【2019年11月28日，美國拉斯維加斯】歐特克和空中客車都致力于推動先進技術的發(fā)展，以追求不斷的創(chuàng)新并塑造一個更可持續(xù)的世界。因此，兩家公司的強強聯(lián)手也就不足為奇了。雙方的緊密合作將在不久的將來從根本上改變航空航天產業(yè)的制造和建造方式。

空中客車的一個機翼工廠

近日，在美國拉斯維加斯舉辦的Autodesk University( 歐特克AU大師匯)上，空中客車詳細展示了其如何使用衍生式設計來應對復雜的工程、架構和系統(tǒng)等方面帶來的挑戰(zhàn)。解決這些挑戰(zhàn)將使該公司變得更智能、更高效、更經濟，同時還能更好地滿足員工的需求，并減少對環(huán)境帶來的負面影響。

作為目前工作的一部分，空中客車正在重新構想飛機的多個結構部件，并應用歐特克的衍生式設計開發(fā)超出性能和安全標準的更輕量的零件。在航空航天這個減輕重量就等同于減少燃料消耗的行業(yè)中，這種方法為減少航空旅行對環(huán)境帶來的不利影響提供了巨大的機會。

除了改進飛機零件構造，空中客車還將視野擴大到了零件制造的過程和空間上?？罩锌蛙囌醚苌皆O計來規(guī)劃經DGNB(德國可持續(xù)建筑評價標準)和LEED(能源與環(huán)境設計先鋒)認證的自適應工廠，并簡化物流環(huán)節(jié)，以改善員工的工作條件并提高生產率。

仿生隔板2.0

早在2015年，空中客車就發(fā)布了其首個衍生式設計概念證明原型。“仿生隔板”是下一代飛機隔離板和后座支撐結構，用于分隔乘客艙和飛機廚房區(qū)域。

最初的設計看起來大有可為——重量比傳統(tǒng)零件輕了45%，但強度相當?？罩锌蛙嚬烙?，如果將其應用在尚未交付的A320飛機上，這種新的設計方法每年可以減少近50萬噸的二氧化碳排放量。

空中客車的工作人員對仿生隔板的安置進行測試

空中客車最初計劃用金屬增材制造技術制造新的隔板。但由于制造市場中的一系列變數(shù)以及材料要求，空中客車顯然需要改變制造流程。幸運的是，歐特克衍生式設計技術正變得日益成熟，現(xiàn)已能夠在產品開發(fā)的設計階段針對多種先進制造技術進行優(yōu)化。

對于空中客車而言，這意味著他們可以使用衍生式設計為隔板創(chuàng)建一個3D打印的塑料模具，然后將零件鑄造成可用于飛行的合金。仿生隔板2.0與前代設計一樣堅固、輕巧，并且可以更經濟地批量生產。

“修改后的設計大幅提升了仿生隔板的生產可行性。目前，第一個原型已經投入生產，我們希望能在今年年底之前完成這項工作。”一直負責領導與歐特克合作的空中客車設計師Bastian Schaefer表示，“當下，工藝和技術的發(fā)展，讓我們到了可以更低的成本制造多個單元的階段。”

空中客車正在利用衍生式設計來重新考慮飛機的其他結構部件，包括A320垂直尾翼(VTP)的前緣。飛機上的VTP(或垂直穩(wěn)定器)的目的是提供方向穩(wěn)定性，并減少由側向移動引起的空氣動力學低效的情況。

基于衍生式設計的3D打印垂直尾翼

衍生式設計使團隊能夠評估數(shù)百種均符合VTP剛度、穩(wěn)定性和質量目標的設計方案。

未來工廠

由于衍生式設計對飛機部件的改進產生了積極的影響，空中客車開始探索該技術對其他業(yè)務的影響。今年年初，空中客車的團隊開始考慮如何將衍生式設計應用于其工廠的建筑設計、布局和工作流程。

首先，他們考察了A350機翼的裝配線，這條生產線需要大量的人員配置以及好幾種不同的工具?？疾斓哪康氖菫榱伺宄绾螢椴煌腁350裝配多種不同機翼而配置單個工廠區(qū)域，并優(yōu)化工具位置和行進路徑，以盡量減少擁塞情況。

空中客車開始將注意力轉向未來在其他生產機庫中使用該技術的可能概念。其目標是打造一座可擴展、自適應的工廠，以提高物流流程效率，減輕員工工作負擔，最終加快發(fā)動機組裝速度，從而滿足空中客車當下和將來的需求。

空中客車的一個引擎

空中客車的團隊確定了要使用衍生式設計系統(tǒng)進行評估的10個限制條件，其中一些條件的重要性更高，比如效率和成本。

•地塊效率——場地邊界內和建筑物占地面積之外的可用剩余空間的總量和比例

•建筑成本——對估算建筑成本至關重要的功能，包括建筑總面積、單體結構的樹立和大小，以及立面上使用的各種材料的面積

•可持續(xù)性——對于DGNB/LEED認證至關重要的功能，包括供員工使用的綠色屋頂平臺、建筑聲學、熱舒適性、生物多樣性分區(qū)、透水表面和自行車停放處

•員工工作條件——從工作站到洗手間的距離(應最小化);從會議室、咖啡吧、休息室和廚房看到的室外綠地景觀

•物流流程/涂料流/發(fā)動機流(三個獨立的限制條件)——各個工作站之間沿生產順序安排的流動路線

•客戶體驗——從大廳和其他客戶區(qū)域到裝配站和室外綠地的景觀

•日照——辦公、生產和客戶體驗的關鍵空間中的自然散射光量

•靈活性——建筑物在將來的擴建潛力，尤其是在原始場地范圍內

目前，衍生式設計為空中客車提供了兩條路徑進行考慮：占地面積超出常規(guī)的較大建筑物，或者對相同的工廠元素經過優(yōu)化、占地更小的矩形面積的建筑物。

空中客車發(fā)動機組裝工廠的渲染圖

Schaefer表示：“衍生式設計正幫助我們創(chuàng)建了更可持續(xù)的建筑設計，讓我們得以更好地考慮關鍵的人為因素和工作條件。通過克服先入為主的觀念和盲點，它還擴展了我們的思維方式和設計方法。我們知道，無論我們選擇哪種設計，這座工廠都將會更有效地運作，并且建造成本也將會得到降低。”

對于空中客車來說，制造和建造的未來似乎已經照進現(xiàn)實。

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關于歐特克

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