铣床,所有机器都将连接到工厂的ERP和跟踪系统中。
预装配区域3和4
行李舱门现在已经过修整,在某些边缘上具有特定的半径,并按照空客和航空公司的规范安装了插件
门框衬里部件正在预装配区域3的一个部分粘合成更大的模块
接下来,我们进入预装配区。当我们走进这个区域时,我们看到左侧和前方的一些腹部整流罩是A320冲压进气口—这个前向进气口是飞机环境控制系统(ECS-environmental control system)的一部分。行李舱门现在已被修整,在某些边缘上具有特定的半径,并在其玻璃纤维增强酚醛预浸料和蜂窝芯层压板中安装了插入件。
预装配区域3内有两个侧面。左侧是紧固件插入件的安装和修整,右侧是多个复合材料部件粘合成较大单元的区域。这些在这里的两个烤箱中固化1-2小时,在这个区域的后面有另一个烤箱,在那里完成返工。一些部件,如冲压空气入口,也结合了外部部件,如塑料出气口面板,它基本上是一个通风盖。
在这个分隔间的后面是调试区。这是第二个此类区域,零件在移动到设施预装配部分的下一个隔间之前必须通过检查。我们走进正在修理零件的返工区。这可能包括边缘填充。例如,如果零件边缘的芯拼接粘合剂断裂或有孔隙,则用粘合剂填充边缘,固化并打磨。
预装配区域4包括打磨、腻子和填料应用。大多数零件都会经历两到三个周期的这些步骤
这些行李箱门显示了第一和第二个循环之间的进度,最顶部有一层腻子,底部有第二层腻子
预装配中的相邻区域4包括涂抹腻子和填料,然后进行打磨。大多数零件需要两到三个周期的这些步骤。辛德里奇举了两个部分来说明周期之间的进展。上面的那个已经过打磨,并涂上了第一层腻子,其边缘形状达到了指定的半径。底部有更多的填料层和第二层腻子。当我们沿着大厅走下去时,左边是打磨区,尽头是除尘站。我们右侧的大型卷帘门允许将涂有腻子和填料的零件直接运送到砂光间。
我们在除尘站右转,打开一扇门进入腻子和填料区。左侧的一个封闭房间是将填料喷涂到零件上的地方。这个隔间的其余部分包含各种工作站,工人可以在那里将腻子涂抹到各种零件的特定区域。右侧的大型卷帘门允许零件首先干燥,然后被运送到砂光间。然后,这些零件将通过除尘站,并在需要时再次循环通过填料和腻子。
在这里,尤里奇展示了一个生产KPI板,标题为数量、节拍、错误和标准。数量显示该区域的所有员工以及当天的所有工作任务。Takt跟踪各种操作的循环时间。错误显示了过去几周的首次通过率和质量水平,而标准则跟踪了这一领域的安全和内务管理/清洁情况。她解释说:“我们的想法是让工人参与进来,每天召开第一班和第二班会议,跟踪我们的生产和绩效。”。“我们也希望得到他们的想法,因为他们是工作和岗位上的专家。我们希望认可他们的能力,鼓励他们做出贡献,并实现持续改进。我们还计划在未来将这些KPI板升级为数字版本。”
自动化涂装线
我们离开这个区域回到除尘站旁边的大厅,穿过一个气闸进入5区,那里有油漆作业。从这个区域的前面,我们可以看到非自动化操作延伸到左边的后面。到目前为止,这些都是常态,包括用于涂底漆和面漆的小房间。零件喷涂后,在几个烤箱之一中干燥。
该领域的核心是由Giardina Group(意大利Figino Serenza)提供的新的自动化涂装线,这是该工厂最大的设备投资。辛德里奇指出,较小数量和更复杂的几何形状零件不是自动化的优先事项,并将继续以传统方式进行涂漆。“但乘客看到的表面上的零件对航空公司来说非常重要,对我们来说也是数量最多的。我们自动化了这些零件的最终涂装,以提高可重复性,减少人为错误,提高工艺稳定性。”
操作员演示了自动喷漆线,将行李舱门装载到输送机上。
在克罗地亚的FACC 6号工厂,油漆是由机器人喷漆枪喷涂的然后,通过两个机器人喷漆枪将油漆喷涂到零件上。
将零件放入自动干燥炉中
行李舱门自动喷漆线
该过程通过几个步骤完全自动化。例如,行李箱门首先会有一层干燥的光滑层,然后是一层纹理涂层,油漆以一种斑点图案沉积在那里。门的两侧都涂了漆,但只有它们的外部涂了纹理涂层。尤里奇指出,为垃圾箱门实现这种表面纹理一直是一个挑战。“我们的油漆工已经学会了如何手工完成这项工作,但在自动化系统中,必须通过优化各种参数来配置,以实现空客及其客户指定的最终完成。”
一位操作员为我们演示了自动化生产线。“首先,他将把零件装载到输送机上,” 辛德里奇说。“我们可以在一个托盘中安装六个门,并在一排中安装多个托盘。然后,他选择要使用哪种油漆。油漆由系统使用自动搅拌机制备,然后送至油漆枪。油漆和工艺规范已输入系统,用于正在涂漆的特定零件,如行李舱门。”
尤里奇补充道:“在开始喷漆之前,这些零件会被扫描几次,以检查它们的几何形状和位置。”。然后,机器会涂漆。接下来,零件被放入快速烤箱。之后,涂覆第二层纹理涂层,然后进行另一个闪蒸炉循环,然后在干燥炉中进行最后一个循环。操作员可以看到每个工艺阶段和所有工艺参数的状态。例如,在闪光烤箱中,涂漆的门会经历多个步骤,操作员可以跟踪这一过程。尤里奇指出,如果不故意超控集成安全系统,烤箱在操作过程中就无法打开。
辛德里奇说:“成品零件然后被送到这里的检查站,一旦通过这个质量门,它们就会进入相邻区域进行最终组装。”。每个零件都经过光泽检查,并用光谱法检查厚度,以及针孔、划痕或其他缺陷。
最终组装
一个自动化系统应用热量和真空,用耐用的热塑性箔完成侧壁板。
在区域6,较大的零件在底层进行最终组装,较小的零件在夹层进行最终组装
最终装配站的特点是数字系统的屏幕,技术人员扫描零件的条形码,调出所有相关的图纸和硬件清单.
辛德里奇说,该地区是二期扩建的一部分。“仍有一些空白,但很快就会被填补。除了组装,一些零件还将获得最终的装饰层压板。”例如,侧壁没有涂漆,而是涂上了像Tedlar这样的聚合物薄膜,以获得最终耐用、美观的表面。辛德里奇补充道:“我们对装饰性热塑性箔进行加热和真空处理,使其与复合材料侧壁相一致。”
我们走上楼,来到延伸穿过这个最终组装区大部分的夹层,那里安装了电线、泡沫缓冲器和插件、灯、支架和其他组件。辛德里奇说:“我们还将多个复合材料部件组合成一个模块。”。“我们为每个零件装配使用特殊的夹具。工人可以使用与所有相关规格相关的内部材料编号,在每个工位的屏幕上调出他们需要的所有图纸。”
尤里奇补充道:“他们扫描条形码以输入工作编号,然后调出所需的一切,包括零件和硬件列表。这个系统中的所有内容都会自动更新,这是减少问题的关键,因为零件修订非常频繁。”
带五金件的成品行李箱门
更复杂的装配说明了为什么这里的自动化很困难,但未来可能包括与技术人员一起工作的协作机器人
我们从夹层下来,朝大楼的前部走去,那里是组装零件和模块的最终检查站。从这里,我们向左走,穿过一扇门进入7区进行物流,在那里准备零件运往奥地利FACC。
该部分分为建筑物的前部,在那里接收入境辅助材料、硬件、耗材和其他用品,并将其存放在大型落地式货架上。包装在箱子或特殊容器中等待装载到卡车上的成品零件位于建筑物后面的区域。尤里奇指出,卡车每天都有装载和离开,有时一天多达四次。
新型复合材料的未来,内饰的增长
当我们走回工厂的前厅时,费里奇指出,这里的克罗地亚劳动力已经形成了一个强大的团队。“他们是富有创造力的问题解决者,乐于讨论,总是平易近人,愿意倾听。我们是一个非常精简和快速发展的企业。虽然这带来了许多挑战,但能成为这个团队的一员,不仅开辟了这个新网站,还开辟了FACC的新愿景,这也令人兴奋。”
费里奇补充道:“我们位于奥地利之外,但与奥地利完全相连,并复制粘贴了其标准和系统,以实现FACC的全球质量输出。”。“我们正在继续扩大生产规模,当我们扩建时,我们将把该设施的布局镜像到相邻的建筑中,但随着飞机行业的不断变化,我们将提供额外的功能和改进,以进一步提高灵活性。”
马赫特林格指出:“最终,消除飞机内部部件表面处理中的手工工作将需要新材料,因为目前的酚醛预浸料会产生太多的挥发物,并产生针孔,这需要填充和打磨操作,使表面平坦光滑,以便涂上油漆或薄膜。但原始设备制造商和航空公司都有兴趣开始使用新的复合材料技术。”
他指出,航空公司和运营商愿意为增强乘客旅行体验的定制付费的趋势。“我们已经在公务机市场看到了这一点,从长远来看,需要一种新的方法来以负担得起的成本实现这种灵活性。”
马赫特林格说,原始设备制造商也在研究如何实现定制和降低成本,“开发机身结构如何与内部配合的新概念和工艺,以减少组装时间和重量,同时提高客户的灵活性。但这也需要与当今使用的电源系统不同的接口。”他指出,一种解决方案是在飞机内部侧壁的背面打印线束,这类似于智能手机的制造方式。“这不仅消除了线束的重量,还消除了多步物流,降低了成本,简化了OEM的安装,从而有助于以可承受的成本满足飞机生产率的提高。”同样,也在探索具有模制连接配件和功能的TPC零件。
“我们看到了在NGSA之前测试新复合材料技术的机会,甚至可能在未来2-3年内。”
“这些未来技术的开发还有很多工作要做,”他继续说道,“这些技术肯定会在2035年投入使用的下一代单通道(NGSA-next generation of single-aisle)飞机上使用,但在此之前也有可能取得进步。” 马赫特林格引用了空中客车在内饰设计方面的多次升级(例如增强型客舱、空域客舱),指出宽体飞机已经服役了15年,没有新型号的计划。“客户已经在考虑可能的内饰升级。我们认为,在NGSA之前,新的复合材料技术有机会在这样一个中间阶段进行测试,提供更新和新的选择,甚至可能在未来2-3年内。”
“我们看到增长即将到来,” 马赫特林格总结道。“我预计未来两年在克罗地亚进一步扩张,随着蓝图的下一阶段,作为我们的飞机内饰卓越中心,新的客户订单将流向6号工厂。”
原文《Plant tour: FACC AG, Jakovlje, Croatia》
来源:汽车情报司