基于數字化制造技術的汽車總裝工藝應用探究

摘 要：伴隨著市場經濟的發展，國民生活質量的提升，社會公眾對于出行工具的要求標準也更加嚴格。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產品的質量要求上不斷提升。鑒于此，本文針對數字化制造技術的汽車總裝工藝應用這一話題展開了探究，通過闡述數字化制造技術在汽車總裝工藝應用內容著手，此次研究的主要目的是為了更好的提升現今汽車總裝工藝的質量。

關鍵詞：數字化制造技術 汽車總裝工藝 汽車工業 虛擬制造

前言

作為一項研發成本高昂、制造周期長、涉及學科多的汽車制造項目，其是一項十分復雜的系統性工程。伴隨著信息化越來越發達，國內傳統的汽車制造總工藝正在面臨著極大的挑戰。當前階段中，汽車的換代周期愈加縮短，進行汽車生產的制造商就需要不斷的進行工藝創新來滿足社會公眾的需求，而另一方面，新的“多品種、大批量”的生產模式正在逐漸的取代傳統的“少品種、小批量”生產模式，為了使自身的生產標準更加契合于汽車使用用戶的實際需求，汽車產業就必須進行更具備個性化的汽車產品制造?；诖?，將先進的制造技術應用于汽車制造過程中十分有必要。

一、數字化制造技術在汽車制造領域中應用的意義

數字化制造技術是我國當前比較先進的汽車產品制造技術，其在汽車制造領域中主要體現在產品的設計與工藝開發、產品生產精細化、產品制造柔性化以及制造工廠標準化四個方面。一方面，數字化制造技術能夠縮短汽車產品的生產線布局以及節省機械生產設備的調試時間，進而將汽車產品的制造工藝進行優化、效率進行提升[1]。另一方面中，數字化技術的應用能夠提升生產系統對使用汽車用戶的個性需求進行滿足的速度，隨即精簡生產環節中的多余操作程序，提升產品的質量以及工作效率。第三點中，數字化制造技術的應用主要是為了滿足當前前汽車生產領域中“小批量、個性化”的發展趨勢，傳統的生產線面對該種趨勢根本不能沖破從生產布局和產品設計的限制?；诖?，混流生產線的模式就成為產品制造柔性化的基本特點。在最后一方面中，由于當前經濟的發展，社會對于汽車的需求量以及質量也越來越高，為了實現汽車產品在質量保證的前提下提高生產速度，標準化工廠規劃管理模式應運而生，其能夠在數字制造技術的支持下，對企業工廠內部的諸如工廠規模、工藝規劃等企業參數進行統一、標準化處理，完成汽車產品生產標準化工廠的建設，最大限度的提升企業經濟效益。

二、數字化制造技術在汽車總裝工藝中的應用

（一）虛擬制造

從宏觀角度來講，信息時代中，在制造業中與計算機的應用相關聯的一切活動都能夠被稱之為虛擬制造，例如虛擬評估、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，即能夠進行汽車產品以及工藝進行實際驗證的方法。在虛擬制造的類型分類上，按照其與生產環節之間的關系進行劃分，可以分為下面三種類型：

（1）為設計人員提供與優化產品相關的設計信息，并針對設計過程使用的虛擬制造技術，是屬于虛擬制造的面向設計類型。

（2）為了支持生產方案評價，而仿真出制造實際過程中使用的虛擬制造技術，是屬于面向生產的虛擬制造類型。

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

傳統制造模式在應用期間通常會將設計過程與生產過程分開，只有實驗樣品完成后，才能根據樣品提出并解決問題[3]。相較于傳統模式來講，虛擬制造模式利用計算機平臺將三維數模在設計前期搭建完成，如此就能在設計的期間進行制造，把問題提前反饋出來，進而提升生產制造的效率。

（二）數字化工廠

伴隨著數字化制造技術進步發展，逐漸衍生出了數字化工廠這一新概念。其從狹義上來講，只是以核心企業在內的小范圍生產主體構建的虛擬系統。從廣義上來講，其是一種由制造產品以及提供服務等企業作為核心，由軟件系統服務商、合作伙伴以及客戶作為周邊成員構成的一種組織方式，從而將生產過程所有信息進行數字化轉化[4]。數字化工廠數據的構建，主要是以產品的全線生產周期為基礎通過仿真、評估和優化整個生產過程，最終將其在計算機的虛擬環境中優化結果，有效拓展于實際的產品生產周期。作為一項新形勢的生產汽車產品組織方式，數字化工程具備一定鮮明的特點，是由計算機仿真技術與現代數字制造技術有效結合而成的結果，也是汽車產品生產技術優化的產物。作為產品設計與產品制造的溝通角色數字化工廠的出現，無疑為汽車產品制造產業注入了新鮮血液。

經過集成了產品，生產過程、工廠模型數據庫而形成的數字化工廠，在提升產品質量的基礎上，利用科學先進數字仿真技術、產品可視化技術以及文檔管理技術，使產品生產過程中的動態性能也得到了提升。數字化工廠與產品虛擬制造技術之間是存在一定關聯性的。從整體層面上分析，虛擬制造是被包含于數字化工廠之中的，同時其也是數字化工廠的核心成分。從細節上分析，數字化工廠運行核心是產品的工藝規劃以及生產線的規劃，而以上規劃展開中生產問題又是虛擬制造的重要構成。由此可見，兩者之間是相輔相成的。

（三）三維仿真技術

唯有先進的理論結合先進的研究手段，才能構建出一條先進的產品生產線。但是在我國當前的產品生產線中，大部分都是以數學抽象概念建立起來的分析方法與模型，針對多種具體的生產線特性不能夠真實的反映出來。作為一項重要的建模以及實驗分析技術，計算機仿真技術的有效應用，不僅能夠將諸如產品生產線的資源、產品生產具體工藝數據等動態信息高效結合利用，進而實現生產線生產過程模擬。還能夠取代傳統生產中單一的數學抽象描述方法，使產品在生產過程中所表現出來的實際活動過程以及特點充分反映出來，將最佳的理想生產手段提供于產品的規劃設計工作以及生產線的運行管理工作中[5]。三維仿真技術應用在生產過程中所得到的仿真模型，從本質上來看，就是真實生產線的映射。換而言之，仿真技術就是將實際生產線系統中的約束條件，設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結果與真正生產線上的結果進行比對，進而歸納出該仿真模型的可靠性、可信度，還可以在此基礎山利用反震模型去進行指導真實生產線上產品生產運行的具體實施工作。

總結

綜合全文論述來講，伴隨著新技術的涌現，當前的汽車制造業正在朝向更具多元化的方向發展，各個汽車生產企業之間的競爭也越來越激烈。為了提升企業自身的汽車產品質量，進而滿足用戶的使用需求，將數字制造技術應用于生產的各個流程中必然是最佳選擇。唯有將數字制造技術的最大效用發揮出來，才能在提升汽車產品質量的同時，提高生產效率，最終有效增加企業經濟效益。

參考文獻

[1]尚校.數字化虛擬制造技術助推焊裝工藝規劃體系發展[J].汽車工業研究，2016，01：46.

[2]孫國立.探討模塊化裝配生產在汽車總裝生產工藝中的應用[J].時代汽車，2016，06：73.

[3]洪翎，王強，趙磊.標準工時測定及分析在汽車總裝工藝優化中的應用[J].汽車零部件，2016，08：55.

[4]王穎.總裝工藝在汽車新項目研發階段風險管理中的應用[J].項目管理技術，2016，11：119.

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

[J].航空制造技術，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，職稱：助理工程師，學歷：大學本科，研究方向：總裝工藝。