波音工廠(01)-飛機是怎樣生產出來的?

時間 :2018-12-29點擊 :67欄目 :行業知識

西雅圖不僅是個浪漫之城,而且是個重工之城。重中之重,當然是飛機製造公司波音。

 

很久很久以前就從雜誌上感受到了波音工廠的宏偉,心想有一天要去現場看一看。多年之後,終於借項目出差到西雅圖的機會,去Everett波音工廠參觀,心願得以實現。9月正是西雅圖天氣最好的時節,參觀工廠也算是別有風味。

 

注:本文照片除幾張自拍之外,大部分都來自網絡。

 

01

 

這裏所說的西雅圖不僅指西雅圖市(Seattle City),包括了整個西雅圖-塔科馬都市圈(Seattle metropolitan area)

 

從南向北,主要的城市包括:

 

  • 塔科馬(Tacoma) -- 這裏有機場(Tacoma airport)

  • 倫頓(Renton)-- 這裏有波音(Boeing)Renton工廠

  • 西雅圖(Seattle)-- 這裏有亞馬遜(Amazon)和星巴克(Starbuck)

  • 貝爾維尤(Bellevue)-- 這裏有微軟(Microsoft),德國電訊 (T-mobiles),還有Expedia和Concur等

  • 柯克蘭(Kirkland)-- 這裏有好市多(Costco)總部

  • 雷德蒙德(Redmond)-- 這裏有微軟總部(Microsoft)

  • 埃弗裏特(Everett )-- 這裏有波音(Boeing)Everett工廠

 

 

很多人到西雅圖的一個重要行程是參觀波音工廠。這個工廠,通常是指Everett工廠。Renton工廠也可以參觀,不過好像並不正式對外。

 

波音公司成立於1916年,至今已經有100年了。波音的總部原先位於西雅圖, 但出於業務需要,波音於2001年將總部簽到了芝加哥,但商業飛機部門的總部仍然在西雅圖(記住,波音不僅是商業飛機公司,同時也是一個涉及軍事和太空的軍事業務公司,他們還有其他的BU)。西雅圖地區的波音雇員人數約為8萬,約占其全球員工總數的一半。

 

波音商業飛機的組裝工廠共有三個,其中兩個在西雅圖地區,第三個在南卡羅來納州的查爾斯頓:

 

  • 埃弗裏特(Everett ),位於西雅圖市以北約50公裏的地方,這是波音商業飛機最重要的工廠,這裏生產747, 767, 777, 787。

 

  • 倫頓(Renton), 離Tacoma機場挺近的,生產737, 這是最老的廠區,737從最早的誕生,一直就沒離開過這個工廠。

     

  • 查爾斯頓(Charleston),位於南卡羅來納州北的查爾斯頓(South Carolina),這裏有787的第二條線,787-10機型較長,是南卡工廠獨有的。南卡工廠還包括787機身後段的製造、組裝和係統安裝。Everett工廠787的後段,是通過Dreamlift飛機從南卡運過來組裝的。

     

  •  

Everett工廠參觀中心的名字叫“飛行未來航空中心(Future of Flight Aviation Center)”。

 

導航名稱:Future of Flight Aviation Center & Boeing Tour

實際地址:8415 Paine Field Blvd, Mukilteo, WA 98275

 

這裏是波音Everett工廠參觀的官網:

 

https://www.futureofflight.org/

 

02

 

周末正是活動的好時光。周六下午近3點的時候到達的參觀中心,結果發現當天的票已經售光了。所以隻好買好第二天早上的票。

 

第二天一早,從酒店出來,打了個Lyfy,直奔Everett而去。從貝爾維尤市中心到參觀中心,不到40分鍾,車費近50美金。

 

時間還早,等到開門。陸續有車來到,第一輛大巴來的是個老年團,下來一車子的美國爺爺與奶奶,有胖有瘦。想來全世界的人生軌跡都差不多,年紀大了,手裏有點錢,就出去看看以前沒看過的。

 

 

在參觀中心的顯眼位置使用多種語言寫明,參觀波音廠房時不可以攜帶以下任何產品:

 

  • 手包,背包以及腰包

  • 望遠鏡,各種電子產品

  • 手機

  • 食物和飲料

  • 武器

     

簡而言之,不能攜帶任何物品。在大廳的一邊和外麵提供了免費的寄存櫃,可以放置隨聲攜帶物。

 

這裏是參觀中心內部,一進門就麵對大廳中的售票台,參觀入口就在售票台後麵,左手邊是禮品商品,右邊有一個咖啡店。牆上帖著幾個紅色大字:Future of flight。

 

 

參觀是按照時段來組織的,參觀開放時間為8:30AM ~ 5:30PM。 每一時段參觀人數為100人。

 

入口是一個短通道 ,通道兩邊的牆壁上是各種飛機模型。

 

 

檢票時強調不可以攜帶任何電子產品。每一個遊客檢票後拿到一個色卡,有兩種顏色。

 

檢票後進入一個放映廳,收看一段6分鍾的視頻,包括了波音公司的光榮曆史,埃弗裏特工廠的介紹,以及波音如何注重技術與人才培養等內容。

 

然後是一個保安上台,腰上掛著武器,再次強調不可攜帶任何電子設備。當然,並沒有實際的檢查。

 

最後,上來一個參觀領隊,身著波音製服,寬大威猛,噸位十足,留著大胡須的虯髯大哥,聲音洪亮,語速飛快。這是參觀講解員Eric, 他說根據手中的色卡,參觀將分為兩組,由兩個講解員帶領,分坐兩個大巴進行參觀。

 

手中的牌是經色,跟著Eric走。走出放映廳外,登上外麵的大巴。大巴的司機叫Eddey, 已經開這個大巴幾十年了。

 

大巴沿著鐵絲網牆,穿過寬廣的飛機跑道,跨過橫跨兩邊的一座橋。

 

停機坪上停滿了各式飛機。

 

 

從更高的視角來看,廠房與周邊的環境相映襯。碧藍的海洋,蔚藍的天空,還有那湛藍色的飛機畫幅。遠處那一波藍就是普吉特海灣(The Puget Sound),直通浩瀚的太平洋。

 

 

再來一張遠景(參觀中心在左上角位置):

 

 

Eric語速飛快,開始介紹停在邊上的飛機。他指著遠處的那一排飛機,說道:女士們,先生們,看那邊,那是價值80億美金的飛機,都是等待交付客戶的。。。”

 

遊客們一片嘖嘖聲。

 

在那一排飛機中,有幾輛是中國航空公司的訂貨,能看到三輛飛機上“海南航空”的標識。

 

Eric開始滔滔不絕,語速飛快,成串的數字脫口而出。Eric解釋說他愛好數字,對這些內容特別感興趣,語速之所以快,為的讓遊客多了解一些信息。

 

好吧,Eric先生,你考慮過外國人的感受嗎?

 

03

 

巴士在廠房前停下,巨大的廠房讓人心生敬意。

 

感受一下10多層樓的廠房高度:

 

 

04

 

參觀分為兩部分。一是747的生產車間,另外一部分是777/787的生產車間。

 

AG8现金网先從747車間開始。

 

走到廠房前,通過一個下行樓梯,進入一個長長的地下通道,腳底下樸素的混凝土,頭頂上成串的管道,齊整粗獷,牆上不時有一些紅色的標識。猶如進入了一個戰爭場景,不同自主地嚴肅,又有所期待。

 

走了一段,在標識前停下,那是電梯,上升到4樓的參觀平台。

 

電梯寬大,門板厚重,容得下50個人。

 

走出電梯,走進了一個超級巨大的鋼鐵世界。參觀通道是位於這個鋼鐵世界中心的空中走廊,兩邊都是生產線,各類鋼鐵架子林立,頭頂上的各類行車一應俱全,可以全方位移動各類部件。參觀人員可以在走廊上走動,俯視兩側正在組裝的巨大飛機。

 

這是參觀走廊的示意圖:

 

 

走廊的走道並不太寬,50個人散開來,形成一個長條隊伍。但是講解詞可以很清楚地聽到。因為頭頂上方的架子上安裝了多個揚聲器。所以不管離講解員多遠,都可以很清楚地聽到講解詞。

 

Eric先生開始口吐蓮花。

 

1966年,波音向全世界宣布,他們要建造世界上最大的噴氣式飛機。他們需要先建一個巨型廠房。波音最終選擇在Everett附近建造他們的新廠房,廠房於1967年建成。

 

波音Everett工廠是世界上體積最大的工廠,工廠的高度為11樓的高度,體積高達1338萬立方米(472 million cubic feet),相當於900多個籃球場。工廠占地近39.8萬平米,廠房長1000米,寬500米,即使把整個迪士尼樂園放進去,還有幾萬平方米的地方可以留出來停車。

 

那是奮發的年代,1968年,波音Everett工廠製造出了第一架747。同年,它開始了官方觀光之旅。現在已經有幾百萬的遊客參觀了波音的工廠。

 

從第一台波音747開始,所有的波音747都是從這個車間製造出來的。截至2018年7月,波音總共製造1548架波音747飛機,其中1546台交付給了客戶。

 

當前的747版本隻有兩個:

 

  • 747-8型號,融合了一些787所采用的技術,是2005年發布的升級版本。它是波音目前唯一的四發動機的巨型飛機,也是747最大的版本。

 

  • 747-VIP, 這是客戶訂製機型,最典型的代表就是空軍一號。

 

Everett工廠有40000名員工構成。這是一個永不停工的工廠,員工分成三班,全天候維持運轉。他們到達工廠之後,停車,然後坐接駁車到達車間。車間裏有獨立的消防部門,還有5個咖啡廳。

 

Eric介紹了係統組裝的流程,波音747由高達600萬個零件組裝而成。Everett是個組裝工廠,各種零組件送到這裏組裝,測試。

 

飛機的組裝過程是這樣的:

 

 

總的來說,機身總體是由機頭,機身及機尾幾段拚接起來的,而機身的每一段,又都是由多塊預先裝配好的大型部件裝配而成。

 

這是機體中端部分:

 

 

這是機翼與機身連接:

 

 

這是全體身的747,就差發動機了。發動機是最後才裝上的。

 

 

在參觀平台的中間,放置了一截飛機截麵段,上麵還有一排座位。Eric介紹說,這來自最早的747機型。是波音從日本航空公司在飛機退休後買回來做疲勞失效研究(Fatigue review)的。在20年服務之後,飛機的結構仍然是很完備,說明了波音設計的可考性。

 

 

Eric談到波音的銷量。由於747是個老舊的飛機,燃油經濟性並不好,這顯然極大的影響了航空公司的利益。所以航空公司已經不怎麽買747機型了。他們買的都是737, 777和787的各種機型。波音747的生產量在逐年減少,現在一年也就何持六,七架的的產量了。2016年交付的波音747僅9架。

 

“現在誰使用747機型最多?” Eric問了一個問題。

 

我知道答案,所以就回答:“E-Commerice."

 

“Exactly, Amazon.”

 

亞馬遜的同學應該驕傲一下。

 

談到大飛機,Eric也提到,波音公司正在研發新款的747機型,主要是新材料的應用,提高燃油經濟性。他說,不用擔心,兩年之後,將會有新的747出現,波音大飛機不會消失。

 

參觀完747之後原路返回,下電梯,走出隧道,上大巴。

 

05

 

大巴開到廠房的另一端,同樣的路線,下樓,過隧道,上樓梯,到達參觀平台。777和787的車間分列參觀平台兩側。

 

Eric開始又滔滔不絕,開始介紹777/787。

 

波音777飛機於1994年下線,這是介於767和747之間,是波音第一款采用3維CAD技術設計的客機。它采用三級客艙布局,座位數在300-370座之間。

 

由於采用的材料一樣,777的裝配方式與747大同小異,也是分段分塊組裝,最後再總體接接。

 

這是777的尾部,777的尾部比較大:

 

 

這是在拚接身段:

 

 

這是主體已裝完,發動機還沒裝:

 

 

波音777的成功意味飛機設計模式的完全改變。傳統的設計方法是使用模型設計,他們必須按照設計理念完全製作出一個模型,然後再一步步在模型的基礎上優化設計。這樣做不僅成本高昂,而且速度緩慢。

 

波音在777的設計上引進了法國軟件公司Dassault Systemes的CATIA(Computer-aided, three-dimensional interactive application)設計係統, ELFINI (Finite Element Analysis System)有限元分析係統,和EPIC (Electronic Preassembly Integration on CATIA) 電子預轉配係統。在與IBM的合作過程中,波音將係統安裝在幾台大係IBM主機上,並允許全世界各地的供應鏈通過工作站接入係統。幾千名工程師在全球範圍內通力合作,開創了一個完全不同的設計模式。

 

這是777x-9 / 777x-8

 

 

06

 

777的另外一邊是787.

 

787擁有一個閃亮的名字,叫夢幻客機(Dreamliner)。2009年12月份,波音787在華盛頓州首飛,2011年9月第一架波音787交付給啟動客戶全日空。

 

夢幻客機的設計集中了許多新的技術。最重要的就是材料技術的改進。747和777都是使用鋁材為機身主體,777上使用了部分的合成材料,到了787上,則機身最主要部分改為碳纖維+玻纖合成材料。

 

 

787的材料構成:

 

  • 合成材料:50%

  • 鋁材:20%

  • 鈦:15%

  • 鋼:10%

  • 其他:5%

     

由於輕身的減輕,使得787在燃油經濟性上提升了20%。

 

787的其他優勢:

 

  • 不僅可以飛幹線,可以不間斷飛行全球。也可以飛支線,使航空公司的經營方式更加靈活。

  • 機艙的挑高設計,可以讓乘客看到更遠的窗外景色。

  • 使用電子遮陽板,有五個等級,可以調整窗戶的透明度。同時支持中央控製,機組一鍵就可以關上或者打開遮陽板。

  • 照明光線更為柔和。

  • 飛行高度更低,且提供空中氣候調節,乘客更為舒適。

 

787有三個型號:

 

 

787的組裝過程相對於其他機型顯得更為簡單一點,Everett工廠約有1000名員工來完成最好的組裝。

 

首先是各個主體部件由世界各地的工廠打造,並由運輸機Dreamlifter運輸到Everett工廠。這些部件需要等上一天才開始轉配。

 

787的主體部件如下:

 

 

波音有四台使用747-400型飛機改裝的運輸機Dreamlifter,它的尾部可以整個打開,用來裝載和運輸787在全世界各地製造的787機體部件。Dreamlifter的運輸量是未經改裝的747-400貨機的容量的3倍。

 

 

第二部分是機身各個部件湊到一起,並開始搭架子。

 

 

然後開始拚接各個部分,使用大量的鉚釘和螺絲連接。

 

 

 

拚接之後,把機身頂起,裝上輪子。

 

 

最後才會裝上電動機。裝完的整機如下:

 

 

Eric講787的時候尤為興奮。他突然問:“誰坐過787?”

 

幾個人舉手,去年坐過一次。所以也舉手。

 

Eric為了證明787真的很好,說他自己經常坐787,真切地感受到787的舒適。並且解釋說除了這份工作外,他還是兩家公司的CEO。

 

原來真正的斜杠青年在這裏呀。

 

我:為什麽我感覺沒那麽好呢?

 

Eric: 你坐過幾次?

 

我:一次。

 

Eric: No matter, you can only feel it the second time. How mangic our body is! 。。。

 

我:你就瞎扯吧。(沒說出來)

 

Eric先生有可能是對的,波音787是波音曆史造出的技術含量最高的飛機,確實稱得上夢幻機型。但從製造商,運營商和客戶的不同視角度來,有可能有不同的認識。

 

製造商必須滿足客戶需求,而運營商關注不僅是客戶滿意度,更關心經濟性。所以對於航空公司而言,最重要的其實是減重,這一點壓倒任何其他因素。甚至於空間壓縮,都是可以接受的。

 

不同的用戶關注點不同,大家都希望提高舒適度,最重要的就是空間。就個人有限的經驗而言,認為相比787和747,747有些方麵是占優勢的。比如商務艙的設計上,747的空間要大很多,同樣可以躺下,但747在坐位下個包沒有問題的,787根本沒有空間,放腳的地方小的可憐。747的每個商務坐都是獨立的,相互之間不幹擾,而787內側的坐位上廁所時必須搖醒旁邊的人或者從別人身上爬過去。這就是大小飛機的根本差別。

 

同樣電子遮陽板也不見得有太多優勢,787即使是調到最暗的那一檔,仍然是挺亮的。長途飛行時大部分人在睡覺,物理遮陽板一拉就黒了。電子遮陽板對於睡眠就是個困擾,對於機組倒真的方便,起降的時候根本不需要提醒,一鍵解決問題。

 

個人而言,喜歡747甚於787。空間大了,怎樣都舒服。

 

Everett和Charleston工廠之間他們共享787的生產計劃,並共用一個係統。波音當下的787產量維持在每月12架,2019年將達到每月14架。

 

截至到2018年12月下旬,波音已經交付775架787飛機了。800架的裏程碑將在2019年一月份達到。波音在2018年10月份交付12架,11月份交付10架。

 

這是787的生產數量的總結(by 2018-12-16)(Blog: ALL THINGS 787

):

 

 

07

 

參觀很快就結束了,大巴拉著乘客又回到了參觀中心。出發到結束,1.5個小時,沒有一點延誤,時間的利用非常高。

 

參觀中心那裏還有一些東西可以看。後麵下沉大廳有一些東西,包括:

 

  • 國際空間站Destiny(The U.S. Laboratory Module 的昵稱)的模擬艙,8.8米長,4.5米寬,10噸重。可以看到太空艙的模擬窗戶,下麵是流動雲層的模擬。

  • 747的尾翼,真實尺寸,巨大。

  • 787的合成碳纖維外殼截麵。

  • 中心的二層是個平台,叫Strato Deck,可以觀察飛機起飛降落。

     

     

 

08

 

關於參觀的建議:

 

  • 自駕到工廠是很便利的。

  • 如果在西雅圖或者其他市市區又不開車的話,可以選擇哪些接送參觀團,包門票的話應該不到100美金,價格合適,耗時5小時之內。

  • 叫Uber或者Lyft其實不便宜,除非很近,比如就在Everett一帶。

  • 下午有可能沒有票,參觀最好提前在網絡訂票。

  • 2019年3月,美聯航將搬遷到波音Everett工廠旁邊的Paine Field機場。這樣有個好處,坐美聯航班機,可以一下飛機就參觀工廠,效率超高。

 

09

 

談到大飛機,覺得好多事可以寫,真是意猶未盡,後麵再寫一篇這裏放不下的內容,包括一些工藝方麵的內容。這裏先提幾個問題,下篇回答。

 

1. 波音的廠房如引龐大,員工在內除了步行,使用什麽交通工具?

2. 為什麽那麽多的飛機是綠色的,但AG8现金网在機場看到卻沒有這種顏色?

3. 看到波音工廠的照片,如何判定這是什麽機型?

 

Stay tuned!

 

10

 

人類探索天空和太空的步伐從未停止。

 

天空和太空意味著AG8现金网活動的極限,意味著未知領域,也意味著人類探索世界的決心。這不僅是波音,道格拉斯的夢想,也是Elon musk, Jeff Bezos等人的夢想,更是整個人類夢想的折射!

 

引用一句話道格拉斯飛機公司(1997年並入波音集團)創始人道格拉斯的話:

 

Dream no small dream. It lacks magic.

Dream large. Then make the dream real.

 

 

Think big, dream large!

 

這是那些曾經探索未知世界的先輩們留下的箴言。

 

這也是AG8现金网應該努力的方向!

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