几十年来，汽车工程师已经了解了航空航天行业的新想法。回到20世纪30年代和20世纪50年代，底特律的灵感来自于创新飞机的时尚设计，如北罗姆alpha和grumman f4f wildcat。
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但是，桌子最近从诺斯罗普格鲁姆曼公司的工程师获得了访问了多个汽车制造商及其自动化供应商。他们正在寻找对简化军事机身生产的方式的新洞察力。
结果是南加州的新装配线，可能会改变未来几代航空航天工程师的方式，就像福特的高地公园工厂一样彻底改变了一个世纪以前的汽车行业。
实际上，集成的装配线（iAl）表示机动机组的方式表示显着的换档。它使诺罗普·格鲁曼达到了450％的吞吐量。
IAL位于42号工厂，这是一个位于加利福尼亚州帕姆代尔的政府所有设施，由诺斯罗普·格鲁曼航空系统公司运营。这是一家世界级的公司，为世界上一些最先进的飞机提供组装、集成、测试和长期维护能力。这个神秘的地点位于莫哈韦沙漠羚羊谷，战略上位于爱德华兹空军基地以南几英里处。
两岁的ial生产F-35闪电II的中心机身，它将成为未来三十年美国军队的骨干。一旦生产完全升高了几年，新超声波隐形飞机的汇编时间将不到当代战斗机的一半。IAL将在会见目标方面发挥关键作用。
诺斯罗普·格鲁曼公司F-35项目副总裁布莱恩·查普尔说:“IAL最大化了机器人和自动化，提供了额外的能力和装配能力，同时满足了手工方法难以实现的工程公差。”“它是F-35中央机身生产的核心，以及提高项目的负担能力、质量和效率。
“IAL设计采用了系统 - 工程方法来集成工具和结构传输，系统自动化，自动钻孔电池和在多个建设中心协调的工具机械化，”Chappel解释说。
北罗姆曼的Palm代尔工厂是2013年的收件人年份组装植物由大会杂志赞助的奖项。由于其对机身装配的地面接近方法，为第10届年度奖项选择了创新植物。
“我去过世界上几乎所有的机身制造厂，包括中国、印度和俄罗斯，我相信他们为自动化和先进数字化制造在现代商用或军用机身装配线上的应用设定了标准，”乔治·“尼克”·布伦说。他最近从诺斯罗普·格鲁曼公司退休，担任首席工程师和技术研究员。
布伦补充说:“他们的设计、开发和应用的自动化钻机和沉头机、自动化涂层应用系统和移动装配线，显著降低了成本，提高了质量和安全性。”
据泛熊介绍，没有主要的航空航天公司曾签订过设计并建造整个集成装配线。“通常，大型航空航天制造商是他们自己的集成商，从不同供应商招标了集合线的特定部分，然后整合它们，”他解释道。“ial是行业的重要一步。”
骄傲的遗产
在卓越的航空航天工程历史悠久的时候，很难击败诺罗普·格鲁曼。Although the company was founded only19 years ago, it traces its roots back to the early days of aviation, with heritage companies such as Northrop Aircraft Inc., Grumman Corp. and Ryan Aeronautical Co. Those firms were headed by creative engineers who weren’t afraid to push the envelope.
Jack Northrop在20世纪30年代初开始设计超级时尚邮件飞机。他的一个大突破之一是一款全金属单架，可增强性能和扩展机身生活。
在卓越的航空航天工程历史悠久的时候，很难击败诺罗普·格鲁曼。 |
在第二次世界大战期间，诺斯罗普制造了黑寡妇拦截机和X-56等飞机，X-56的特点是世界上第一个全镁、全焊接机身。该公司开发了一种名为Heliarc焊接的新工艺来组装飞机(该工艺现在被称为钨极弧焊)。
在20世纪40年代后期，诺斯罗普将注意力转向开发实验飞机，如飞翅。事实上，其YB-49将B-2 Spirit隐形轰炸机达到50多年来。
Grumman Corp.于1930年由Leroy Grumman成立于纽约州长岛。该公司自从此是海军航空的代名词。在第二次世界大战期间，Grumman开发出一名先进的战斗机，专用了第一个实用的折叠翼机构，允许飞机载体存储更多的飞机。
另一款著名的格鲁曼设计，F6F“地狱猫”，以简单、直接的设计为特色，在南太平洋的许多战役中成为传奇。这种强大和机动性的战斗机易于批量生产和维护。
在20世纪60年代后期，Grumman工程师设计并组装了美国宇航局的Apollo Lunar模块。该公司被选中为风险特派团，因为它的长期经验建造产品，可以承受粗糙的着陆。
t·克劳德·瑞安(T. Claude Ryan)在20世纪20年代中期以自己的名字创建了这家公司。正是这家公司设计并建造了查尔斯·林德伯格著名的“圣路易斯之魂”。在20世纪50年代，瑞安创造了用于短距离起降和垂直起降的飞机，此外还有像“火蜂”这样的目标无人机。
在20世纪50年代末，瑞安的工程师们开创了一种爆炸性金属成形技术，使该公司能够制造许多形状独特的航空部件，如火箭的头锥和导弹的弧形穹顶。
北罗姆普尔的精神，Grumman和Ryan今天仍然在2013年仍然活着年份组装植物。事实上，他们的照片在Palmdale Complex的主要大厅迎接游客。
诺斯罗普·格鲁曼也有一种在厂房前向前思考的传统。例如，1953年，诺罗普工程师为军事机身建立了第一条连续轨脉冲机械化装配线。架空导轨组件和安装线使能汇编器可轻松切换F-5A，F-5B和T-38喷气式战斗机。
一对升高的轨道在地板上握住了中心机身，允许容易地访问装配器。这消除了人体工程学的问题和担忧，同时还改善了错误打样。每个轨道悬挂的机身用两个装配商手动从站移动到站。
在20世纪80年代末，诺斯罗普公司的工程师研究了自动化的有效性，他们使用机器人来制造和组装T-38的翼尖。1997年，他们率先在飞机装配线上使用了第一台自动化钻孔机。
10年前，诺斯罗普·格鲁曼在棕榈岛工厂中实施了一款连续的通用导轨夹具，以移动工作站之间的零件和子组件。物料搬运系统减少了传统的开销起重机和大型装配夹具的使用。
诺斯罗普·格鲁曼公司的工程师也用于生产创新飞机。事实上，自动化装配线位于20年前B-2精神隐形轰炸机秘密建造的同一地点。
今天，除了各种实验和分类项目之外，还使用生产线（如MQ-8C Fire Scout，RQ-4 Global Hawk和MQ-4C Triton）的无人驾驶飞机分享Palmdale工厂。RQ-180和X-47B。
未来派战斗机
F-35 Lightning II是一款隐形，超音速，多拉多尔，下一代战斗机，旨在满足美国及其盟友的要求进入21世纪。在进行各种地面攻击，侦察和防空任务时，它将比传统飞机有效四倍。根据一些专家，F-35可能是为美国军队建造的最后一个载人战斗机。
单引擎飞机是创建联合罢工战斗机（JSF）计划，该计划要求相同的基本飞机的三种变化分享超过20％的机身 - 为军队的多个分支服务。有争议的4000亿美元的计划已经开发了十多年。
五角大楼官员认为，这种一刀切的方法是一种有效的方法，以取代他们老化的战斗机舰队，这些战斗机的平均服役年限为23年。第五代JSF隐形战斗机被设计用来替代现有的飞机，如a -10、F-16和F/ a -18大黄蜂。
除美国外，八个合作伙伴国家还计划部署F-35飞机：澳大利亚，加拿大，丹麦，荷兰，意大利，挪威，土耳其和英国。
Lockheed Martin Corp.是Prime F-35承包商，而诺斯罗普·格鲁姆曼和BAE Systems Inc.是主要合作伙伴。Bae在英格兰Samlesbury的植物中组装了船尾机身和尾巴，而诺斯罗普·格鲁姆曼在Palmdale建造了中心机身。所有子组件都以最终组装运送到德克萨斯州沃思斯特比尔斯特的洛克希德马丁工厂。
帕姆代尔的组装商制造了三种F-35中央机身的变种。虽然它们共享许多类似的线束和气动线路，但每个变体都有独特的参数和要求，使装配具有挑战性。
美国空军采用传统的起飞和着陆变量，该变体在中心机身顶部和内部25毫米，四桶嘎嘎声枪。
美国海军陆战队使用能够进行短暂起飞和垂直着陆的F-35版本。它具有升降机和中央机身顶部和侧面的升降机和空气管道和下面的两个通风口。
美国海军有一种航母改型，其特点是在飞机的中心机身采用铝制结构，以帮助吸收弹射起飞时的应力。这款飞机还配备了一个尾钩和更大的机翼，使其能够从航空母舰上短距离起飞。
飞机的海洋变体，F-35B目前正在测试，并预计将于2015年开始军事行动。空军变体F-35A将在2016年进入运营。海军变体，F-35C，是由于2019年的运营。
F-35的生产运行呼叫超过2,000份。这在航空航天工业中被认为是大量的，并投资汽车行业启发自动化成本效益。
复杂的装配
然而，建筑喷气式战斗机比生产型轿车或皮卡轿车更复杂。由于令人难以置信的公差，限制空间和严格的质量要求，机构采用挑战挑战。使用多种类型和尺寸的紧固件，甚至最小的表面不连续性也会影响飞机的隐身性能。
“现代军事机身是世界上最复杂的制造组装，”波尔登在2003年创立了航空航天自动化联盟，以满足行业需求，并在普通制造挑战上创造对话。“复合其制造复杂性是严重的公差和要求苛刻的过程，使机器人和自动化的应用复杂化。
除了在飞行中进行高度和空气压力的严重变化，军事机身必须承受各种激进的曲折，转弯，菌株，应力等力。
机身也暴露在极端温度下。在停机坪上，超音速喷气式飞机的表面温度通常会超过100华氏度(约为摄氏38度)，飞机的外壳可能会膨胀或收缩。在停机坪上，超音速喷气式飞机会迅速爬升到零下40华氏度或更低的巡航高度。
为了在那些要求的条件下进行，军用飞机需要成千上万的孔，必须精确钻出，埋藏，装满铆钉，螺钉和其他机械紧固件。该过程变得更加复杂，因为军用机身由各种异种材料组装，例如铝，钛和碳纤维复合材料的不同片材厚度。
航空航天钻井和紧固应用需要紧张的公差，以生产能够避免破裂风险的高强度空机构。因为一个坏洞会导致灾难性的失败，所以从孔直径到孔的直线度的一切都是至关重要的。
在F-35中心机身上，孔直径范围为0.19至0.25英寸。根据泛熊，与子结构关系中的孔的中心线放置不能变化超过+/ - 0.010英寸，直径耐受0.0015英寸。
不足为奇的是，85%的质量问题和80%的机身装配损伤造成的时间损失都是由钻井造成的。
诺斯罗普·格鲁姆曼在应用自动化解决这一挑战时领先地位。“早期，它认识到，飞机的65％的飞机成本居住在机身上，其中65％的成本在大会上，”泛熊说。“从机身的第一次自动化得出的成本减少是针对钻井和埋头的;这代表了60％以上的机身装配成本驱动程序。“
1997年，诺斯罗普·格鲁曼公司的工程师开发了航空航天工业的第一台自动化钻孔和沉头机。当应用于F-18 E/F垂直稳定器时，与之前的手动方法相比，成本降低了33%。
布伦说:“这导致了其他应用，以及空客(Airbus)、波音(Boeing)和洛克希德·马丁(Lockheed Martin)的第一台自动化钻沉机。”“这些机器仍然代表着IAL生产线的核心，为机身组装提供了最大的直接成本和间接节省。”
而且，军事机身的核心是它的中心机身。这是因为一切都在那里连接，包括前进和船尾机身，翅膀和着陆齿轮。在F-35上，一些负载直接通过中心机身的皮肤转移到旧的战斗机上的中心机身与内部框架。
中央机身还包含了F-35的关键部件，如进气道、油箱和燃油管，以及电气、液压和气动系统。大型内部武器舱对F-35的隐身能力起着关键作用。
F-35的中央机身装有复杂的电子设备，如由诺斯罗普·格鲁曼公司制造的AN/AAQ-37分布式孔径系统。多功能红外系统为飞行员提供导弹警告和导航。
诺斯罗普·格鲁姆曼还设计并建立了F-35的雷达系统和其他关键航空电子设备，例如电光系统和通信，导航和识别子系统，在夏洛斯维尔VA的工厂。电气布线壳体在新镇，ND的北罗姆曼厂组装，并运往Palmdale。
F-35由大约40%的复合材料制成，比现有的任何其他喷气式战斗机都要多。碳纤维外壳，如前后进风口和武器舱门，由诺斯罗普·格鲁曼公司位于加州埃尔塞贡多的最先进的设施内部制造。
Kanban拉动系统可确保恒定的皮肤供应，依据依据到达IAL。在供应链中施加该过程以最大限度地减少Palmdale工厂的库存。
新生产哲学
为了解决可靠性、质量和安全问题，航空航天制造商多年来一直在讨论使用机器人。然而，大多数努力都受到精度问题和低产量的阻碍。
该行业继续依靠大型纪念碑型装配夹具和传统的固定自动化，如大型龙门系统和产品特定夹具。不幸的是，龙门机很昂贵。并且，它们通常具有有限的吞吐量并需要大量占地面积。
与龙门系统和其他自动化岛屿不同，机器人更加灵活，可以在定制设计的机器的成本中快速部署。固定自动化的其他优点包括过程重复性，增加正常运行时间，降低废料，降低维护成本和夹具夹具要求的降低。
在使用机器人开发低成本、灵活的机身，提高吞吐量和周期时间方面，IAL是一个巨大的突破。它的灵感来自于美国汽车制造商使用的自动化系统，并在库卡系统北美有限责任公司的帮助下开发。
规划IAL开始超过五年前。“JSF计划挑战了我们实现了重要的可负担能力目标，”Palmdale制造业运营和副站点经理迈克琼斯表示。“这是消除独立自动化岛屿的机会，并将装配线作为综合系统开发。”
诺斯罗普·格鲁曼公司的一个工程师团队对底特律进行了几次实地考察，以了解汽车制造商如何解决装配线自动化问题。琼斯指出:“这个时机很好，因为当IAL项目在2008年启动时，汽车行业正处于放缓之中。”
来自库卡和北罗姆曼的工程师共同设计并安装了完全优化的装配线，而不是仅仅是独立的工具站的集成。库卡利用了与高速装配线的专业知识，而诺斯罗普·格鲁曼专注于其广泛的工具知识。
“这需要新思维，”乔尔··鲁德威尔，IIAL经理添加。“我们必须对我们的商业模式进行根本性的变化，并抛弃旧方法。例如，过去，我们曾经在房屋内建造了至少80％的工具。“
对于诺斯罗普·格鲁曼公司来说，IAL需要重大的投资和信心的飞跃。该项目耗资1亿美元，占地面积超过20万平方英尺，位于棕榈谷的温控工厂。它有600多种工具和79种主要的工具位置。
最先进的工具
机身组装工具包括自动激光焊接和自动化面板系统，除了用于钻孔，密封胶应用和紧固件插入的多功能机器人终端效应外。iAl具有13个铰接式机器人和自动引导车辆（AGV）系统。
自动化的增加允许使用钻井系统保持非常精确的公差。实际上，IAL的一个亮点是用于进样口管的机器人钻井系统。它使用九轴机器人在非常具有挑战性的小内部空间中钻成千上万的孔。
视觉引导系统允许机器人进入F-35轮廓的空气入口管道中的窄开口，这对喷射发动机的性能至关重要。
复合管道通过连接需要数百机械紧固件的铝框架与中心机身集成。组装过程需要每个管道的500孔的钻孔和倒数。每个空气管道长约9英尺长，但内径仅为20英寸。
尽管存在符合人体工程学的挑战空间限制，但操作最初是手动完成的。装配箱将在管道内爬行并使用手动工具。
通过使用铰接式机器人，诺罗普·格鲁曼工程师将52小时的手动工程减少到12小时的自动化过程，也减少了占地面积。三个机器人细胞钻三个不同的入口管道：船尾，前右侧和向前左侧。每套需要2,000洞。
因为500个钻点中的每一个具有独特的安全半径区域，所以激光跟踪系统位于非常窄的容差内的正确位置。激光检查系统还用于评估每个孔的质量。
u型自动化装配线的另一个亮点是agv车队，它将在过程中的工作运输到装配单元。传统上，高架起重机是用来移动机身的。然而，由于需要起重机、为安全清理区域、连接链和装卸夹具以及移动组件，这会造成延迟。
例如，通过在El Segundo，CA的北罗姆克·格鲁曼工厂完成，需要超过250起起重机移动来运输F / A-18 E / F子组件。这是一个非常耗时和破坏性的过程，因为虽然举动正在进行，但下面的工厂地板上停止。
每个带有架空起重机的移动都需要大约一小时，并且需要一个最多八个人的船员，这些人有助于稳定机身，因为它从装配线的一个部分慢慢移动到下一个。使用AGVS，类似的举动只需要20分钟。
“我们将工程结构和工具从一个工作站转移到另一个工作站，因为在IAL上的每个工作站没有夹具和夹具，”北格鲁曼公司F-35项目业务发展总监Hank Reed说。“这提高了我们保持非常严格的公差的能力。它还能减少弯曲，提高质量，并大大降低受伤或事故的可能性。”
其中三辆agv的载重量为38000磅，另外两辆agv的载重量为75000磅。所有的车辆都由电池供电，并配备了障碍物检测传感器以防止碰撞。
自加载AGV能够提供全向对接的操纵。这消除了工具错位并确保了布置灵活性。它还确保车辆与各种工作站码头设计正确接口，这取决于是否在机身的上部或下部进行工作。
这种低姿态、高度可调的agv配备了惯性制导技术，使它们能够沿着虚拟自由范围的路径移动，而不是遵循特定的地板磁带模式。这就消除了视线或目标受阻和地板胶带损坏的问题。
基于rfid的控制和指示服务器与每个AGV上的服务器持续通信。当一辆车到达工作站时，装配工接管了控制权。他或她降低AGV的甲板，引导车辆在一个支持的工装结构下，并提高甲板提升工装，以便机身可以移动到下一个工作单元进行进一步组装。
通过改进的另一个领域是在适用于低可观察到的雷达吸收涂料，这有助于提供F-35其隐身。该耗时的过程被确定为达到每天生产一个机身的长期目标速率的潜在绊脚石。
在过去，复杂的过程使用传统的手动方法需要一周多的时间。通过利用机器人技术，诺罗普·格鲁姆曼工程师开发了一种简化为一天的自动化过程。
所有的IAL单元和agv通过一个中央控制和指示服务器集成在一起。装配工使用触摸屏终端来管理所有的生产过程。
人民权力
尽管最近的自动化投资，但人们在组装F-35的中心机身方面发挥着重要作用。例如，手动安装布线，气动线和其他组件。
里德表示:“劳动力对自动化的反应褒贬不一，但大多数人认为，这是对传统装配工艺的积极背离。”“当人们看到质量和人体工程学的好处时，他们拥抱了自动化。例如，通过使用机器人，我们已经能够取代需要有人坐在炎热、狭窄的进口管道和钻数百个洞。”
纳入IIAL系列的自动化间接节约包括由于手钻的应力而导致的损失损伤85％。缺陷还有90％的缺陷和孔质量增加。
“我们始终努力使工作更轻松，更安全，因此我们招揽了操作员输入以改善生产过程，”Reed说。“我们有一个持续的反馈机制，导致更好的买入。汇编者仍然是满足质量，成本和交付目标的最重要资产。“
诺斯罗普·格鲁曼鼓励自我导向的工作团队。事实上，这种遗产来自杰克·诺罗普的个人参与在整个职业生涯中与他的建设团队一起参与。
F-35装配过程的各个方面都会赋予汇编者，以合作产品改进和质量举措。例如，自检对于控制异物碎片的风险至关重要，这在航空航天工业中是一个重要问题。
员工建议计划提供多种激励措施，以向大会过程提供价值和质量。正常建议导致最大奖励10,000美元，基于源于该想法的百分比。由于共享奖金奖励，这些建议升至一年一度的储蓄，这些储蓄将分配给整个劳动力的奖励奖励，该奖金额最多为期两周的额外薪酬。
作为对现货建议的立即回应，奖励流程使管理者和主管能够在100亿美元的一周内响应较小的改进。
到目前为止，已经有超过100个中心机身被装配到IAL上。里德说:“我们仍处于低速度的初始生产阶段，每5天就造一个。”“然而，一旦我们在2018年提高到全速生产，我们的目标是每天制造一个中心机身。
“当我们达到这个速度时，我们绝对需要一致，可重复的流程，”补充说。“自动化为我们提供了这种能力。
“由于综合装配线，我们显着减少了旅行的工作，除了废料，返工和修复外，还有reed。“推动了显着的成本节约。我们希望看到中心机身的成本，因此整个F-35的成本，由于自动化，将来进一步下降。“
关于这个奖项
的年份组装植物奖励于2004年启动，在美国展示世界级的生产设施，以及使其成功的人员，产品和流程。所有制造商都会邀请在美国组装在美国产品中提名植物。
的年份组装植物奖励由大会杂志赞助。该奖项的目标是确定已应用世界级流程的最先进的设施，以降低生产成本，提高生产力，缩短市场时间或提高产品质量。
所有提名人都由大会的编辑人员评估，基于以下标准：
•通过使用新技术，可以提高装配过程？
•植物是否通过更有效地利用现有技术来提高其性能？
•工厂是否采取了措施降低生产成本？
•有新的或改进的装配过程导致生产力提高？
•植物是否使用装配改进以减少市场的时间？
•植物是否促进了底线利润和竞争优势？
•运营商是否在新装配策略的成功实施中发挥了作用?
•产品是否有效地设计了高效装配？
•该工厂是否试图保护环境并保护自然资源？
作为第10届年度的赢家年份组装植物竞争，诺斯罗普尔·格鲁姆曼综合装配线，加利福尼亚州Palmdale，收到了雕刻的水晶奖和纪念旗帜。
以前的获奖者年份组装植物奖项是福特汽车公司（韦恩，MI）;飞利浦Respironics（新肯辛顿，PA）;伊顿公司（林肯，IL）;Batesville Casket Co.（曼彻斯特，TN）;IBM Corp.（Poughkeepsie，NY）;Schneider电气/方形D（Lexington，KY）;Lear Corp.（蒙哥马利，al）;Xerox Corp.（韦伯斯特，纽约）;和肯沃思卡车有限公司（伦敦，瓦伦）。
2014年的提名表格年份组装植物奖项将于1月初在大会的网站上提供。
之前的收件人
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