【专家说】波音制造777X机翼

本月早些时候的一个早晨，当波音公司新型 777X 喷气式飞机的第一块 110 英尺（33.5 米）长的机翼蒙壁皮板缓慢穿过埃弗雷特一座巨大的新工厂时，一小群人走在旁边，看着避免发生昂贵碰撞的可能性。

“观察员” 护送着壁板的亮橙色运输平台，它沿着嵌入混凝土地板中的隐形轨道，紧紧地滑入大型圆柱形热压罐中，零件将在那里烘烤至硬度。

777X 机翼制造代理总监达雷尔・奇克（Darrell Chic）表示，在移动这些大型机翼部件的自动化系统得到验证之前，“我们确实有四个人在监视它”。“但我们的目的是实现自主，让导航系统发挥作用。”

自主。不需要任何人来引导它。

波音公司在先进制造业的最新合资企业 777X 复合翼中心标志着向未来迈出了重要一步，在未来，飞机工厂的大部分工作将由自动化机器和机器人完成。

一旦机翼蒙皮壁板进入巨大的加压烤箱，计算机站的唯一操作员按下了一个按钮。灯光闪烁，电喇叭响起。慢慢地，一扇 55 吨重、28 英尺（8.5 米）宽的圆形门滑入到位并锁上，为 7 小时的烘烤周期形成气密密封。

新任命的 777X 项目负责人埃里克・林德布拉德（Eric Lindblad）表示，让机器自主装载机翼部件更安全、更精确。烤箱内部没有犯错的空间：当被称为长桁的长条加强件在热压罐中烘烤时，它们一次会放入六根，中间只有 3 英寸（7.62 厘米）的间隙。

唯一需要的人就是电脑前的人。林德布拉德说：“基本上会有一个人来管理这个站位。”

加强自动化 自动化制造的趋势在波音公司较老的当地工厂已经很明显。

在弗雷德里克森，机器人在那里制造的 787 和 777 的尾翼上钻了 80% 的孔。

在奥本，机器人为 787 和 777 喷气式飞机钻发动机隔热板，并将为 737 MAX 做同样的事情。另一个机器人使用激光清洁用于塑造隔热板的模具。

在其最具生产力的工厂，位于伦顿（Renton）的 737 总装（有 4 条不同形式的总装线），波音公司已经用更小、更灵活、自动化程度更高的设备取代了在组装过程中用于固定机翼的传统多层固定装置，因为到 2018 年，该工厂的月产量将达到前所未有的 52 架飞机。

引入新的自动化是一个挑战：在埃弗雷特的另一座新大楼里，波音公司正在努力解决组装 777 金属机身的机器人系统的问题。

尽管如此，像 787 和 777X 这样用碳纤维增强塑料复合材料结构建造的新一代飞机已经引发了一场变革性的转变，将自动化提升到了一个新的水平。

用这种材料制造完整的机身筒或巨大的机翼根本不可能手工完成。只有机器人才能以足够的速度和精度铺设碳纤维预浸料。

波音公司；777X 复合材料机翼中心位于埃弗雷特 生产率 英国政府航空航天技术研究所技术负责人马克・萨默斯（Mark Summers）表示，自动化程度的提高将使波音和空客能够在不增加员工的情况下提高生产率。

萨默斯在 7 月份范堡罗航展的一次小组讨论中表示：“就业机会不会减少，但不会创造太多新的就业机会。”。“我不认为这会对目前的航空航天劳动力产生影响。只是未来航空航天业的工作岗位会减少。”

他预计，蓝领机械师的工作将越来越多地被操作机器的 “更注重技术” 的职位所取代。

无论机械师对新技术对未来意味着什么持谨慎态度，在当地公司 Electroimpact 和 Nova Tech 领导自动化技术项目的皮特・戈德史密斯（Pete Goldsmith）表示，当他安装设备进行重复铆接时，他得到了空中客车和波音公司机械师的 “普遍积极反应”。

戈德史密斯说：“这是一份每天都让你精疲力竭的工作。”。“我们正在更换一项对身体非常虚弱的机械师来说的手术。”

加里・劳斯（Gary Laws）是波音公司的一名机械师，在伦顿（Renton）操作计算机控制的机器组装机翼，他工作了二十多年，他说自动化使他的工作变得容易得多。

如果这个地区想要在航空航天领域开展新的工作，他别无选择，只能接受这一转变。劳斯说：“事情就是这样。”。“技术显然将成为未来。”

如今，777 的金属机翼部件主要由奥本和弗雷德里克森的机械师制造，然后由埃弗雷特的机械师组装成机翼。

尽管波音公司没有提供详细的就业数据，但这项工作肯定提供了数百个工作岗位。有了新的 777X，这项工作发生了巨大的变化。但它确实留在这里。

波音公司斥资 10 亿美元在内部制造巨型 777X 碳纤维机翼，而不是像 787 那样将机翼外包给三菱。

林德布拉德表示，在需要几年时间才能实现产量提升后，新的机翼中心在高峰期将雇佣 600 至 900 名员工。

机器人检查 777X 复合材料机翼中心制造的机翼部件中看不见的缺陷的检查站（肯・兰伯特 /《西雅图时报》）

制作测试零件 第一批将在飞机上飞行的 777X 零件将在 4 月之前生产。在此之前，机翼中心的工人正在制造测试零件，用于认证和微调新的制造工艺。

杰瑞・舒尔茨（Jerry Schultz）将 1 号机翼蒙皮壁板放在机翼中心制造一侧的热压罐中后，操作一台自动铺带机（ATL）制造 2 号机翼蒙皮。

在这种 “洁净室” 环境中，需要白色的实验服，一个像巨型胶带分配器一样的头顶机器人沿着 110 英尺长的模具来回拉链，一层一层地构建蒙皮面板。

当机器人以不同的角度穿过零件时，它会在大约 300 次单独编程的运行中铺设环氧树脂注入的碳纤维层。在设置、检查和机器人工作之间，以这种方式完成机翼蒙皮需要三天六班。

波音公司表示，目标是只有两个人操作这个单元，可能还有另一名工人移动在它和一个相邻的单元之间，该单元也在制作机翼蒙皮。

附近，类似的大型自动铺带机（ATL）正在制造第一批 777X 翼梁 — 每个机翼的前缘和后缘所连接的长 U 形单件梁。

波音公司表示，同样，只有三个人将操作一对这种翼梁制造单元。然后，机器人将使用超声波探头检查材料中的不可见缺陷。

全自动化的一个例外是波音公司生产 43 根长桁中的 4 根，这些长桁是加强每个 777X 机翼的加强件。这四个长桁是手工制作的，因为它们的形状更复杂。六名工人 — 其中五名是女性，制造商通常更喜欢她们从事需要细致手工的工作 — 站在一个细长的长桁工具的两侧，放置着 4 英尺长的未固化、类似织物的碳纤维带。

当他们用手工铺好每一块织物后，一台头顶的机器翻过来压下，将其固定以进行固化。林德布拉德说：“对于这种特殊的形状…… 事实证明，这样做更具成本效益。”

波音公司员工杰瑞・舒尔茨（Jerry Schultz）检查了一块机翼壁板蒙皮。

航空航天工具设计、制造公司 Electroimpact 的幕僚长兼首席机械工程师本・亨普斯特德（Ben Hempstead）表示，认为机器人可以做到这一切是错误的。

在机翼中心制造完这些 777X 蒙皮、翼梁和长桁后，波音公司将把它们运送到埃弗雷特新厂房，机械师将首先将这些部件组装成一个基本的机翼箱，然后添加折叠翼尖和前缘和后缘控制面。

这种组装过程本质上更劳动密集。

亨普斯特德（Hempstead）表示：“如果机翼盒组装在未来实现半自动化，那将让我大吃一惊。” 亨普斯特德的公司为波音公司供货，也为空客公司提供了制造 A350 复合机翼的大部分设备。

他说：“许多步骤需要技能和判断力，很难自动化。”。亨普斯特德表示，波音公司要求 Electroimpact 公司研究在伦顿实现一个特定的 737 机翼流程的自动化，该流程目前由大约十几名机械师完成。

亨普斯特德说：“我们不知道如何用机器更快地完成这项工作。” 甚至不要考虑机器人在飞机轮舱的拥挤空间里做复杂的工作，比如安装液压管和电线。亨普斯特德说：“哦，天哪，甚至没有人谈论过自动化。”。“我甚至无法想象你会怎么做。”

领先的自动化公司 二战后，波音公司为华盛顿州带来了蓬勃发展的中产阶级，让蓝领工人 — 其中一些只有高中学历 — 实现了美国梦。随着机器人彻底改变该行业，该地区已成为领先的航空航天自动化公司的温床，包括 Electroimpact、Nova Tech 和 MTorres America 以及 Sedro Woolley 的 Janicki Industries，这些公司正在尽快招聘年轻工程师。

但是，手工劳动的黄金时代是否会随着波音的自动化驾驶而结束？根据向州政府提交的就业数据，2005 年，伦顿近 3500 名机械师每月生产 21 架单通道 737。2014 年，那里只有 6000 多名机械师生产了两倍的机器。虽然产量增长了 100%，但机械师的就业人数增长了 75%。随着机器人系统和碳纤维复合材料自动化加工的激增，这一差距肯定会扩大。

尽管波音公司在 20 世纪 90 年代末在华盛顿州雇佣了 10 多万名员工，但那些日子似乎不太可能再回来了。今天，它在这里的工资降至约 73000 英镑。然而，这仍然是一个庞大的劳动力队伍，对经济至关重要。高薪的体力劳动仍然是该州社会结构中的一条重要线索。

Electroimpact 的亨普斯特德说：“我们不可能都是咖啡师和软件工程师。”。在范伯勒举行的自动化行业讨论会上，英国 Electroimpact 公司工程总监克雷格・特恩布尔（Craig Turnbull）强调，“在某种程度上，人和机器必须相遇。” 他说，即使在高度自动化的汽车厂，汽车收音机也是由机械师安装的。这对机器人来说太难了。

当谈到为这种新设备雇佣操作员时，他建议找机械师。特恩布尔说：“操作钻孔机器的最佳人选是那些已经手工钻孔 20 年的人。”。“他们知道自己在寻找什么。然后，他们变得更像是一个质量控制人员，而不是真正把钻头推进一个孔。”

为了让下一代工厂工人为这些工作做好准备，该州正在推动 STEM- science, technology, engineering and mathematics 教育（科学、技术、工程和数学），并为实践职业提供社区大学水平的培训。成为一名机器操作员可能需要两年的副学士学位，并学习机电基础知识。亨普斯特德说：“这些是工厂里技能最高、薪酬最高的工作。”

Janicki Industries 总裁约翰・贾尼茨基（John Janicki）认为，“由于需要降低价格”，自动化程度的提高正在加快。他说，尽管安装成本很高，但机器人系统应该能让飞机制造商在持续 20 多年的生产运行中销售更多的喷气式飞机。贾尼茨基说：“如果你在项目的整个生命周期内摊销所有设备，这没什么大不了的。”。他的公司目前在该州雇佣了约 750 名员工，并正在扩张，但仍然定期雇佣高中毕业的当地人，并培训他们操作其复杂的机器。他指出，太平洋西北航空拥有 777X 机翼中心有一个很大的好处：在投入巨资后，波音公司需要充分利用它。贾尼茨基说：“这绝对是最先进的。它哪儿也去不了。”。“你有所有的设备和经过培训的人员来使用它。是的，它将制造 777。但 50 年后，他们仍将在那家工厂制造一些东西。”