數(shù)字化推動(dòng)汽車零部件制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級

李虎

汽車零部件行業(yè)作為汽車工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)以及推動(dòng)汽車工業(yè)革命的重要力量，其數(shù)字化應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，將為整體汽車行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提供重要借鑒

近年來，作為我國經(jīng)濟(jì)增長重要推動(dòng)力的人口紅利漸漸消失，人工費(fèi)用與原材料費(fèi)用持續(xù)攀升，給制造業(yè)帶來了巨大沖擊。由于制造業(yè)作為立國之本、強(qiáng)國之基，不僅是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，也是國家生產(chǎn)力水平的重要體現(xiàn)，所以我國必須全力推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，走出發(fā)展困境。《中國制造2025》為制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指明了方向，制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需要以創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，通過加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，促進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型升級。

汽車行業(yè)作為我國制造業(yè)的重要組成部分，其數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型升級對于推動(dòng)我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展起著非常重要的作用。如今，信息技術(shù)的快速發(fā)展與工業(yè)科技水平的不斷提高，促使汽車行業(yè)加速向數(shù)字化時(shí)代邁進(jìn)。在這樣的背景下，許多汽車生產(chǎn)制造企業(yè)都通過配置自動(dòng)化裝配線及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，來提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。未來，隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步更新發(fā)展，因數(shù)字技術(shù)重組而產(chǎn)生的技術(shù)創(chuàng)新在整個(gè)汽車行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新中，占比將達(dá)到70%。屆時(shí)，汽車零部件行業(yè)作為汽車工業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)以及推動(dòng)汽車工業(yè)革命的重要力量，其數(shù)字化應(yīng)用實(shí)踐與數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，將為整體汽車行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提供重要借鑒。

數(shù)字技術(shù)讓產(chǎn)線運(yùn)行更高效

在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，數(shù)字技術(shù)主要發(fā)力于汽車零部件的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)，發(fā)揮優(yōu)化設(shè)計(jì)、提升效率等作用。

在汽車零部件的設(shè)計(jì)階段，相關(guān)設(shè)計(jì)人員以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用數(shù)字化手段進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)工作，使得傳統(tǒng)汽車零部件設(shè)計(jì)需要先有實(shí)物才能進(jìn)行試驗(yàn)的情況得以改變，有效地提高了設(shè)計(jì)的效率與精度，降低了設(shè)計(jì)的時(shí)間和試驗(yàn)的成本。通過數(shù)字技術(shù)的支持，設(shè)計(jì)人員利用三維圖像、動(dòng)畫等多種數(shù)字技術(shù)，不僅可以將汽車零部件的形狀、大小等參數(shù)更加形象、直觀地表現(xiàn)出來，還可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行修改。在進(jìn)行汽車零部件試驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以利用CAE等軟件對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬，從而在網(wǎng)絡(luò)世界完成對汽車零部件的試驗(yàn)并獲得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安全性能等數(shù)據(jù)，進(jìn)而對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到可行的汽車零部件設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，在汽車零部件正式投產(chǎn)前改進(jìn)其性能。

在汽車零部件的生產(chǎn)階段，相關(guān)生產(chǎn)管理人員與技術(shù)人員可以在汽車零部件正式投產(chǎn)前，利用數(shù)字孿生技術(shù)對真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行仿真，在虛擬環(huán)境中模擬汽車零部件的生產(chǎn)過程，然后對生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行分析，找出可以優(yōu)化改進(jìn)的部分，進(jìn)而對真實(shí)的生產(chǎn)線進(jìn)行數(shù)字化、自動(dòng)化改造升級，保障汽車零部件正式投產(chǎn)后的生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。在汽車零部件正式投產(chǎn)后，生產(chǎn)管理人員與技術(shù)人員可以利用數(shù)字孿生技術(shù)加強(qiáng)對生產(chǎn)線的控制力，并進(jìn)一步提升對生產(chǎn)線控制的精確性，虛擬仿真模型能夠?qū)崟r(shí)反映汽車零部件的生產(chǎn)狀態(tài)，使生產(chǎn)制造過程更加透明地呈現(xiàn)在生產(chǎn)管理人員的面前，有助于生產(chǎn)管理人員與技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的問題，并在第一時(shí)間處理相應(yīng)問題，調(diào)整異常設(shè)備。此外，通過持續(xù)優(yōu)化汽車零部件的生產(chǎn)制造工藝，以及提高生產(chǎn)線的資源利用率，在進(jìn)一步降低汽車零部件生產(chǎn)制造成本的同時(shí)，保障汽車零部件的生產(chǎn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)合格率。

數(shù)字技術(shù)讓部件裝配更智能

在汽車零部件的裝配環(huán)節(jié)，數(shù)字技術(shù)主要應(yīng)用在裝配工裝夾具的設(shè)計(jì)與控制以及裝配產(chǎn)線的自動(dòng)化、智能化改造升級中，在保障并協(xié)調(diào)尺寸一致性的同時(shí)，提升裝配效率與裝配精度。

在裝配工裝夾具設(shè)計(jì)方面，由于裝配工裝夾具對汽車零部件裝配的精度、效率起著決定性作用，所以優(yōu)化裝配工裝夾具設(shè)計(jì)，提升裝配工裝夾具性能，對提高汽車零部件裝配精度與裝配效率起著至關(guān)重要的作用。相關(guān)設(shè)計(jì)人員利用基于數(shù)字技術(shù)的CAD、CAM、CAE等軟件作為工具平臺，對裝配工裝夾具進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)，不僅能夠減少傳統(tǒng)裝配工裝夾具設(shè)計(jì)在資料檢索、分析計(jì)算、繪制圖紙、編制技術(shù)文件等環(huán)節(jié)投入的人力與時(shí)間成本，還能夠提高裝配工裝夾具的設(shè)計(jì)精度、質(zhì)量及效率，縮短開發(fā)周期，節(jié)省開發(fā)成本。作為現(xiàn)代化制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理和提高生產(chǎn)效率的重要手段，裝配工裝夾具將為汽車零部件自動(dòng)化、智能化裝配提供強(qiáng)有力的支撐，保障汽車零部件的裝配質(zhì)量與裝配效率。

在裝配產(chǎn)線自動(dòng)化、智能化改造方面，相關(guān)裝配管理人員與技術(shù)人員可以通過對汽車零部件裝配產(chǎn)線進(jìn)行機(jī)械、電氣及數(shù)字化架構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線的智能化改造升級，使其能夠滿足靈活多變的裝配需求。經(jīng)過數(shù)字化改造升級的汽車零部件裝配產(chǎn)線以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，能夠自動(dòng)采集、識別、分析裝配產(chǎn)線運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、信息，從而自動(dòng)判斷兩個(gè)零部件之間的裝配關(guān)系，并根據(jù)對應(yīng)的裝配工藝完成汽車零部件的裝配，從源頭避免或消除汽車零部件裝配產(chǎn)生的誤差。當(dāng)裝配產(chǎn)線出現(xiàn)異常時(shí)，也能夠快速且準(zhǔn)確地定位到問題所在，在大數(shù)據(jù)技術(shù)與人工智能技術(shù)的支撐下，為裝配產(chǎn)線的管理人員與技術(shù)人員提供可視化的故障報(bào)表，提高管理人員的管理效率與技術(shù)人員的檢修效率，從而使汽車零部件裝配產(chǎn)線的裝配效率、合格率、計(jì)劃完成率以及設(shè)備利用率都得到大幅提升。

未來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展以及工藝水平的持續(xù)提高，國民對于汽車零部件的質(zhì)量與性能要求將會越來越高，而人口紅利的加速消失以及全球制造業(yè)競爭的日益加劇都將給我國的制造業(yè)帶來更大的挑戰(zhàn)。面對日益嚴(yán)峻的發(fā)展形勢，我國制造業(yè)必須順應(yīng)數(shù)字化發(fā)展趨勢，堅(jiān)定數(shù)字化發(fā)展道路，通過推動(dòng)各個(gè)行業(yè)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，總結(jié)可行的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，進(jìn)而以數(shù)字化作為新動(dòng)能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。汽車零部件行業(yè)作為制造業(yè)中不容忽視的重要環(huán)節(jié)，其數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級將在推動(dòng)汽車行業(yè)整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級中發(fā)揮出重要的支撐作用。

（作者單位：萬向錢潮傳動(dòng)軸有限公司）