AERO100连载 | ​PAG公司

航空产业网 2021-04-09

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Premium AEROTEC GmbH(简称PAG)是一家欧洲的航空航天领域的制造企业,也是欧洲最大的商用和军用飞机机体结构件一级供应商之一,是国际航空航天项目的关键合作伙伴。

PAG厂址分布 © PAG

PAG共有6个工厂,其总部位于德国的奥格斯堡,其他分厂位于德国的不来梅、诺登汉姆、汉堡、瓦雷尔以及罗马尼亚的布拉索夫。6个分部和中心每年能为超过800架飞机生产2000万个零部件。企业有8000多名员工和400多名研发工程师。PAG公司的2019年营业收入为24亿美金

Airbus Group公司内部架构 ©Airbus

PAG于2008年从EADS(空客集团的前身)分拆出来,成为空客公司的全资子公司,尽管PAG的大部分业务来自母公司,但随着航空产业的发展,PAG也逐渐与其他制造企业建立了合作关系,如法国的达索航空、美国的凯旋集团、法国的Latécoère公司等。

产业分类

制造商>机体结构件制造

PAG的核心业务是开发和生产由铝、钛等金属以及复合材料材质制造的大型复杂的飞机结构件。由于德国是空客公司的创始合伙人,作为德国企业中坚的PAG的产品也在所有空客民用飞机项目中都有份额,同时PAG也是欧洲的军机项目的主要参与者之一,如欧洲“台风”战斗机和军用运输机A400M等。

在热压罐中的A350部件 © PAG

PAG正在努力扩大其MRO等维修相关服务,同时,PAG也与一些大学和研究机构密切合作,致力于研发制造未来新的轻量化和高耐久性的飞机结构材料。PAG使用的如3D打印等诸多前沿高端的航空制造技术在复合材料、钛、铝制飞机部件的新概念设计中发挥着重要作用。

PAG在成为一个独立的实体企业之前,曾作为跨国航空航天集团EADS的一部分,在EADS的2006年息税前利润(EBIT)为负的背景下,2007年由于A380机型延期交付、A350XWB需要大量追加投资的情况下,公司高层认为公司未来将面临大量现金需求和利润的不断下降。并且由于当时几年,国际市场上美元疲软,欧元始终走在高位,这也导致了EADS的“超过20%的竞争力下降”。

在2007年初,EADS公布了战略重组计划Power8(8大举措),该计划旨在精简集团、剥离几项非核心业务并削减成本,计划于2009年年初实施重组完毕,这一计划重塑了欧洲航空结构件的产业构图,EADS也于之后更名为空客集团。

在2008年9月,与Stelia(前身为空客的Aerolia 合并Sogerma)类似,空客在诺登汉姆和瓦雷尔的工厂以及前EADS在奥格斯堡的工厂在德国组成了新的公司Premium AEROTEC GmbH,一年后,空客在不来梅的零部件生产部门也被PAG收购。2010年12月,PAG还接管了从事军事项目的ASL(Aircraft Services Lemwerder)。2011年,PAG在罗马尼亚的布拉索夫建立新的工厂,这也是PAG第一个位于德国境外的工厂。

PAG工程研发中心 © PAG

PAG公司成立伊始就开始了A350 XWB客机前机身部分的准备工作,之后的几年中,PAG也陆续收到了A350XWB项目的额外工作包。在2009年,尽管遭受到经济危机的波及,但空客仍然承诺会按计划完成用户的交付项目,在交付过程中PAG的贡献不容小觑,在2010年6月,PAG按计划完成了A350XWB的合同。

为了迎合未来航空业对于飞机结构轻量化、经济性和安全性的要求,PAG也不断进行研发工作,2013年,PAG在总部奥格斯堡工厂建立一个了占地4500平方米的研发工程中心,有超过400名研发工程师在此中心工作,这组成了PAG研发活动的核心。2017年,PAG又在德国汉堡建立研发中心,成为了PAG的第二个主要的研发工程站点。

PAG各分厂业务介绍

PAG在德国和罗马尼亚共有6家工厂和研发中心,下面对这些工厂和研发中心进行简要的介绍:

PAG各分厂址演变 © PAG

1、德国奥格斯堡的总部和研究中心——CFC的行业领导者

奥格斯堡的总部工厂建立于1916年,已有100多年的历史,其前身是BayerischeRumpler Werke(巴伐利亚洛普勒工厂),2000年成为了德国EADS的军用航空工厂,2009年由PAG接管,成为了PAG的总部工厂。

奥格斯堡工厂的主要工作是为商业飞机和军事项目生产、组装机身部件和高度耐用的结构部件,其在PAG整体的CFRP研发生产方面发挥领导作用。2013年,PAG在奥格斯堡工厂建立了一个研发中心,有超过400位工程师在此工作,这使得该厂在CFRP复材技术和研发领域也处于世界领先地位。

自第一架A300B以来,每架空客飞机上都有奥格斯堡制造的部件。每年,PAG能为A320系列、A330到A380等600多架新型空客飞机提供高质量部件、完整模块和完整的机身部件。如A350XWB后机身的CFRP侧壁板(第16/18段)、空客飞机门框复杂的CFRP组件、飞机地板结构和CFRP压力舱壁;而在军事领域,PAG研发生产了欧洲“台风”战机的中机身部分以及军用运输机A400M的货舱门、中机身部分和后机身部分等大型部件。

PAG奥格斯堡工厂© PAG

2、罗马尼亚布拉索夫的工厂——高性能零件制造厂

布拉索夫工厂于2011年建立,是PAG建立的首个德国境外的工厂,该厂主要制造、加工和组装由铝和碳纤维增强塑料材料制成的飞机部件。

布拉索夫工厂有着最为先进的加工制造机器设备,可以加工高质量的铝、钢、钛和复材,该厂主要有三项工作,一是进行高性能切削、金属车削和铣削等加工,二是轻型飞机结构的特殊型材的加工,如生产加工空客所有型号飞机的纵梁,三是为空客商用飞机和军用A400M飞机装配飞机部件。

PAG布拉索夫(罗马尼亚)工厂© PAG

3、德国不来梅的工厂——高效零件加工厂

不来梅工厂的前身是1924年建立的Focke-wulf Flugzeug工厂,2000年成为德国空客的制造厂,2009年被PAG接管,目前主要从事飞机钣金和热塑性塑料部件的生产,包括一些特殊的热塑性夹具等。

不来梅工厂的自动化生产线以及设备非常先进,每年生产的零部件超过300万个,整个空客系列商用飞机以及A400军用运输机和欧洲“台风”战斗机的单个部件均在不来梅工厂生产,不来梅还生产了大约50%的热塑性CFRP夹具,这些夹具被广泛用于A350XWB的CFRP机身壁板,由于其先进的快速生产线,不来梅工厂可以在24小时内响应客户的紧急需求。

PAG不来梅工厂© PAG

4、德国诺登汉姆的工厂——世界一流的飞机蒙皮制造工厂

诺登汉姆工厂前身成立于1905年,与不来梅和瓦雷尔工厂类似,2000年成为德国空客的工厂,2009年成为PAG的分厂。

诺登汉姆工厂主要生产飞机蒙皮和大型钣金,除此之外也会进行一些如型材成形、大表面积金属结构件的拉伸成形以及CFRP胶粘剂相关技术的研发等工作。每年,该工厂可与生产出大约5000副机身蒙皮。

诺登汉姆工厂采用了先进的激光焊接技术,这种新工艺在某些领域取代了传统的铝合金铆接工艺,并实现了系列生产,如以A380机型的机身段蒙皮为例,每架飞机的焊缝总长度为1400米,采用这种激光焊接能够比同类的铆接工艺快十倍。

PAG诺登汉姆工厂© PAG

5、德国瓦雷尔的工厂——3D打印技术领导者

瓦雷尔工厂创立于1936年,前身是瓦雷尔的Motorenwerk工厂,2000年成为空客工厂,2009年成为PAG德国工厂。

瓦雷尔工厂主要从事3D打印的研发与使用,在工业3D打印领域处于领先地位,早在2016年1月,PAG就开始在瓦雷尔利用3D打印生产系列钛材质复杂部件,包括A400M的燃料通风系统中的通风弯头,以及A350 XWB机身结构中的复杂结构组件等,瓦雷尔工厂还负责组装A350xwb的钛与CFRP材质的客舱和货仓门框架。

目前,PAG正在瓦雷尔工厂准备下一代3D打印技术,打算从独立3D打印机进一步发展到自动3D打印生产线。

PAG瓦雷尔工厂© PAG

6、德国汉堡的研究中心——PAG的未来发展中心

汉堡的研发中心作为新建立的中心,目前还在开发建设当中,但PAG已经在此开展研发工作,紧随奥格斯堡研发中心的脚步,成为PAG的第二大主要工程中心,其主要专注于金属3D打印和耐压机身的开发。

 

PAG先进技术及应用

PAG作为国际领先的一家以专业知识和创新能力为核心基础的飞机结构件开发、设计和生产的公司,其特点就是结合尖端的产品和最先进的生产技术,不断发展在新型创新材料领域的工艺设计与应用技术方面的卓越专长。目前PAG的先进技术主要集中在四个方面:

1、 金属成型与制造

PAG在制造金属飞机结构件领域有着全面的专业知识,尤其是在飞机蒙皮的制造方面,PAG能够利用其在拉伸成形和表面处理方面的独特工业能力提升飞机蒙皮的质量,为A321LR生产零部件的项目过程更是显著提升了其在该领域的专业知识水平。

PAG使用多种技术来处理金属机身壁板,包括自动化焊接和铆接工艺等,这些先进技术保证了工艺的稳定性和高质量。PAG还使用了如RFID跟踪组件等具有工业4.0元素的系统,使得其最先进的装配线能够同时结合灵活和高效这两种生产模式。

机体结构制造与工业4.0应用© PAG

2、 高性能切割

PAG是高性能切削领域的领导者。在铝、钛飞机部件制造领域,PAG能够利用世界上最高性能的机器设备进行生产,其现代化的五轴加工中心能够生产长达7米的大型铝合金机身框零件。

高性能切削 ©PAG

PAG的切削编程工艺也十分先进,还包含完善的仿真技术,能够最为有效的将制造数据转移到数控程序从而进行加工。在切削过程中,集成的闭环数据管理系统确保了价值链的全覆盖,并将其无缝集成到大数据和工业4.0中。PAG的全面经验为切削工具的开发提供了支持,使得切削过程始终处于监督和校准之下,以满足最严格的要求,最终得到出色的结果。

3、碳纤维复合材料制造

自动铺贴技术(简称AFP,AutomatedFibre Placement)工艺的特点是由机器人精确放置预浸渍料进行铺贴,PAG使用这种工艺来制造压力隔框和长达17米的机身壁板。

得益于在PAG在研发与生产中使用AFP技术的丰富经验,生产复杂的飞机门框结构成为可能,并在A350XWB项目中得以应用,因此A350XWB机型适用的是重量轻得多的CFRP门框,而不是常用的钛框架。

PAG生产的其他热塑性零部件也广泛应用于飞机上,例如一些夹具和工装等,这些零部件的制造过程中已经实现了很大程度上的的自动化。值得一提的是,在A400M项目中所使用的CFRP货舱门框的生产流程中,PAG使用了具有专利的真空辅助工艺(简称VAP,Vacuum Assisted Process),此种工艺流程的特点是,预成型的纤维网先在真空中进行树脂渗透,然后再加热硬化,这项工艺也同样被PAG用于制造耐压隔框。

复合材料在飞机上的应用 ©PAG

4、3D打印与增材制造

PAG是世界上较早在飞机制造中使用3D打印技术的公司。早在2014年,PAG就对外宣布计划在未来两年内将3D打印技术应用到其常规零部件的制造过程中,从2016年起,3D打印技术一直被PAG用于复杂结构件的规模化生产。

在工业规模化生产中,使用金属粉末的3D打印有着广阔的应用前景,规模化的3D打印不仅能够为制造和生产提供全新的方法,还可以在零部件轻量化上发挥重要作用,PAG能够为客户提供3D打印高性能零部件的制造与生产方案,同时PAG也有着完备的3D打印生产流程。

为了充分利用3D打印技术的潜力,PAG认为有必要将所有的过程步骤结合成一个综合的自动化生产系统,这是经济高效利用3D打印技术的关键,PAG与其合作伙伴EOS和Daimler一起致力于下一代3D打印生产技术的研发,与此同时,该公司还在为飞机制造引入其他更多的3D打印工艺,如机械零件的毛坯制造等。

使用3D打印技术制造的零件 ©PAG

小结

PAG不仅在传统的飞机结构件制造上可圈可点,其对于技术的理解与创新也十分可贵,尤其是在工业3D打印制造领域,PAG始终走在行业的前沿。工业化3D打印项目于2014年立项,2016年开始正式投入使用,后续不断发展形成规模化产业,2019年8月,PAG与洛克希德·马丁公司就3D打印工业化应用领域达成合作,意图在新一代战斗机上更广泛应用3D打印技术,2020年11月,PAG又与美国通用电气公司达成协议,双方共同开发新一代M2激光多系统3D打印技术,PAG打算将这一技术用于未来钛材飞机部件的工业规模化制造。

PAG已经在其相关的技术领域的获得了许多奖项和成就。PAG曾多次获得复合材料相关领域中著名的创新奖,其获奖项目包括:A350上使用碳纤维增强塑料门框的项目、A400M军用运输机上使用碳纤维增强塑料货运门的项目以及PAG作为欧洲合作伙伴联合研究的MOJO项目等。在3D打印技术方面,2017年,PAG凭借着A350XWB项目中应用的3D打印钛支架技术获得了德国航空创新奖。

 

PAG核心产品

1、机身部件

从飞机外壳和地板结构到制造完全组装的机身部分,PAG在机体结构件生产与组装方面有着全面专业的知识和丰富的经验,PAG为A320和A330系列以及A350XWB等空客机型提供机身部件,是空客最重要的一级供应商之一。

正在生产的机身部段 ©PAG

2、压力隔框

压力隔框是将飞机的承压外壳与机身尾段分开的结构件,PAG是制造复合材料CFC压力隔框的领先制造商,凭借着在复合材料方面的丰富经验,PAG生产的部件性能优秀,已经广泛使用在A350XWB、787等宽体机型上。

压力隔框 ©PAG


3、系统组件

PAG能为其客户提供除了飞机结构之外的各种系统和部件,包括燃料、液压系统、引气和氧气的管路系统、空调系统、水系统等,以及一些元器件,如高度复杂的电缆束、保险丝和继电器盒等。

系统组件 © PAG


4、起落架组件

PAG利用其先进的高性能切割加工技术加工钛质起落架部件,这些部件已经在A350XWB机型的起落架上得到安装使用。

起落架 ©PAG

5、地板结构

PAG能够为客户提供所有必要的飞机地板结构部件,这些部件可以用于各式飞机,目前已经成为了PAG整体工作包的一个重要组成部分。

飞机地板结构 © PAG


6、飞机蒙皮

PAG是世界上最大的飞机蒙皮供应商之一,能够覆盖从设计到研发制造的全流程,PAG已经在各种商用和军用飞机的项目中提供金属(铝材料)和复材蒙皮,如空客A320和A330系列,以及欧洲的“台风”战机。PAG在诺登汉姆的工厂有着最为先进的蒙皮制造设备,这可以使得其生产的飞机蒙皮拥有独特且适用的尺寸和性能。

飞机壁板 ©PAG


7、客货舱门

PAG为A350 XWB和A400M设计了全新的碳纤维复材舱门框,与标准钛框架相比,可以显著减轻重量,从而在行业内确立的新的标准。另外,PAG使用预浸渍工艺和真空辅助工艺(VAP)技术制造的舱门可以减轻重量、简化生产流程,从而达到节省成本的目的。

货舱门 ©PAG


8、机翼组件

PAG为一系列的飞机型号生产内外襟翼,此外,该公司还负责生产机翼一些重要部件的制造,如飞机襟翼的后缘和A380的内侧固定前缘结构。

PAG能为客户提供全方位的飞机部件的维护,并在其产品的整个生命周期内为客户提供产品支持,除此之外,PAG还拥有着一个先进的测试实验室,可以进行金属及复合材料部件的机械测试,以及热、光学和化学等相关测试。

机翼结构 ©PAG

 

PAG主要项目一览

空客A320

  • 机身大部段与结构件

  • 机翼结构件

  • 地板构件

空客A330/340

  • 机身大部段和结构件

  • 机翼结构件

  • 地板构件

空客A380

  • 机身外壳

  • 机翼部件

  • 地板结构

空客A350XWB

  • 机体结构件

  • 机翼部件

  • 地板结构

  • 压力隔框

  • 主起落架吊挂

波音787

  • 压力隔框

  • 钛合金结构件

欧洲“台风”战机

  • 中机身部分

  • 总成/部分的设备

  • CFRP材质组件和系统组件

空客A400M

  • 后机身部分

  • 中机身部分

  • T型货舱门

  • 系统部件

 

结语

在21世纪的前十年,主制造商剥离机体结构件分部是一个趋势。例如,波音认为,波音应该把更多的资源集中投入到市场销售、飞机研发和总装等高价值环节才能在竞争中获胜,因此公司最终决定,将势必锐前身的工厂(包括威奇托工厂和俄克拉荷马州工厂)以12亿美元的价格出售给了加拿大基金公司Onex Corp,自此势必锐就作为一家独立企业运营,其客户主要为波音和空客,后独立上市。

复材材质的压力隔框 ©PAG

势必锐不同的是,PAG在空客在重组之初就作为空客的全资子公司,与空客之间仍然有着千丝万缕的关系,其主要客户也一直都是空客。在重组计划进行时甚至后续PAG进行独立运作时,由于巨额的资本支出,空客曾考虑将PAG业务出售给包括KKR、中国投资者在内的国外投资者。尽管空客一直对出售保持浓厚的兴趣,但最终在2018年决定,不再接受有关PAG的报价,停止对出售PAG一事进行谈判,因此PAG目前仍然是空客的子公司。

PAG生产车间 ©PAG

势必锐、Stelia的大量工作包在华生产不同,PAG的对华工业合作十分有限。业界不乏中国企业与其接触的消息,各种原因并未能形成里程碑式的大型合作。

和全资子公司Stelia一样,PAG在当下空客的发展中扮演着重要角色,2020年全球新冠疫情导致世界范围内的航空业大幅缩水,不仅各航空公司损失惨重,波音、空客等飞机制造巨头也遭受了迎头重击,在2020财年空客总收入同比降低29.2%,PAG也在进行大幅的裁员。

2009年1月,空客曾表示有信心在三到五年内完全剥离出包括PAG在内的子公司,并允许子公司寻找自己的合作伙伴。而在准备剥离其航空结构业务约十年后,空中客车公司正在改变方向,并希望长期将零部件制造保留在集团内部。首席执行官福里在2021年2月18日举行的年度新闻发布会上表示,飞机结构件将是“空中客车的核心活动”

在有限的航空制造份额下, 像PAG这种的实体制造企业一定会是空客未来关注和发展的重点所在。


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