數(shù)字化制造技術(shù)在汽車總裝工藝中的應(yīng)用研究

李成瑤

汽車制造行業(yè)所涉及的學(xué)科知識較多，需要消耗的研制成本也較高，是一個十分復(fù)雜系統(tǒng)和工程。傳統(tǒng)生產(chǎn)模式已經(jīng)無法滿足時代發(fā)展需求，要對其進行改善。如今信息技術(shù)得到了較大程度的發(fā)展，通過利用該技術(shù)所形成的數(shù)字化制造技術(shù)對汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能夠產(chǎn)生積極作用，下面筆者就對其進行詳細(xì)闡述。

1 汽車領(lǐng)域中數(shù)字化制造技術(shù)的意義

數(shù)字化制造技術(shù)是我國制造領(lǐng)域中十分先進的技術(shù)，其貫穿在汽車整個制造流程中，對汽車的制造和生產(chǎn)能夠產(chǎn)生積極作用。通過利用該技術(shù)不僅能夠有效降低汽車在整個生產(chǎn)流程中所消耗的時間，提高汽車生產(chǎn)效率，而且還能夠提升生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)水平，滿足用戶對于汽車的個性化需求，不斷簡化汽車整裝生產(chǎn)中的操作程序。此技術(shù)的應(yīng)用還能夠滿足汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢，有效改善傳統(tǒng)生產(chǎn)模式本身在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)等方面的限制[1]。隨著人們對于汽車的需求越來越高，汽車生產(chǎn)企業(yè)不僅要保障汽車的質(zhì)量，還要加快生產(chǎn)速度，在這種情況下汽車制造企業(yè)出現(xiàn)了一種新的管理模式——標(biāo)準(zhǔn)化工廠。該管理模式通過利用數(shù)字制造技術(shù)來對汽車企業(yè)內(nèi)部各個方面進行管理，不斷完善標(biāo)準(zhǔn)化，進而提高汽車制造企業(yè)所獲得的經(jīng)濟效益。

2 數(shù)字化制造技術(shù)在汽車總裝工藝中的應(yīng)用

2.1 虛擬制造

所謂虛擬制造主要是指通過利用計算機所進行的相關(guān)活動，如虛擬仿真、虛擬評估等，其主要是指用以替代實際造車過程中所使用的產(chǎn)品驗證和工藝的方法。根據(jù)汽車生產(chǎn)和虛擬制造兩者之間本身所具有的關(guān)系，能將虛擬制造分為以下3種類型：第一種，基于設(shè)計層面的虛擬制造，其主要是為設(shè)計人員提供與制造相關(guān)的信息，并對產(chǎn)品和設(shè)計等方面進行優(yōu)化[2]；第二種，基于生產(chǎn)層面的虛擬制造，則是通過利用虛擬制造技術(shù)來對汽車制造的整個過程進行模擬和仿真；第三種，基于控制層面的虛擬制造，是在生產(chǎn)過程中通過利用模型來進行仿真，以此來實現(xiàn)對實際生產(chǎn)過程的優(yōu)化。

在汽車總裝工藝中，相關(guān)工作人員通過利用計算機來進行模擬操作，從其所產(chǎn)生的作用來看主要表現(xiàn)在以下幾個方面：對各緊固件、零件等方面的位置進行查看，然后確認(rèn)其本身是否存在遺漏的情況；確認(rèn)汽車裝配本身是否滿足操作手冊規(guī)定；了解在裝配過程中是否和其他零部件之間、輔助設(shè)施、工藝設(shè)備等存在相互干涉。通過虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用能夠大大降低汽車的開發(fā)周期，從而降低生產(chǎn)成本。

2.2 數(shù)字化工廠

所謂數(shù)字化工廠主要是指，通過利用產(chǎn)品在整個生命周期所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，在虛擬環(huán)境中對全部生產(chǎn)過程來進行優(yōu)化與仿真，將其擴展到產(chǎn)品整個生命周期中。從數(shù)字化工程所表現(xiàn)出來的具體情況來看，其屬于新型生產(chǎn)方式，也是仿真技術(shù)和數(shù)字制造技術(shù)兩者相結(jié)合所形成的產(chǎn)物。而數(shù)字化工廠這一理念的出現(xiàn)和應(yīng)用為我國汽車制造業(yè)帶來了更多新鮮血液，在產(chǎn)品制造和設(shè)計方面扮演了非常重要的角色[3]。

數(shù)字化工廠本身集成了非常多的功能，而通過利用先進的科學(xué)技術(shù)能夠在一定程度上有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與性能，其主要表現(xiàn)在規(guī)劃質(zhì)量的提高、盈利能力的提升、產(chǎn)品投產(chǎn)時間的降低、知識管理的完善、規(guī)劃過程更加標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)交流更加透明。

數(shù)字化工廠是在數(shù)字化制造技術(shù)基礎(chǔ)上形成的一種新理念，從狹義角度來講，數(shù)字化工廠主要是指以企業(yè)為核心的生產(chǎn)虛擬系統(tǒng)；而從廣義角度來講，此種組織方式通常是以服務(wù)企業(yè)和產(chǎn)品制造兩方面為核心，并由核心企業(yè)與相關(guān)合作商家共同組織，將所有工作都轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化。虛擬制造與數(shù)字化工廠兩者間本身存在一定關(guān)聯(lián)性：廣義上所說的數(shù)字化工廠是以虛擬制造為核心的部分，而狹義數(shù)字化工廠則是將生產(chǎn)線和工藝兩方面的規(guī)劃作為核心，并分析組織生產(chǎn)的相關(guān)內(nèi)容。

2.3 三維仿真技術(shù)

當(dāng)生產(chǎn)線變得越來越先進時，其所使用到的工具和理論也應(yīng)當(dāng)與之相適應(yīng)，但企業(yè)在建模和使用的方法都是源于數(shù)學(xué)理論，相對較為抽象，無法充分反映出生產(chǎn)線自身所擁有的特性[4]。仿真技術(shù)作為實驗分析和建模所使用到的技術(shù)，可將生產(chǎn)線上各個方面的信息進行有效結(jié)合，以此來展現(xiàn)整條生產(chǎn)線具體的活動流程。從而替代數(shù)學(xué)理論自身較為抽象的描述，充分反映生產(chǎn)線本身的特征和實際活動過程，為生產(chǎn)線的整體規(guī)劃、設(shè)計、管理及運行提供所需要的手段。

生產(chǎn)過程仿真最為主要的目的就是在生產(chǎn)工作開始之前對當(dāng)前所使用的資源配置進行優(yōu)化，或是在實際生產(chǎn)系統(tǒng)將有可能發(fā)生的變動與投資進行有效分析。生產(chǎn)過程仿真主要是對實際生產(chǎn)過程進行模擬，并將約束條件也進行模擬，從而使仿真模擬所產(chǎn)生的結(jié)果與實際生產(chǎn)所產(chǎn)生的結(jié)果相近。同時，企業(yè)還可以利用該系統(tǒng)所得出的結(jié)果對實際生產(chǎn)活動進行指導(dǎo)，從而獲得較為理想的生產(chǎn)效果。

當(dāng)前，我國國內(nèi)汽車制造企業(yè)在三維仿真上已經(jīng)獲得了較大程度的進步，不僅能夠通過三維仿真來進行相應(yīng)的模擬，找出工藝流程本身所存在的瓶頸，及時制定和實施相應(yīng)的規(guī)劃方案，還可以通過三維仿真促使總裝工作滿足工業(yè)4.0的要求[5]。但三維模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用還存在很多問題，需要對其加以解決。

3 總結(jié)

在如今信息化的時代發(fā)展背景下，人們需要將信息技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)行業(yè)中，才能促使制造產(chǎn)業(yè)獲得更加良好的發(fā)展。數(shù)字化制造技術(shù)近年來發(fā)展并應(yīng)用在汽車制造行業(yè)中的，從其所產(chǎn)生的效果來看較為理想，能夠有效提高汽車企業(yè)所獲得的經(jīng)濟效益。因此，人們應(yīng)當(dāng)對該技術(shù)進行推廣，促使汽車產(chǎn)業(yè)獲得更加良好的發(fā)展。

[1]趙巍.數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展及其在汽車總裝工藝中的應(yīng)用[J].機械制造,2016,54(7):99-101.

[2]蔣華格.基于數(shù)字化制造技術(shù)的汽車總裝工藝應(yīng)用探究[J].魅力中國,2016(46).

[3]張輝.談數(shù)字化工廠技術(shù)在汽車裝配工藝中的應(yīng)用[J].智能制造,2009(10):90-92.

[4]王如磊.新時期數(shù)字化汽車制造工藝研究[J].工程技術(shù):全文版,2016(11):00285-00285.

[5]王燕萍.數(shù)字化制造技術(shù)在汽車質(zhì)量管理中的應(yīng)用[J].汽車工藝與材料,2012(7):12-16.