AERO100連載 | ?PCC集團
2019年11年08日
航空產業網 2021-04-09
Premium AEROTEC GmbH(簡稱PAG)是一家歐洲的航空航天領域的制造企業,也是歐洲最大的商用和軍用飛機機體結構件一級供應商之一,是國際航空航天項目的關鍵合作伙伴。
PAG廠址分布 ? PAG
PAG共有6個工廠,其總部位于德國的奧格斯堡,其他分廠位于德國的不來梅、諾登漢姆、漢堡、瓦雷爾以及羅馬尼亞的布拉索夫。6個分部和中心每年能為超過800架飛機生產2000萬個零部件。企業有8000多名員工和400多名研發工程師。PAG公司的2019年營業收入為24億美金。
Airbus Group公司內部架構 ?Airbus
PAG于2008年從EADS(空客集團的前身)分拆出來,成為空客公司的全資子公司,盡管PAG的大部分業務來自母公司,但隨著航空產業的發展,PAG也逐漸與其他制造企業建立了合作關系,如法國的達索航空、美國的凱旋集團、法國的Latécoère公司等。
產業分類
制造商>機體結構件制造
PAG的核心業務是開發和生產由鋁、鈦等金屬以及復合材料材質制造的大型復雜的飛機結構件。由于德國是空客公司的創始合伙人,作為德國企業中堅的PAG的產品也在所有空客民用飛機項目中都有份額,同時PAG也是歐洲的軍機項目的主要參與者之一,如歐洲“臺風”戰斗機和軍用運輸機A400M等。
在熱壓罐中的A350部件 ? PAG
PAG正在努力擴大其MRO等維修相關服務,同時,PAG也與一些大學和研究機構密切合作,致力于研發制造未來新的輕量化和高耐久性的飛機結構材料。PAG使用的如3D打印等諸多前沿高端的航空制造技術在復合材料、鈦、鋁制飛機部件的新概念設計中發揮著重要作用。
PAG在成為一個獨立的實體企業之前,曾作為跨國航空航天集團EADS的一部分,在EADS的2006年息稅前利潤(EBIT)為負的背景下,2007年由于A380機型延期交付、A350XWB需要大量追加投資的情況下,公司高層認為公司未來將面臨大量現金需求和利潤的不斷下降。并且由于當時幾年,國際市場上美元疲軟,歐元始終走在高位,這也導致了EADS的“超過20%的競爭力下降”。
在2007年初,EADS公布了戰略重組計劃Power8(8大舉措),該計劃旨在精簡集團、剝離幾項非核心業務并削減成本,計劃于2009年年初實施重組完畢,這一計劃重塑了歐洲航空結構件的產業構圖,EADS也于之后更名為空客集團。
在2008年9月,與Stelia(前身為空客的Aerolia 合并Sogerma)類似,空客在諾登漢姆和瓦雷爾的工廠以及前EADS在奧格斯堡的工廠在德國組成了新的公司Premium AEROTEC GmbH,一年后,空客在不來梅的零部件生產部門也被PAG收購。2010年12月,PAG還接管了從事軍事項目的ASL(Aircraft Services Lemwerder)。2011年,PAG在羅馬尼亞的布拉索夫建立新的工廠,這也是PAG第一個位于德國境外的工廠。
PAG工程研發中心 ? PAG
PAG公司成立伊始就開始了A350 XWB客機前機身部分的準備工作,之后的幾年中,PAG也陸續收到了A350XWB項目的額外工作包。在2009年,盡管遭受到經濟危機的波及,但空客仍然承諾會按計劃完成用戶的交付項目,在交付過程中PAG的貢獻不容小覷,在2010年6月,PAG按計劃完成了A350XWB的合同。
為了迎合未來航空業對于飛機結構輕量化、經濟性和安全性的要求,PAG也不斷進行研發工作,2013年,PAG在總部奧格斯堡工廠建立一個了占地4500平方米的研發工程中心,有超過400名研發工程師在此中心工作,這組成了PAG研發活動的核心。2017年,PAG又在德國漢堡建立研發中心,成為了PAG的第二個主要的研發工程站點。
PAG各分廠業務介紹
PAG在德國和羅馬尼亞共有6家工廠和研發中心,下面對這些工廠和研發中心進行簡要的介紹:
PAG各分廠址演變 ? PAG
1、德國奧格斯堡的總部和研究中心——CFC的行業領導者
奧格斯堡的總部工廠建立于1916年,已有100多年的歷史,其前身是BayerischeRumpler Werke(巴伐利亞洛普勒工廠),2000年成為了德國EADS的軍用航空工廠,2009年由PAG接管,成為了PAG的總部工廠。
奧格斯堡工廠的主要工作是為商業飛機和軍事項目生產、組裝機身部件和高度耐用的結構部件,其在PAG整體的CFRP研發生產方面發揮領導作用。2013年,PAG在奧格斯堡工廠建立了一個研發中心,有超過400位工程師在此工作,這使得該廠在CFRP復材技術和研發領域也處于世界領先地位。
自第一架A300B以來,每架空客飛機上都有奧格斯堡制造的部件。每年,PAG能為A320系列、A330到A380等600多架新型空客飛機提供高質量部件、完整模塊和完整的機身部件。如A350XWB后機身的CFRP側壁板(第16/18段)、空客飛機門框復雜的CFRP組件、飛機地板結構和CFRP壓力艙壁;而在軍事領域,PAG研發生產了歐洲“臺風”戰機的中機身部分以及軍用運輸機A400M的貨艙門、中機身部分和后機身部分等大型部件。
PAG奧格斯堡工廠? PAG
2、羅馬尼亞布拉索夫的工廠——高性能零件制造廠
布拉索夫工廠于2011年建立,是PAG建立的首個德國境外的工廠,該廠主要制造、加工和組裝由鋁和碳纖維增強塑料材料制成的飛機部件。
布拉索夫工廠有著最為先進的加工制造機器設備,可以加工高質量的鋁、鋼、鈦和復材,該廠主要有三項工作,一是進行高性能切削、金屬車削和銑削等加工,二是輕型飛機結構的特殊型材的加工,如生產加工空客所有型號飛機的縱梁,三是為空客商用飛機和軍用A400M飛機裝配飛機部件。
PAG布拉索夫(羅馬尼亞)工廠? PAG
3、德國不來梅的工廠——高效零件加工廠
不來梅工廠的前身是1924年建立的Focke-wulf Flugzeug工廠,2000年成為德國空客的制造廠,2009年被PAG接管,目前主要從事飛機鈑金和熱塑性塑料部件的生產,包括一些特殊的熱塑性夾具等。
不來梅工廠的自動化生產線以及設備非常先進,每年生產的零部件超過300萬個,整個空客系列商用飛機以及A400軍用運輸機和歐洲“臺風”戰斗機的單個部件均在不來梅工廠生產,不來梅還生產了大約50%的熱塑性CFRP夾具,這些夾具被廣泛用于A350XWB的CFRP機身壁板,由于其先進的快速生產線,不來梅工廠可以在24小時內響應客戶的緊急需求。
PAG不來梅工廠? PAG
4、德國諾登漢姆的工廠——世界一流的飛機蒙皮制造工廠
諾登漢姆工廠前身成立于1905年,與不來梅和瓦雷爾工廠類似,2000年成為德國空客的工廠,2009年成為PAG的分廠。
諾登漢姆工廠主要生產飛機蒙皮和大型鈑金,除此之外也會進行一些如型材成形、大表面積金屬結構件的拉伸成形以及CFRP膠粘劑相關技術的研發等工作。每年,該工廠可與生產出大約5000副機身蒙皮。
諾登漢姆工廠采用了先進的激光焊接技術,這種新工藝在某些領域取代了傳統的鋁合金鉚接工藝,并實現了系列生產,如以A380機型的機身段蒙皮為例,每架飛機的焊縫總長度為1400米,采用這種激光焊接能夠比同類的鉚接工藝快十倍。
PAG諾登漢姆工廠? PAG
5、德國瓦雷爾的工廠——3D打印技術領導者
瓦雷爾工廠創立于1936年,前身是瓦雷爾的Motorenwerk工廠,2000年成為空客工廠,2009年成為PAG德國工廠。
瓦雷爾工廠主要從事3D打印的研發與使用,在工業3D打印領域處于領先地位,早在2016年1月,PAG就開始在瓦雷爾利用3D打印生產系列鈦材質復雜部件,包括A400M的燃料通風系統中的通風彎頭,以及A350 XWB機身結構中的復雜結構組件等,瓦雷爾工廠還負責組裝A350xwb的鈦與CFRP材質的客艙和貨倉門框架。
目前,PAG正在瓦雷爾工廠準備下一代3D打印技術,打算從獨立3D打印機進一步發展到自動3D打印生產線。
PAG瓦雷爾工廠? PAG
6、德國漢堡的研究中心——PAG的未來發展中心
漢堡的研發中心作為新建立的中心,目前還在開發建設當中,但PAG已經在此開展研發工作,緊隨奧格斯堡研發中心的腳步,成為PAG的第二大主要工程中心,其主要專注于金屬3D打印和耐壓機身的開發。
PAG先進技術及應用
PAG作為國際領先的一家以專業知識和創新能力為核心基礎的飛機結構件開發、設計和生產的公司,其特點就是結合尖端的產品和最先進的生產技術,不斷發展在新型創新材料領域的工藝設計與應用技術方面的卓越專長。目前PAG的先進技術主要集中在四個方面:
1、 金屬成型與制造
PAG在制造金屬飛機結構件領域有著全面的專業知識,尤其是在飛機蒙皮的制造方面,PAG能夠利用其在拉伸成形和表面處理方面的獨特工業能力提升飛機蒙皮的質量,為A321LR生產零部件的項目過程更是顯著提升了其在該領域的專業知識水平。
PAG使用多種技術來處理金屬機身壁板,包括自動化焊接和鉚接工藝等,這些先進技術保證了工藝的穩定性和高質量。PAG還使用了如RFID跟蹤組件等具有工業4.0元素的系統,使得其最先進的裝配線能夠同時結合靈活和高效這兩種生產模式。
機體結構制造與工業4.0應用? PAG
2、 高性能切割
PAG是高性能切削領域的領導者。在鋁、鈦飛機部件制造領域,PAG能夠利用世界上最高性能的機器設備進行生產,其現代化的五軸加工中心能夠生產長達7米的大型鋁合金機身框零件。
高性能切削 ?PAG
PAG的切削編程工藝也十分先進,還包含完善的仿真技術,能夠最為有效的將制造數據轉移到數控程序從而進行加工。在切削過程中,集成的閉環數據管理系統確保了價值鏈的全覆蓋,并將其無縫集成到大數據和工業4.0中。PAG的全面經驗為切削工具的開發提供了支持,使得切削過程始終處于監督和校準之下,以滿足最嚴格的要求,最終得到出色的結果。
3、碳纖維復合材料制造
自動鋪貼技術(簡稱AFP,AutomatedFibre Placement)工藝的特點是由機器人精確放置預浸漬料進行鋪貼,PAG使用這種工藝來制造壓力隔框和長達17米的機身壁板。
得益于在PAG在研發與生產中使用AFP技術的豐富經驗,生產復雜的飛機門框結構成為可能,并在A350XWB項目中得以應用,因此A350XWB機型適用的是重量輕得多的CFRP門框,而不是常用的鈦框架。
PAG生產的其他熱塑性零部件也廣泛應用于飛機上,例如一些夾具和工裝等,這些零部件的制造過程中已經實現了很大程度上的的自動化。值得一提的是,在A400M項目中所使用的CFRP貨艙門框的生產流程中,PAG使用了具有專利的真空輔助工藝(簡稱VAP,Vacuum Assisted Process),此種工藝流程的特點是,預成型的纖維網先在真空中進行樹脂滲透,然后再加熱硬化,這項工藝也同樣被PAG用于制造耐壓隔框。
復合材料在飛機上的應用 ?PAG
4、3D打印與增材制造
PAG是世界上較早在飛機制造中使用3D打印技術的公司。早在2014年,PAG就對外宣布計劃在未來兩年內將3D打印技術應用到其常規零部件的制造過程中,從2016年起,3D打印技術一直被PAG用于復雜結構件的規?;a。
在工業規?;a中,使用金屬粉末的3D打印有著廣闊的應用前景,規?;?D打印不僅能夠為制造和生產提供全新的方法,還可以在零部件輕量化上發揮重要作用,PAG能夠為客戶提供3D打印高性能零部件的制造與生產方案,同時PAG也有著完備的3D打印生產流程。
為了充分利用3D打印技術的潛力,PAG認為有必要將所有的過程步驟結合成一個綜合的自動化生產系統,這是經濟高效利用3D打印技術的關鍵,PAG與其合作伙伴EOS和Daimler一起致力于下一代3D打印生產技術的研發,與此同時,該公司還在為飛機制造引入其他更多的3D打印工藝,如機械零件的毛坯制造等。
使用3D打印技術制造的零件 ?PAG
小結
PAG不僅在傳統的飛機結構件制造上可圈可點,其對于技術的理解與創新也十分可貴,尤其是在工業3D打印制造領域,PAG始終走在行業的前沿。工業化3D打印項目于2014年立項,2016年開始正式投入使用,后續不斷發展形成規?;a業,2019年8月,PAG與洛克希德·馬丁公司就3D打印工業化應用領域達成合作,意圖在新一代戰斗機上更廣泛應用3D打印技術,2020年11月,PAG又與美國通用電氣公司達成協議,雙方共同開發新一代M2激光多系統3D打印技術,PAG打算將這一技術用于未來鈦材飛機部件的工業規?;圃?。
PAG已經在其相關的技術領域的獲得了許多獎項和成就。PAG曾多次獲得復合材料相關領域中著名的創新獎,其獲獎項目包括:A350上使用碳纖維增強塑料門框的項目、A400M軍用運輸機上使用碳纖維增強塑料貨運門的項目以及PAG作為歐洲合作伙伴聯合研究的MOJO項目等。在3D打印技術方面,2017年,PAG憑借著A350XWB項目中應用的3D打印鈦支架技術獲得了德國航空創新獎。
PAG核心產品
1、機身部件
從飛機外殼和地板結構到制造完全組裝的機身部分,PAG在機體結構件生產與組裝方面有著全面專業的知識和豐富的經驗,PAG為A320和A330系列以及A350XWB等空客機型提供機身部件,是空客最重要的一級供應商之一。
正在生產的機身部段 ?PAG
2、壓力隔框
壓力隔框是將飛機的承壓外殼與機身尾段分開的結構件,PAG是制造復合材料CFC壓力隔框的領先制造商,憑借著在復合材料方面的豐富經驗,PAG生產的部件性能優秀,已經廣泛使用在A350XWB、787等寬體機型上。
壓力隔框 ?PAG
3、系統組件
PAG能為其客戶提供除了飛機結構之外的各種系統和部件,包括燃料、液壓系統、引氣和氧氣的管路系統、空調系統、水系統等,以及一些元器件,如高度復雜的電纜束、保險絲和繼電器盒等。
系統組件 ? PAG
4、起落架組件
PAG利用其先進的高性能切割加工技術加工鈦質起落架部件,這些部件已經在A350XWB機型的起落架上得到安裝使用。
起落架 ?PAG
5、地板結構
PAG能夠為客戶提供所有必要的飛機地板結構部件,這些部件可以用于各式飛機,目前已經成為了PAG整體工作包的一個重要組成部分。
飛機地板結構 ? PAG
6、飛機蒙皮
PAG是世界上最大的飛機蒙皮供應商之一,能夠覆蓋從設計到研發制造的全流程,PAG已經在各種商用和軍用飛機的項目中提供金屬(鋁材料)和復材蒙皮,如空客A320和A330系列,以及歐洲的“臺風”戰機。PAG在諾登漢姆的工廠有著最為先進的蒙皮制造設備,這可以使得其生產的飛機蒙皮擁有獨特且適用的尺寸和性能。
飛機壁板 ?PAG
7、客貨艙門
PAG為A350 XWB和A400M設計了全新的碳纖維復材艙門框,與標準鈦框架相比,可以顯著減輕重量,從而在行業內確立的新的標準。另外,PAG使用預浸漬工藝和真空輔助工藝(VAP)技術制造的艙門可以減輕重量、簡化生產流程,從而達到節省成本的目的。
貨艙門 ?PAG
8、機翼組件
PAG為一系列的飛機型號生產內外襟翼,此外,該公司還負責生產機翼一些重要部件的制造,如飛機襟翼的后緣和A380的內側固定前緣結構。
PAG能為客戶提供全方位的飛機部件的維護,并在其產品的整個生命周期內為客戶提供產品支持,除此之外,PAG還擁有著一個先進的測試實驗室,可以進行金屬及復合材料部件的機械測試,以及熱、光學和化學等相關測試。
機翼結構 ?PAG
PAG主要項目一覽
空客A320
機身大部段與結構件
機翼結構件
地板構件
空客A330/340
機身大部段和結構件
機翼結構件
地板構件
空客A380
機身外殼
機翼部件
地板結構
空客A350XWB
機體結構件
機翼部件
地板結構
壓力隔框
主起落架吊掛
波音787
壓力隔框
鈦合金結構件
歐洲“臺風”戰機
中機身部分
總成/部分的設備
CFRP材質組件和系統組件
空客A400M
后機身部分
中機身部分
T型貨艙門
系統部件
結語
在21世紀的前十年,主制造商剝離機體結構件分部是一個趨勢。例如,波音認為,波音應該把更多的資源集中投入到市場銷售、飛機研發和總裝等高價值環節才能在競爭中獲勝,因此公司最終決定,將勢必銳前身的工廠(包括威奇托工廠和俄克拉荷馬州工廠)以12億美元的價格出售給了加拿大基金公司Onex Corp,自此勢必銳就作為一家獨立企業運營,其客戶主要為波音和空客,后獨立上市。
復材材質的壓力隔框 ?PAG
與勢必銳不同的是,PAG在空客在重組之初就作為空客的全資子公司,與空客之間仍然有著千絲萬縷的關系,其主要客戶也一直都是空客。在重組計劃進行時甚至后續PAG進行獨立運作時,由于巨額的資本支出,空客曾考慮將PAG業務出售給包括KKR、中國投資者在內的國外投資者。盡管空客一直對出售保持濃厚的興趣,但最終在2018年決定,不再接受有關PAG的報價,停止對出售PAG一事進行談判,因此PAG目前仍然是空客的子公司。
PAG生產車間 ?PAG
與勢必銳、Stelia的大量工作包在華生產不同,PAG的對華工業合作十分有限。業界不乏中國企業與其接觸的消息,各種原因并未能形成里程碑式的大型合作。
和全資子公司Stelia一樣,PAG在當下空客的發展中扮演著重要角色,2020年全球新冠疫情導致世界范圍內的航空業大幅縮水,不僅各航空公司損失慘重,波音、空客等飛機制造巨頭也遭受了迎頭重擊,在2020財年空客總收入同比降低29.2%,PAG也在進行大幅的裁員。
2009年1月,空客曾表示有信心在三到五年內完全剝離出包括PAG在內的子公司,并允許子公司尋找自己的合作伙伴。而在準備剝離其航空結構業務約十年后,空中客車公司正在改變方向,并希望長期將零部件制造保留在集團內部。首席執行官福里在2021年2月18日舉行的年度新聞發布會上表示,飛機結構件將是“空中客車的核心活動”。
在有限的航空制造份額下, 像PAG這種的實體制造企業一定會是空客未來關注和發展的重點所在。
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