虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應(yīng)用研究

關(guān)智星

【摘要】隨著我國汽車制造行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車產(chǎn)品制造過程中所選用的工藝、技術(shù)以及產(chǎn)品質(zhì)量被企業(yè)給予了高度重視。在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，為了進(jìn)一步提升企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，不斷引進(jìn)先進(jìn)工藝和技術(shù)，切實(shí)提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量成為了企業(yè)運(yùn)營和發(fā)展中的重要工作。本文主要以虛擬制造技術(shù)為例，首先對(duì)虛擬制造技術(shù)進(jìn)行簡要介紹，并在此基礎(chǔ)上探討該技術(shù)在汽車裝配工藝中的實(shí)際應(yīng)用，希望可以更好的促進(jìn)虛擬制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，為汽車產(chǎn)品質(zhì)量的提升保駕護(hù)航。

【關(guān)鍵詞】虛擬制造技術(shù);汽車;裝配工藝

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車作為人們生活中不可或缺的交通工具，消費(fèi)者群體對(duì)其生產(chǎn)質(zhì)量與性能的要求可謂日益提高。在這種情況下，汽車生產(chǎn)企業(yè)若想滿足消費(fèi)者群體多樣化的需求，一味沿襲傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式勢(shì)必是不可取的，而是要不斷對(duì)生產(chǎn)工藝和技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，力求通過先進(jìn)工藝與技術(shù)的引進(jìn)和有效應(yīng)用，切實(shí)提高汽車生產(chǎn)質(zhì)量。虛擬制造技術(shù)在當(dāng)前汽車裝配工藝中具有廣泛應(yīng)用，了解該技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，有利于更好的將其應(yīng)用在汽車生產(chǎn)制造中，進(jìn)而提高生產(chǎn)質(zhì)量。

一、虛擬制造技術(shù)概述

所謂虛擬制造技術(shù)，主要是指利用仿真技術(shù)將一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的整個(gè)過程進(jìn)行建模，并在此基礎(chǔ)上通過數(shù)字化實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的模擬。該技術(shù)主要依賴于計(jì)算機(jī)操作和應(yīng)用，即將現(xiàn)實(shí)中的東西數(shù)字化、模擬化，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的整個(gè)模擬過程中，技術(shù)人員可以通過數(shù)據(jù)分析，及時(shí)了解與產(chǎn)品相關(guān)的性能和質(zhì)量，判斷其是否符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，便于后續(xù)相關(guān)工作的開展。一直以來，我國專家學(xué)者對(duì)虛擬制造技術(shù)都有研究，隨著研究越來越深入，該技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用也日趨廣泛。盡管在汽車裝配工藝中的應(yīng)用時(shí)間不長，但所展現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)卻顯而易見。自從該技術(shù)在汽車裝配工藝中應(yīng)用以來，不僅極大降低了汽車生產(chǎn)制造過程中的資源損耗，推動(dòng)企業(yè)利潤最大化，而且對(duì)汽車性能與質(zhì)量的提升也有很大幫助，進(jìn)一步促進(jìn)了汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

二、虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應(yīng)用

就目前虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應(yīng)用情況來看，其范圍主要集中在零部件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上，具體而言，就是在對(duì)某一零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)應(yīng)用需求對(duì)零部件性能進(jìn)行定位，然后以此為依據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流水線的有效模擬。最后通過一些三維模型的建立，檢測(cè)所設(shè)計(jì)的零部件是否存在質(zhì)量問題;是否能夠滿足汽車制造需求;是否存在其他能夠影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素等。利用虛擬制造技術(shù)，既可以進(jìn)一步保證汽車零部件設(shè)計(jì)生產(chǎn)的整體質(zhì)量，同時(shí)還可以大幅度節(jié)約生產(chǎn)成本。在實(shí)際應(yīng)用中，虛擬制造技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)需從以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：

（一）建立數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫的建立是為虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用提供支撐的，為了保證數(shù)據(jù)庫的作用得到充分發(fā)揮，需要設(shè)計(jì)人員綜合考慮三方面要素，即產(chǎn)品、工藝和資源。其中，產(chǎn)品主要是指汽車生產(chǎn)中各類零部件的相關(guān)信息，如車身件、裝配件以及標(biāo)準(zhǔn)件等，同時(shí)要梳理好各零部件之間的關(guān)系。工藝主要是指零部件安裝時(shí)所采用的方法，需詳細(xì)包含工藝過程和問題描述。資源則主要是指生產(chǎn)中所需要的設(shè)備和人員。建立數(shù)據(jù)庫，就是結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)需求，在綜合考慮上述三方面要素的基礎(chǔ)上，制定與之相匹配的流程規(guī)范結(jié)構(gòu)。

（二）導(dǎo)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入是在零部件性能評(píng)估后進(jìn)行的一項(xiàng)工作，導(dǎo)入的數(shù)據(jù)作為構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)工藝模板的依據(jù)，應(yīng)涵蓋全部工藝信息，尤其是一些關(guān)鍵工藝信息，一定要做到清晰、明確，以此來作為新車型工藝規(guī)劃的參考。在未來需要生產(chǎn)新產(chǎn)品時(shí)，就可以將此作為基礎(chǔ)工藝目標(biāo)，然后在此基礎(chǔ)上根據(jù)新產(chǎn)品的特性，對(duì)部分工藝做適當(dāng)調(diào)整，最大限度減少工藝規(guī)劃時(shí)間。

（三）初步工藝規(guī)劃

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入之后就可以進(jìn)行裝配工藝的初步規(guī)劃，在這一過程中，技術(shù)人員需要將產(chǎn)品數(shù)據(jù)與工藝、資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并參考標(biāo)準(zhǔn)工藝的裝配順序，初步定義新產(chǎn)品的裝配路線和仿真裝配過程，上述工作完成之后，就可以對(duì)仿真裝配過程進(jìn)行驗(yàn)證，查看零件安裝流程是否正確、安裝過程中是否會(huì)出現(xiàn)其他質(zhì)量隱患等。對(duì)于驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)及時(shí)與相關(guān)部門聯(lián)系，找到問題產(chǎn)生的根本原因并提出針對(duì)性的解決和完善對(duì)策。

（四）工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)

工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)主要是對(duì)仿真裝配過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，例如三維動(dòng)態(tài)仿真、裝配干涉檢查、裝配工具仿真等，同時(shí)要驗(yàn)證工具的可達(dá)性和操作空間的開放性。只有保證關(guān)鍵工藝準(zhǔn)確無誤，才能夠更有效的進(jìn)行仿真操作。

（五）工藝文檔輸出

通過腳本程序開發(fā)，對(duì)優(yōu)化后的工藝實(shí)現(xiàn)文檔輸出。目前，可以自動(dòng)輸出的工藝文檔主要包括動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)單（SOS）、生產(chǎn)工藝流程圖以及規(guī)劃工藝文件等。實(shí)現(xiàn)輸出文檔的科學(xué)應(yīng)用，一方面可以減輕設(shè)計(jì)人員的工作量，提高工作效率，另一方面則有利于整體質(zhì)量的提升。

三、結(jié)語

綜上所述，虛擬制造技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展背景下衍生出的先進(jìn)技術(shù)，將其應(yīng)用到汽車裝配工藝中，不僅可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造的有效管理和控制，減少產(chǎn)品開發(fā)過程對(duì)資源反復(fù)使用而造成的浪費(fèi)現(xiàn)象，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，而且利用虛擬制造技術(shù)，還可以提前了解產(chǎn)生開發(fā)過程中性能和質(zhì)量方面存在的問題，便于開發(fā)人員及時(shí)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行更改和完善，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提升。可以預(yù)見，隨著越來越多先進(jìn)技術(shù)在汽車裝配工藝中的應(yīng)用，我國汽車制造行業(yè)將會(huì)迎來前所未有的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張毅.虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應(yīng)用研究[J].上海汽車，2012.

[2]張思展.虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019.