Fraunhofer IWU开发的用于热塑性碳纤维复合材料飞机门(如横梁)连接装配的夹紧元件。图片来源：弗劳恩霍夫IWU

目前，飞机舱门仍主要以手工方式制造，其中最耗时的步骤是使用螺钉和铆钉装配舱门结构。为避免不同材料直接接触而引发腐蚀，需要经过大量中间工序。项目团队指出，如果使用CFRTP，这些结构即可通过自动化焊接方式进行连接装配，无需设置绝缘隔层，从而将制造时间由110小时大幅缩短至4小时。

缩短装配时间的另一个关键因素是针对不同舱门型号采用模块化设计。项目团队系统梳理了各类舱门型号之间可标准化的部件，并在横梁等关键构件上取得成功。研究人员为最常见的舱门型号设计了全自动装配产线，并开发了适用于电阻焊与超声焊的专用夹具和定位装置。

弗劳恩霍夫IWU项目负责人Rayk Fritzsche博士表示：“我们与空客的同事密切分析了所有舱门结构，并根据自动化夹紧与连接的需求调整了几何设计。因此，我们能够重组并使此前各个独立的装配步骤完全自动化，从而将生产周期极致压缩”。目前，唯一需要人工介入的流程仅剩锁闭机构的安装。

为确保冗余产能，项目建立了两条几乎相同的连接装配产线。当其中一条无法运行时，另一条可立即接管生产。得益于标准化措施，产线可按每批次10件组织生产，并可在每个班次结束后自动完成换型，以适应不同型号。项目合作伙伴一致认为，此材料与工艺方案带来了显著的规模化优势，以支撑年产4000件舱门的产能。

 

成本建模作为新方法的一部分直接集成到仿真环境中，允许在得到仿真结果的同时计算单位成本。

来自IWU工厂规划、仿真与评估团队的Maxi Grobis对新装配产线的所有技术与经济因素进行了仿真——这些因素通常相互影响。其关键技术评估指标包括产品与工艺复杂度、自动化的潜力与风险（尤其涉及柔性与适应性），以及由多个自动化单元组成的整体系统可用性。

项目团队强调，不能为了“自动化”而自动化。Grobis指出：“为了构建真正一体化的解决方案，我们分析了整个舱门的制造与装配流程，并将其转化为动态成本模型。技术可行的方案也必须在资本支出、设备机时成本、维护投入、能源消耗、资金占用与折旧等方面具备经济合理性，而不能片面地关注低人工成本或短生产周期。”

在综合考虑技术、物流与经济因素后，项目为实施新开发的自动化解决方案给出了明确建议。Grobis同时指出，她所采用的集成仿真方法也使整体规划时间缩短约25%。“从一开始就引入经济性思维，可以避免规划过程中的大量重复修改，”她总结道。