汽車總裝工藝中數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用分析

李楊

摘? 要：在汽車制造行業(yè)中，往往產(chǎn)品生產(chǎn)的周期較長，并且需要較高的研發(fā)經(jīng)費，因此，在汽車總裝工藝中合理使用數(shù)字化制造技術(shù)有著積極深遠的意義。本文主要闡述了數(shù)字制造技術(shù)的相關(guān)概念，以及汽車總裝工藝數(shù)字化制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，并對汽車總裝工藝數(shù)字化制造技術(shù)的未來發(fā)展方向進行了展望，以期為我國的汽車制造行業(yè)作出一定的貢獻。

關(guān)鍵詞：汽車總裝工藝? 數(shù)字化制造技術(shù)? 應(yīng)用分析? 產(chǎn)品設(shè)計

中圖分類號：U463.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）05（c）-0051-03

Application analysis of digital manufacturing technology in automobile final assembly process

LI Yang

（Lantu Automobile Technology Branch of Dongfeng Motor Group Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 430050? China）

Abstract： In the automobile manufacturing industry， the product production cycle is often long and requires high R&D funds. Therefore， the rational use of digital manufacturing technology in automobile assembly process has positive and far-reaching significance. This paper mainly expounds the related concepts of digital manufacturing technology and the key technologies of digital manufacturing technology in automobile assembly process， The future development direction of digital manufacturing technology of automobile assembly process is prospected in order to make a certain contribution to China's automobile manufacturing industry.

Key Words：Automotive final assembly process; Digital manufacturing technology; Application analysis; Product design

隨著人們生活水平的顯著提升，人們對汽車的需求也在不斷增加，汽車企業(yè)需要不斷研發(fā)新型汽車才能有效滿足消費者的實際需求，從而增加了汽車企業(yè)的生產(chǎn)成本。合理使用數(shù)字化制造技術(shù)能有效提升生產(chǎn)效率，并降低生產(chǎn)成本，通過數(shù)字化制造技術(shù)中的仿真，能對汽車生產(chǎn)全過程進行全方位的演示，這樣能為消費者提供更加優(yōu)質(zhì)的汽車產(chǎn)品。

1? 數(shù)字制造技術(shù)概述

1.1 主要理念

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，數(shù)字化時代已經(jīng)到來。合理地使用數(shù)字化制造技術(shù)可以對相關(guān)的重要數(shù)據(jù)和信息進行處理和分析，并能通過一些軟件來對信息進行及時存儲，這樣能保證數(shù)據(jù)和信息的準(zhǔn)確性，并能得到數(shù)據(jù)中所蘊含的重要信息。在工作中合理使用數(shù)字制造技術(shù)可以幫助工作人員在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)一些問題，并能為接下來的工作提供參考。數(shù)字制造技術(shù)的使用可以有效提升汽車總裝工藝的工作效率，并提升汽車產(chǎn)品的品質(zhì)[1]。

1.2 具體功能

在汽車總裝工藝中，結(jié)合實際情況使用數(shù)字化技術(shù)可以對重要信息進行及時的采集，并能實現(xiàn)更好的管理和監(jiān)控。工作人員可以在數(shù)字化平臺中對汽車生產(chǎn)運行情況進行及時掌握，一旦在監(jiān)控的過程中發(fā)現(xiàn)了問題，就可以及時進行操作，與維修工作人員相互配合來解決問題。數(shù)字化平臺有著很多優(yōu)勢，可以及時將汽車生產(chǎn)過程中的性能情況、運行記錄和故障記錄等進行呈現(xiàn)，這樣能幫助工作人員對整個汽車的總裝工藝流程進行合理把控，并生成詳細記錄，保證數(shù)字表單能夠自動生成準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)單。因此，在汽車總裝工藝中合理使用數(shù)字化技術(shù)可以有效提升工作效率，并能進一步完善汽車總裝工藝流程的監(jiān)督管理體系[2]。

2 汽車總裝工藝數(shù)字化制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 產(chǎn)品設(shè)計和工藝開發(fā)

在數(shù)字化制造技術(shù)中，一般使用計算機來進行輔助工作。在汽車總裝工藝中使用數(shù)字化制造技術(shù)能促進相關(guān)模式的進一步完善和創(chuàng)新，并有效提升汽車裝配的實際效果，避免因汽車產(chǎn)品出現(xiàn)變更而導(dǎo)致工藝流程出現(xiàn)問題，并能有效實現(xiàn)設(shè)計和工藝的協(xié)同發(fā)展。此外，使用數(shù)字化制造技術(shù)能在一定程度上減少生產(chǎn)過程中需要消耗的時間，并能提升生產(chǎn)的整體效率。在這一模式下，還需要進一步地完善汽車總裝工藝管理體系，主要有設(shè)備管理、建立臺賬、對備件進行檢查等。工作人員還需要結(jié)合實際情況做好日常的維護工作。通過使用數(shù)字化技術(shù)平臺能對設(shè)備機組進行有效監(jiān)控，工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，并采取合理的方式來解決問題。最后，數(shù)字化技術(shù)中的數(shù)字化表格能在一定程度上減輕工作人員的工作負擔(dān)，從而有效提升工作效率[3]。

2.2 故障診斷

使用數(shù)字化制造技術(shù)，可以對汽車生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的故障進行診斷。由于汽車總裝工藝是比較復(fù)雜的，并且技術(shù)路線也是有差異的，這樣就對整個汽車總裝工藝帶來了比較嚴峻的挑戰(zhàn)。一部分工作人員在實際的工作過程中遇到問題之后，一般是根據(jù)制造技術(shù)手冊上的指引來解決問題和維護設(shè)備，但是這種方式往往是比較被動的，在遇到一些緊急情況時往往不能及時解決問題，使用數(shù)字化制造技術(shù)可以在短時間內(nèi)就完成對問題的分析。此外，數(shù)字化技術(shù)還能對運行數(shù)據(jù)進行分析，這樣能判斷故障的類別，并為工作人員提供準(zhǔn)確的參考信息，保證問題得到有效解決[4]。

2.3 人機交互

人機交互具體是指對汽車總裝工藝中的信息進行合理操控，在實際的工藝流程中，往往要面對繁雜的情況，這就需要結(jié)合實際情況有效提升人機交互的效率。人機交互是一種新的技術(shù)，可以解決工藝流程中出現(xiàn)的一些問題，并幫助工作人員及時解決問題。通過人機交互，能在最大程度上提升工作人員的工作效率，發(fā)揮出人機交互的最大價值。

2.4 虛擬制造

虛擬制造技術(shù)具體是指工作人員利用計算機來完成汽車生產(chǎn)中的部分內(nèi)容，比如對汽車總裝工藝進行虛擬仿真等，結(jié)合虛擬制造者和汽車生產(chǎn)這兩者之間的關(guān)系，可以將虛擬制造分為以下幾種類型：第一種是結(jié)合設(shè)計工作的虛擬制造，主要的功能是對汽車產(chǎn)品進行優(yōu)化;第二種是結(jié)合汽車實際生產(chǎn)層面的虛擬制造，主要是對整個汽車制造流程進行模擬;第三種是結(jié)合控制層面的虛擬制造，主要是利用模型來做汽車產(chǎn)品仿真工作，這樣能有效提升整個工藝流程的生產(chǎn)效率。在實際的汽車總裝工藝中，工作人員需要結(jié)合實際情況使用計算機來對工藝流程進行模擬，從所產(chǎn)生的實際作用來看，一般體現(xiàn)在以下幾個方面：對設(shè)備和零件進行查看，保證設(shè)備的正常運行;確定汽車裝配是否是達到標(biāo)準(zhǔn)的;在實際裝配過程中零部件和設(shè)備之間是否存在互相干涉的情況等。通過合理地使用虛擬技術(shù)能夠在一定程度上節(jié)約時間，保證汽車生產(chǎn)項目能在規(guī)定的周期之內(nèi)完成，并有效地節(jié)約汽車企業(yè)的成本。

2.5 數(shù)字化工廠

數(shù)字化工廠具體是指工作人員利用計算機技術(shù)對產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析，將生產(chǎn)過程做進一步的優(yōu)化，并擴展到整個汽車總裝工藝過程中。數(shù)字化工廠屬于一種新的方式，是數(shù)字制造技術(shù)和仿真技術(shù)的有效結(jié)合，并且這一方式為我國汽車領(lǐng)域帶來了新鮮的空氣，在汽車生產(chǎn)制造過程中有著十分重要的作用。數(shù)字化工廠有著很多的優(yōu)勢之處，包括很多功能，合理使用這一技術(shù)能有效提升汽車生產(chǎn)的品質(zhì)，并避免出現(xiàn)材料和時間的浪費，從而完善和規(guī)范工藝流程，使彼此間的技術(shù)交流更加透明、高效。數(shù)字化工廠是從數(shù)字化制造技術(shù)中延伸而來的一種新的方式。從微觀角度來說，數(shù)字化工廠是以服務(wù)企業(yè)為主的虛擬系統(tǒng);從宏觀角度上來說，主要是以產(chǎn)品制造作為核心，將所有的生產(chǎn)工作轉(zhuǎn)化為數(shù)字化[5]。

2.6 三維仿真技術(shù)

在汽車總裝工藝生產(chǎn)越來越規(guī)范時，所使用到的一些技術(shù)也需要結(jié)合實際情況與之相匹配，但是，需要注意的是，汽車企業(yè)所使用的方法絕大部分是來源于數(shù)學(xué)理論，數(shù)學(xué)理論是比較抽象的，沒有辦法將汽車總裝工藝中的特性都呈現(xiàn)出來。三維仿真技術(shù)一般是在建模過程中才會使用到的技術(shù)，能夠?qū)⒐に嚵鞒讨械男畔⒍汲浞纸Y(jié)合起來，從而對流程進行調(diào)整和完善，以彌補數(shù)學(xué)理論中的缺陷，并將工藝流程充分的反映出來，為汽車總裝工藝流程的實際規(guī)劃、管理以及設(shè)計提供必要的手段。

2.7 同步工程

同步分析工作是在整車開發(fā)過程中，對整個產(chǎn)品開發(fā)過程實施同步、一體化設(shè)計，促使研發(fā)端始終考慮從概念形成直到用后處置的整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)的所有因素的一種系統(tǒng)性方法?？傃b同步工程分析工作從PS-PF階段對整車進行總裝工藝可行性分析、車身通過性分析、工具及設(shè)備共用性分析，同時對產(chǎn)品提出總裝工藝需求及方案，使產(chǎn)品盡可能滿足總裝工藝的要求。

在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計階段，就要求設(shè)計、工藝、質(zhì)量等相關(guān)部門進行并行工作，實現(xiàn)整車的同步開發(fā)過程，可以在前期設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)整車產(chǎn)品可能存在的問題，并輔以方案解決，及時優(yōu)化和規(guī)避，避免后期生產(chǎn)造成更大的資源損失及浪費。

3? 汽車總裝工藝數(shù)字化制造技術(shù)的未來發(fā)展方向

3.1 完善制度

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國汽車領(lǐng)域也得到了較快進步，相關(guān)的數(shù)字化制造技術(shù)得到了有效提升，但是，需要注意的是，這其中缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系，在生產(chǎn)過程中沒有一個統(tǒng)一規(guī)范，這樣對數(shù)字化平臺的建設(shè)造成了阻礙。數(shù)字化制造平臺往往需要聯(lián)合多個部門來協(xié)同合作。比如，傳感器安裝、數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)儲存以及CMX系統(tǒng)的應(yīng)用等，如果這些環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以得到有效傳遞。其中，最重要的是完善數(shù)字化制造技術(shù)平臺體系，保證重要數(shù)據(jù)能得到準(zhǔn)確分析，促進數(shù)字化平臺功能的拓展，這樣才能乘著信息技術(shù)發(fā)展的東風(fēng)，打造出一個完善的數(shù)字化技術(shù)體系[6]。

3.2 完善標(biāo)準(zhǔn)

在汽車總裝工藝中，使用數(shù)字化制造技術(shù)還需要進一步完善相關(guān)的考核標(biāo)準(zhǔn)，如果說在工藝流程中還是采取以往傳統(tǒng)的評價體系，就無法發(fā)揮出數(shù)字化制造技術(shù)的最大價值，還需要對考核標(biāo)準(zhǔn)做進一步完善，為實際的運維工作提供一個新的評價標(biāo)準(zhǔn)，這樣能有效促進評價水平的有效提升。

3.3 完善算法

在汽車總裝工藝中合理使用數(shù)字化制造技術(shù)，還需要做到的一點就是完善算法，這是因為在故障診斷的過程中對數(shù)字化技術(shù)有著較高的要求，通過完善大數(shù)據(jù)算法可以保證故障診斷的可靠性。為了保證制造技術(shù)在之后工作中的便利性，就需要在實際運維過程中不斷完善相關(guān)算法，將設(shè)備機組的生命周期完整地呈現(xiàn)出來[7]。

3.4 完善監(jiān)控

從現(xiàn)階段我國汽車總裝工藝的實際工作來看，在實際的建設(shè)過程中，往往會涉及到不同的部門，在運維方面?zhèn)戎攸c也是有所不同的。并且，對于大多數(shù)的汽車總裝工藝來說，安全問題往往和周圍的環(huán)境以及所使用的設(shè)備有著密切聯(lián)系，這樣就出現(xiàn)了機組設(shè)備運維受到阻礙的情況，這就需要相關(guān)工作人員結(jié)合實際情況改變以往傳統(tǒng)的管理方式來加強對工作的管理和監(jiān)控，對工藝流程的整體情況作必要監(jiān)控，并對運行周期作好數(shù)字化的監(jiān)測，及時對運維情況進行評估，并對故障進行分析，從而有效提升對整個汽車總裝工藝流程的有效管理。

4? 結(jié)語

綜上所述，自改革開放以來，我國的經(jīng)濟經(jīng)歷了高速增長的階段，人們的經(jīng)濟水平得到了有效提升，對汽車的需求也日益增長，通過合理使用數(shù)字化制造技術(shù)，可以有效地提升生產(chǎn)過程中的效率，并降低企業(yè)成本，從而促進汽車總裝工藝機組設(shè)備的穩(wěn)定運行。工作人員一旦發(fā)現(xiàn)了問題，就可以利用數(shù)字化制造技術(shù)來解決問題，為汽車總裝工藝提供必要保障，促進我國汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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