Miért fontos az automatizálás a repülőgépiparban

Egyrészt, a repülőgépek iránti igény rendkívül nagy[1], és az elkövetkezendő években tovább fog emelkedni. Az egyetlen elérhető megoldás a gyártási folyamatok fenntartható automatizálása.

Másrészt, a repülőgépipar automatizálási frontján végzett fejlesztések olyan csekély mértékben haladnak előre, hogy a megoldás még közel sem áll a küszöbön. A technológia nehezen tartja a lépést ezzel a problémával, ami felveti a következő kérdéseket: milyen távoli az automatizálás célja és valóban ez az egyetlen megoldás a repülőgépipar problémájára?

Ebben a cikkben azt fejtjük ki, mit jelent a repülőgépipar automatizálása a gyártási egységekben, milyen kihívásokkal néz szembe az automatizálás, és mit tartogat a jövő ezzel összefüggésben a repülőgépipar számára.

Az automatizálás révén fejleszthető a biztonság, a termelékenység és az emberi munka értéke. Az olyan szerszámok, amelyek beépített vezérléssel, visszacsatolással bírnak és könnyebb kezelni őket – versenyelőnyt nyújthatnak költséghatékonyság szempontjából, ezzel egyidőben pedig jobb munkakörnyezetet is biztosítanak.

A veszélyes lépések bizonyos esetekben teljesen automatizálhatók a veszély csökkentése érdekében, a termelési célok fenntartása mellett. Ezekben az esetekben az automatizálás egy olyan szabályozórendszert vagy berendezést biztosít, amely egy programhoz csatlakozik, és utasítja azt egy feladatsorozat elvégzésére, emberi beavatkozás nélkül, vagy annak minimális mértéke mellett.

Az automatizálást a repülőgépiparban jelenleg a dolgozók termelékenységének támogatására és olyan ismétlődő feladatok szükségességének minimalizálására használják, mint a fúrás és tömés. Mindemellett továbbra is nagy szükség van az automatizálás növelésére – mivel az új repülőgépekre való igény meghaladja azt a mennyiséget, amit a gyártás szolgáltatni tud.

A repülőgépek iránti igény növekszik, és csak emelkedni fog a következő években. A repülőgépek gyártási technológiája még ma sem elég gyors vagy költséghatékony a jelenlegi igények kielégítésére, a növekvő igényről nem is beszélve. Bár az automatizálás fejlődött, és az összeszerelési folyamatnak már csak egy kisebb része történik manuálisan, továbbra is jelentős tényező a gyártási folyamat során felmerülő veszteségek esetén.

Ha egyenként vizsgáljuk ezeket a veszteségeket, csekélyek, azonban egy repetitív folyamat során, ahol a feladatok több ezer vagy millió alkalommal ismétlődnek, összeadva jókora mennyiséget jelentenek. A pontosság az egyik első dolog[2] amit az automatizáció megcéloz.

Ha Ön jobb szerszámokat biztosít alkalmazottai számára, ez megnöveli a termelékenységüket, miközben biztonságukról is gondoskodik. Az egyik legnagyobb érték a stressz szintjének csökkenése – ha a szerszámok hozzájárulnak a hibák számának csökkentéséhez a jobb visszacsatolás és irányítás révén. 

Ennek eredményeképpen az alkalmazottak több időt tölthetnek a felülvizsgálattal, a minőségre összpontosítva. Ez csökkentheti a gyenge minőségű szerszámok miatti váratlan hibákból adódó veszteségeket.

A gyártási hibák többféle költséget vonnak maguk után, beleértve az anyag elvesztésének lehetőségét. 

Ha rendelkezésre állnak a megfelelő szerszámok, a gyártási folyamat egyenletesebb lehet, miközben a gyártási idő javul, a selejtezés is minimalizálódik, a folyamatok pedig rugalmasabbá válnak.

Ezek azok az előnyök, amik idővel egyre nagyobbakká válnak, és lehetővé teszik az Ön csapata számára a változó piaci igényekre való gyors reagálást.

Végül szintén előnyös, hogy a jobb szerszámok javítják az ergonómiát, amely nem csak a biztonság növekedését (és valószínű alacsonyabb biztosítási díjakat) jelenti, de magasabb arányú megtartást is – és összességében olyan munkaerőt, amely elkötelezettebb, több energiával rendelkezik, ez pedig végül a személycsere számainak csökkenéséhez vezet. 

Az automatizálás bizonyos mértékig már megvalósult a repülőgépiparban, de még nem elég nagy mértékben ahhoz, hogy csökkentse a kínálat és a kereslet közötti szakadékot.

Még az autóipar is előrébb jár a teljes automatizálás felé vezető úton a repülőgépiparhoz képest, holott valójában a repülőgépipart tartják széles körben élvonalbelinek innováció és technológia terén. Ami ennél is meglepőbb, az az, hogy a két ipar gyártási technológiái között lényeges hasonlóságok vannak.

Az elmúlt néhány évben a repülőgépgyártásban a fúrások és tömések nagy részét automatizálták, noha ipari állványzat berendezések használatával[3]. Ezek nagy gépek, amelyek jobban hasonlítanak egy darura, mint az autóiparban használt karcsúbb ipari robotokra. Ez azt jelenti, hogy az automatizálás komoly szintjének eléréséhez tartó hosszú útnak még az elején járnak.

Az automatizálás evolúciója három lépésben történik: fix, programozható és rugalmas[4]:

• A fix vagy kemény automatizálás esetén a gépet vagy berendezést kódok sorozata irányítja, hogy egyszerű feladatokat végezzen, kizárólag a rotációs és lineáris tengely mentén. Rugalmatlansága miatt ezt általában egyféle típusú termék gyártására fejlesztik. Az ilyen típusú automatizáláshoz olyan magas kezdeti beruházásra van szükség, melyet csak tömeggyártás révén lehet visszanyerni, amely ezt a módszert ideálissá teszi az autóipar számára. 

• Programozható automatizálás esetén a gépek számos feladat végrehajtására képesek a program kódjának változtatásával. Azonban a rendszer újraprogramozása és a mechanikai alkatrészek cseréje sok időt vesz igénybe. A programozható automatizálásnak jóval alacsonyabb a teljesítménye, mint a fix automatizálásnak, csak néhány tucattól ezres nagyságrendig terjed. 

A rugalmas, vagy lágy automatizálásnak még a fix automatizálásnál is magasabb előzetes költsége van, de a gyártás magasan a leghatékonyabb ezzel a módszerrel. A rendszer egyetlen gomb érintésével képes típust váltani. Magasabb szintű kódolással rendelkezik, amely felváltja a bonyolult újraprogramozást egyéb terméktípusra váltáskor, valamint a gép változó használathoz való alkalmazkodásra van fejlesztve.

Bizonyos iparágakra inkább jellemzők a magas keresletből és a szállítás hiányosságaiból adódó problémák, mint a vásárlók teljes hiánya. Azonban ez ugyanakkora probléma. Ez pedig csak rosszabb lesz az elkövetkezendő években, ahogy a repülőgépek iránti szükséglet nő és a globális légi flotta öregszik. 

A következő problémák gátolják a tudósokat a jelenben:

1. A fúrás beépítése a rugalmas automatizálásba bonyolultnak bizonyul a reakcióerők és rezgések miatt, amelyek a jelenlegi fúrókkal járnak. A rugalmas automatizálás jelenlegi iterációinak alkatrészei nem elég erősek, hogy ellenálljanak a hagyományos fúrás[5] erőinek.

2. Az íves fúrás egy fejlettebb módszer, amely képes lehet csökkentett erővel fúrni és a mérete is elég kicsi ahhoz, hogy beépíthető legyen a rugalmas automatizálás folyamatába. Azonban ismétlődő használat esetén a pontossága romlik a fúrás folyamatából eredő tehetetlenség miatt.

3. A robottechnikához használt anyagok még mindig nagyon költségesek. A legtöbb robottechnikához használt alkatrész titániumból[6] és szénszál kompozit anyagból készül, mert mindkettő rendkívül könnyű és tartós. Szintén nagyon drágák, annak a folyamatnak a bonyolultsága miatt, amely révén kivonják őket, és melynek csekély a hozama is.

Az újítók jelenleg keményen dolgoznak és felcsillant egy halvány reménysugár, hogy a repülőgépiparban ma:

• Az adaptív irányítás lehet az egyik útja az íves fúrás sodródó statikus pozíciójának kezelésére. Az irányító modell paraméterei a működés során folyamatosan frissítésre kerülnek, kombinálva a fix és adaptív paramétereket, például hőtágulás esetén. Ez a technika továbbfejleszthető több adaptív paraméter hozzáadásával, például a holtjáték ellensúlyozására.

• A lézeres követők, amelyeket különböző alkalmazásokban használnak, például a repülőgép szárnyainak vonalba állításához összeszerelés során, alkalmazhatók valós idejű helyzetvisszajelzésre. Ez segíthet a lyukak 0,05 mm-es pontosságú fúrásában, de még mindig túl költséges a repülőgépipar bármely gyakorlati alkalmazásához.                                                                     

• A vég-effektorok indítószerkezetének fejlesztésére is irányulhat kutatás, amely gyorsabb reakcióidőt biztosít a kapott visszajelzésre. A lézeres követővel kombinálva ez drámaian megnövelné a robotikus pontosságot.

A robotikus alkatrészek és alkotóelemek gyártási folyamatainak fejlesztései szintén segítenének csökkenteni egy automatizált egység előzetes költségeit. Az Airbus jelenleg rendelkezik egy automatizált repülőgéptörzs szerelősorral, ami 20 robotból, lézeres helyzetmérőből és egy új digitális rendszerből áll. Ők azonban el vannak maradva 6000 darab A320 nagy utasszállító egységgel, ami indokolja a beruházás költségét. 

Addig is, a repülőgépgyártók fellendíthetik a termelésüket a piacon ma elérhető legfejlettebb repülőgépipari szerszámokkal. Ezek a szerszámok nagyszerűen javítják a gépkezelő termelékenységét, miközben megóvják a dolgozók egészségét, és íme a további legjobb dolgok a teljesen automatizált szerelősor felé haladva:

• Elektromos kézifúró EBB26 – A lyuk pontossága miatti aggodalmunk nagy részét elfelejthetjük ezzel a precíziós fúróval. Beépített visszacsatolási mechanizmussal rendelkezik a hibajavításhoz, megszüntetve a gépkezelő által okozott hibákat. Programozható kioldógombja és csökkentett kifutása biztosítja, hogy minden lyukat az Ön szándéka és tervei szerint fúrjon ki.

• Továbbfejlesztett fúróegység PFD 1100 – A fúró nagy teljesítményű turbinamotorja lehetővé teszi, hogy a szerszám a repülőgépgyártás minden fázisában használható legyen, az alkatrészgyártástól a végső összeszerelésig. Moduláris tervezése könnyen alakítható, legyen szó derékszögű formáról, vagy függőleges fúrásról. A széles sebesség- és adagolási beállítások miatt bármilyen fúrási szükséglethez alkalmazható.

Nem tagadhatjuk az automatizálás előnyeit a repülőgépekre vonatkozó növekvő szükséglettel kapcsolatban. A még mindig távoli rugalmas automatizálásra várva, a termelékenység növelésére alternatív utakat kell keresnünk. Az Atlas Copco fejlett repülőgépipari szerszámait arra tervezték, hogy a dolgokat jobbá tegyék, amíg az automatizálás meg nem valósul. 

Javítsa termelékenységét az Atlas Copco fejlett repülőgépipari szerszámaival. Készen áll arra, hogy többet tegyen és többet termeljen?

Lépjen kapcsolatba velünk még ma.