批量生产ICON飞机

当美国联邦航空管理局（FAA）在2006年推出轻型运动飞机（LSA）这一类别时，飞行员兼工程师柯克•霍金斯（KirkHawkins）开始着手创建一款简单、多功能的轻型运动飞机，使更多的人能够体验飞行的冒险。他创立了ICONAircraft公司，公司自成立之初就致力于普及型的运动飞机的研制，首个机型就是广受赞誉的A5水陆两栖双座轻型运动飞机。其特点是船身结构水陆两栖，双翼可折叠，平时可存放在车库内；使用时拖挂在运动型多用途车的后面。它可以从海岸线起飞，也可在水上起飞和降落，无需机场。A5飞机有着优秀的空中操纵性和安全性，能够使用普通汽油，不受航空汽油的限制。

目前市场上已有100多架ICONA5轻型运动飞机，今年还有大约50架计划投产，得益于碳纤维复合材料CFRP的材料特点和ICON飞机的批量制造能力，霍金斯的愿景即将实现。

ICONA5外观看上去像一辆微型超级跑车，车身长6.7米。由于机身、机翼、舱盖和水平尾翼完全由碳纤维增强塑料制成，双座的ICONA5仅重1510磅。虽然联邦航空局对LSA机型的限制通常是1300磅，但A5则获得了额外的批准，其中包括尖端的安全功能，例如防旋转机身和完整的飞机降落伞系统。ICON飞机供应链和制造副总裁维罗妮卡•卢比奥（VerónicaRubio）说：“一直以来，碳纤维复合材料都是我们的首选材料。它们非常轻，但同时具有令人印象深刻的强度重量比。如果不使用复合材料，A5不可能成为轻型运动飞机。”

A5拥有375个独立的碳纤维增强塑料部件，这些零件在ICON墨西哥蒂华纳（Tijuana）的工厂制造并粘合成组件和子组件。手工叠层将东丽Toray环氧预浸料2x2英尺斜纹织物层放置在250种不同的镍铁合金和铝模具中的一种上。简单的层压板，例如平坦的表面或支架，只有几层；而复杂的零件，例如翼梁，最多需要100层。其中95个复合材料部件采用了航空级闭孔聚合物泡沫芯来提高硬度。铺层过程由激光引导，因为许多零件的尺寸至关重要，并且需要极其精确的放置。

放置完毕后，将部件进行真空袋装，并在烤箱（250华氏度100分钟）或高压釜（250华氏度，压力从50到85华氏度不等，循环时间不同）中固化。一旦固化过程完成，CRFP部件将被修整和钻孔，然后被粘合到77个组件和子组件中。接下来，这些组件会被打磨、喷漆，然后运到ICON公司位于加州Vacaville的总装工厂进行最终组装。

虽然现在这个生产过程效率很高，但A5并不总是这样生产的。首批21架预生产飞机是在加利福尼亚单独组装的，由四家第三方供应商生产制造碳纤维复合材料部件。鲁比奥解释说：“我记得当时，我们有一群技术人员，他们基本上都会用工具箱和一系列图纸来制造飞机。”。

2016年，ICON公司做出了批量化生产的关键举措，包括将复合材料制造引入内部，以提高零件质量，并开发自己的技术专长。

在接下来的几年里，ICON花了数年时间从头开始建立其大规模生产能力：公司在蒂华纳（Tijuana）建造了一个30万平方英尺的工厂，购置了最先进的设备，招聘和培训了技术人员，并建立了行政和质量控制系统来支持批量生产。

蒂华纳工厂采用精益生产原则。例如，为了减少材料的移动，生产流程沿着一条单向通道移动，在靠近所需供应和支持系统（如装运）的地方设有铺层、固化、粘合和精整工序的工位。在每一个制造过程完成后，公司的图标生产系统（IPS）软件激活前一个过程，重新开始。鲁比奥说：“我们有一个专为单流、精益拉动系统而设计的设施。”

鲁比奥表示，发展公司的复合制造能力并非一朝一夕。内部生产A5复合材料的部件已经建设了几年。最初，ICON制造了简单的平板面板，然后发展到制造更为复杂的部件。在此期间，ICON继续根据需要使用第三方供应商来支持飞机生产。这种深思熟虑的方法给了公司时间购买设备、招聘和培训员工，并磨练其内部系统。

一个关键的挑战是如何达到理想的生产率。“这是关键的组成部分。要确保你在正确的时间获得正确的质量。”这涉及到调整固化周期、工时、轮班表、模具等。加快生产速度是另一个挑战。蒂华纳工厂逐渐将翼梁的生产时间从三周缩短到仅1.5班次。一个A5的总生产时间，包括最终装配，现在通常是8到12周。

建立一支熟练的劳动力队伍也是一个关键组成部分。蒂华纳工厂雇用大约300名团队成员。由于蒂华纳当地还没能形成一个蓬勃发展的复合材料产业链，ICON已经在招聘和训练熟练技术工人方面走在了前面。公司创建了自己的劳动力培训计划，该计划从层压和粘合的基础培训开始，并且，这些技术人员随着“分层工作站”系统的发展而继续进行实用的在职培训。

举例来说，铺设过程分为五个工作中心，分别标记为A到E。“如果您是工作中心A的技术人员，则与工作中心E的技术人员相比，您将会从事更为简单的零件工作。”鲁比奥表示：“这听起来很简单，但是它需要一个健全的体系，来确保员工具有适当的资格从基本工作转移到复杂的工作。”

虽然公司为其训练有素的员工感到非常自豪，但这是一项需要持续努力的工作。鲁比奥说：“招聘人才是日常工作，不仅是在复合（生产）方面，而且在其他职能部门也是如此。这一切都与公司的文化有关——提供合适的工作条件，在一定的价值标准下进行运作。这是领导层、管理层一直到生产车间的团队努力。在过去的几年里，ICONAircraft的员工流失率从市场平均的10%下降到不到3%。”

鲁比奥很高兴能参与ICON从研发公司到系列制造商的转型。“这是一个伟大的旅程，我们付出了很多努力，也付出了很多心血。”她说。