基于數(shù)字化制造技術(shù)的汽車總裝工藝應(yīng)用探究

摘 要：伴隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國民生活質(zhì)量的提升，社會(huì)公眾對(duì)于出行工具的要求標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格。由于在眾多出行工具中，汽車是最常見的工具，所以國民在汽車以及汽車相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量要求上不斷提升。鑒于此，本文針對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)的汽車總裝工藝應(yīng)用這一話題展開了探究，通過闡述數(shù)字化制造技術(shù)在汽車總裝工藝應(yīng)用內(nèi)容著手，此次研究的主要目的是為了更好的提升現(xiàn)今汽車總裝工藝的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化制造技術(shù) 汽車總裝工藝 汽車工業(yè) 虛擬制造

前言

作為一項(xiàng)研發(fā)成本高昂、制造周期長、涉及學(xué)科多的汽車制造項(xiàng)目，其是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。伴隨著信息化越來越發(fā)達(dá)，國內(nèi)傳統(tǒng)的汽車制造總工藝正在面臨著極大的挑戰(zhàn)。當(dāng)前階段中，汽車的換代周期愈加縮短，進(jìn)行汽車生產(chǎn)的制造商就需要不斷的進(jìn)行工藝創(chuàng)新來滿足社會(huì)公眾的需求，而另一方面，新的“多品種、大批量”的生產(chǎn)模式正在逐漸的取代傳統(tǒng)的“少品種、小批量”生產(chǎn)模式，為了使自身的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)更加契合于汽車使用用戶的實(shí)際需求，汽車產(chǎn)業(yè)就必須進(jìn)行更具備個(gè)性化的汽車產(chǎn)品制造?；诖耍瑢⑾冗M(jìn)的制造技術(shù)應(yīng)用于汽車制造過程中十分有必要。

一、數(shù)字化制造技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中應(yīng)用的意義

數(shù)字化制造技術(shù)是我國當(dāng)前比較先進(jìn)的汽車產(chǎn)品制造技術(shù)，其在汽車制造領(lǐng)域中主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與工藝開發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)精細(xì)化、產(chǎn)品制造柔性化以及制造工廠標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。一方面，數(shù)字化制造技術(shù)能夠縮短汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)線布局以及節(jié)省機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)試時(shí)間，進(jìn)而將汽車產(chǎn)品的制造工藝進(jìn)行優(yōu)化、效率進(jìn)行提升[1]。另一方面中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用能夠提升生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)使用汽車用戶的個(gè)性需求進(jìn)行滿足的速度，隨即精簡生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的多余操作程序，提升產(chǎn)品的質(zhì)量以及工作效率。第三點(diǎn)中，數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用主要是為了滿足當(dāng)前前汽車生產(chǎn)領(lǐng)域中“小批量、個(gè)性化”的發(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)線面對(duì)該種趨勢(shì)根本不能沖破從生產(chǎn)布局和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的限制?；诖耍炝魃a(chǎn)線的模式就成為產(chǎn)品制造柔性化的基本特點(diǎn)。在最后一方面中，由于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)于汽車的需求量以及質(zhì)量也越來越高，為了實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)品在質(zhì)量保證的前提下提高生產(chǎn)速度，標(biāo)準(zhǔn)化工廠規(guī)劃管理模式應(yīng)運(yùn)而生，其能夠在數(shù)字制造技術(shù)的支持下，對(duì)企業(yè)工廠內(nèi)部的諸如工廠規(guī)模、工藝規(guī)劃等企業(yè)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化處理，完成汽車產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工廠的建設(shè)，最大限度的提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

二、數(shù)字化制造技術(shù)在汽車總裝工藝中的應(yīng)用

（一）虛擬制造

從宏觀角度來講，信息時(shí)代中，在制造業(yè)中與計(jì)算機(jī)的應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的一切活動(dòng)都能夠被稱之為虛擬制造，例如虛擬評(píng)估、虛擬方仿真等[2]。從微觀角度來說，虛擬制造是一種替代方法，即能夠進(jìn)行汽車產(chǎn)品以及工藝進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證的方法。在虛擬制造的類型分類上，按照其與生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系進(jìn)行劃分，可以分為下面三種類型：

（1）為設(shè)計(jì)人員提供與優(yōu)化產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)計(jì)信息，并針對(duì)設(shè)計(jì)過程使用的虛擬制造技術(shù)，是屬于虛擬制造的面向設(shè)計(jì)類型。

（2）為了支持生產(chǎn)方案評(píng)價(jià)，而仿真出制造實(shí)際過程中使用的虛擬制造技術(shù)，是屬于面向生產(chǎn)的虛擬制造類型。

（3）通過仿真模型來完成生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制，完成生產(chǎn)過程管控進(jìn)行使用的虛擬制造技術(shù)，是屬于面向控制的虛擬制造類型。

傳統(tǒng)制造模式在應(yīng)用期間通常會(huì)將設(shè)計(jì)過程與生產(chǎn)過程分開，只有實(shí)驗(yàn)樣品完成后，才能根據(jù)樣品提出并解決問題[3]。相較于傳統(tǒng)模式來講，虛擬制造模式利用計(jì)算機(jī)平臺(tái)將三維數(shù)模在設(shè)計(jì)前期搭建完成，如此就能在設(shè)計(jì)的期間進(jìn)行制造，把問題提前反饋出來，進(jìn)而提升生產(chǎn)制造的效率。

（二）數(shù)字化工廠

伴隨著數(shù)字化制造技術(shù)進(jìn)步發(fā)展，逐漸衍生出了數(shù)字化工廠這一新概念。其從狹義上來講，只是以核心企業(yè)在內(nèi)的小范圍生產(chǎn)主體構(gòu)建的虛擬系統(tǒng)。從廣義上來講，其是一種由制造產(chǎn)品以及提供服務(wù)等企業(yè)作為核心，由軟件系統(tǒng)服務(wù)商、合作伙伴以及客戶作為周邊成員構(gòu)成的一種組織方式，從而將生產(chǎn)過程所有信息進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)化[4]。數(shù)字化工廠數(shù)據(jù)的構(gòu)建，主要是以產(chǎn)品的全線生產(chǎn)周期為基礎(chǔ)通過仿真、評(píng)估和優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過程，最終將其在計(jì)算機(jī)的虛擬環(huán)境中優(yōu)化結(jié)果，有效拓展于實(shí)際的產(chǎn)品生產(chǎn)周期。作為一項(xiàng)新形勢(shì)的生產(chǎn)汽車產(chǎn)品組織方式，數(shù)字化工程具備一定鮮明的特點(diǎn)，是由計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)字制造技術(shù)有效結(jié)合而成的結(jié)果，也是汽車產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化的產(chǎn)物。作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造的溝通角色數(shù)字化工廠的出現(xiàn)，無疑為汽車產(chǎn)品制造產(chǎn)業(yè)注入了新鮮血液。

經(jīng)過集成了產(chǎn)品，生產(chǎn)過程、工廠模型數(shù)據(jù)庫而形成的數(shù)字化工廠，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，利用科學(xué)先進(jìn)數(shù)字仿真技術(shù)、產(chǎn)品可視化技術(shù)以及文檔管理技術(shù)，使產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的動(dòng)態(tài)性能也得到了提升。數(shù)字化工廠與產(chǎn)品虛擬制造技術(shù)之間是存在一定關(guān)聯(lián)性的。從整體層面上分析，虛擬制造是被包含于數(shù)字化工廠之中的，同時(shí)其也是數(shù)字化工廠的核心成分。從細(xì)節(jié)上分析，數(shù)字化工廠運(yùn)行核心是產(chǎn)品的工藝規(guī)劃以及生產(chǎn)線的規(guī)劃，而以上規(guī)劃展開中生產(chǎn)問題又是虛擬制造的重要構(gòu)成。由此可見，兩者之間是相輔相成的。

（三）三維仿真技術(shù)

唯有先進(jìn)的理論結(jié)合先進(jìn)的研究手段，才能構(gòu)建出一條先進(jìn)的產(chǎn)品生產(chǎn)線。但是在我國當(dāng)前的產(chǎn)品生產(chǎn)線中，大部分都是以數(shù)學(xué)抽象概念建立起來的分析方法與模型，針對(duì)多種具體的生產(chǎn)線特性不能夠真實(shí)的反映出來。作為一項(xiàng)重要的建模以及實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的有效應(yīng)用，不僅能夠?qū)⒅T如產(chǎn)品生產(chǎn)線的資源、產(chǎn)品生產(chǎn)具體工藝數(shù)據(jù)等動(dòng)態(tài)信息高效結(jié)合利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線生產(chǎn)過程模擬。還能夠取代傳統(tǒng)生產(chǎn)中單一的數(shù)學(xué)抽象描述方法，使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中所表現(xiàn)出來的實(shí)際活動(dòng)過程以及特點(diǎn)充分反映出來，將最佳的理想生產(chǎn)手段提供于產(chǎn)品的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作以及生產(chǎn)線的運(yùn)行管理工作中[5]。三維仿真技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)過程中所得到的仿真模型，從本質(zhì)上來看，就是真實(shí)生產(chǎn)線的映射。換而言之，仿真技術(shù)就是將實(shí)際生產(chǎn)線系統(tǒng)中的約束條件，設(shè)定為仿真模型中的約束條件，然后利用方針模型所輸出的生產(chǎn)結(jié)果與真正生產(chǎn)線上的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而歸納出該仿真模型的可靠性、可信度，還可以在此基礎(chǔ)山利用反震模型去進(jìn)行指導(dǎo)真實(shí)生產(chǎn)線上產(chǎn)品生產(chǎn)運(yùn)行的具體實(shí)施工作。

總結(jié)

綜合全文論述來講，伴隨著新技術(shù)的涌現(xiàn)，當(dāng)前的汽車制造業(yè)正在朝向更具多元化的方向發(fā)展，各個(gè)汽車生產(chǎn)企業(yè)之間的競爭也越來越激烈。為了提升企業(yè)自身的汽車產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而滿足用戶的使用需求，將數(shù)字制造技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)的各個(gè)流程中必然是最佳選擇。唯有將數(shù)字制造技術(shù)的最大效用發(fā)揮出來，才能在提升汽車產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率，最終有效增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]尚校.數(shù)字化虛擬制造技術(shù)助推焊裝工藝規(guī)劃體系發(fā)展[J].汽車工業(yè)研究，2016，01：46.

[2]孫國立.探討模塊化裝配生產(chǎn)在汽車總裝生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用[J].時(shí)代汽車，2016，06：73.

[3]洪翎，王強(qiáng)，趙磊.標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)測定及分析在汽車總裝工藝優(yōu)化中的應(yīng)用[J].汽車零部件，2016，08：55.

[4]王穎.總裝工藝在汽車新項(xiàng)目研發(fā)階段風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2016，11：119.

[5]李丹.數(shù)字化車間，助力航空智能制造——訪中航國際Aritex首席技術(shù)專家AlexMateu

[J].航空制造技術(shù)，2017，06：22.

作者簡介

蔣華格（19880603）民族：漢族，籍貫：廣西玉林市玉州區(qū)，職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：總裝工藝。