虛擬制造技術(shù)在汽車(chē)裝配工藝中的應(yīng)用_1

1、    虛擬制造技術(shù)在汽車(chē)裝配工藝中的應(yīng)用    劉從興摘要：近年來(lái)，隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，全球競(jìng)爭(zhēng)也在不斷增大，汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)及零部件制造業(yè)的行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，給傳統(tǒng)制造行業(yè)造成了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。因此，為了適應(yīng)市場(chǎng)飛快的變化發(fā)展，滿(mǎn)足汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)與消費(fèi)者的高品質(zhì)、多功能要求，汽車(chē)裝配行業(yè)對(duì)零部件的精度、可靠性、技術(shù)含量和節(jié)能環(huán)保等各項(xiàng)性能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)把控愈加嚴(yán)格，零部件制造企業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新材料開(kāi)發(fā)與制備技術(shù)，在裝配環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與實(shí)施流程都提出更高的標(biāo)準(zhǔn)，才能滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的追求。在汽車(chē)裝配工藝中引入虛擬制造技術(shù)，可以對(duì)裝配產(chǎn)品流程與實(shí)際效

2、果進(jìn)行模擬，以便檢測(cè)問(wèn)題并及時(shí)解決，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為汽車(chē)裝配行業(yè)及汽車(chē)制造業(yè)帶來(lái)了全新的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：虛擬制造技術(shù);汽車(chē)裝配工藝;應(yīng)用;引言虛擬制造基于模擬技術(shù)和虛擬模型，在汽車(chē)生產(chǎn)領(lǐng)域結(jié)合模型，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，改變汽車(chē)零部件地一些缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低廉成本制。在目前虛擬制造的實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)虛擬制造在汽車(chē)工業(yè)地大力支持下，有效提高汽車(chē)組裝過(guò)程的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)組裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前虛擬制造在汽車(chē)制造領(lǐng)域仍然具有較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)虛擬制造的研究和應(yīng)用在中國(guó)對(duì)促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展起著重要作用。1虛擬制造技術(shù)虛擬制造技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)vmt）是以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為理論核心，通過(guò)計(jì)算機(jī)建模技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

3、及零件制造等各項(xiàng)生產(chǎn)過(guò)程統(tǒng)一建模，模擬全套生產(chǎn)加工過(guò)程，從而預(yù)估產(chǎn)品的實(shí)際使用情況、技術(shù)性能，檢測(cè)技術(shù)問(wèn)題，優(yōu)化工藝生產(chǎn)路線(xiàn)。在設(shè)計(jì)初始階段，首先利用計(jì)算機(jī)模擬出制造過(guò)程中各項(xiàng)參數(shù)的變化趨勢(shì)，并分析其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響，再預(yù)測(cè)產(chǎn)品制造成本和各項(xiàng)性能，有利于更加經(jīng)濟(jì)、有效地組織生產(chǎn)加工步驟，使資源得以合理配置，最終達(dá)到產(chǎn)品制造成本與生產(chǎn)周期最小化，設(shè)計(jì)品質(zhì)最優(yōu)化，生產(chǎn)效率最高化。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)零部件的制造過(guò)程、加工方法、加工工序、工裝過(guò)程、工藝參數(shù)的選用、加工工藝和裝配工藝性等操作步驟均可進(jìn)行建模仿真。尤其是在裝配工藝中，操作者可通過(guò)虛擬環(huán)境對(duì)虛擬零件觀察、操作，進(jìn)一步分析、評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可裝配

4、性問(wèn)題，操作技術(shù)問(wèn)題及工程學(xué)問(wèn)題。因而將虛擬制造技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)裝配工藝，有利于研究、處理復(fù)雜的產(chǎn)品裝配問(wèn)題，同時(shí)能提前發(fā)現(xiàn)加工缺陷與裝配過(guò)程中的問(wèn)題，及時(shí)探尋處理方法，優(yōu)化加工過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。2虛擬制造技術(shù)應(yīng)用2.1建立數(shù)據(jù)庫(kù)利用虛擬技術(shù)軟件中的pts（設(shè)備類(lèi)型集），將汽車(chē)裝配工藝中的各項(xiàng)信息分為產(chǎn)品、資源和工藝三類(lèi)。產(chǎn)品是指汽車(chē)裝配中所有零部件的相關(guān)信息，一般包括標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件、車(chē)身數(shù)據(jù)等，以及各部件之間所存在的內(nèi)部聯(lián)系;資源是指為生產(chǎn)加工過(guò)程提供的全套操作設(shè)備和技術(shù)人員，一般包括車(chē)間、工廠、工位等，同時(shí)還有他們之間存在的內(nèi)部邏輯關(guān)系;工藝是指關(guān)于零部件安裝方法、工藝過(guò)程、問(wèn)題反饋等內(nèi)容

5、的具體描述。在汽車(chē)裝配工藝中建立數(shù)據(jù)庫(kù)，就是對(duì)以上三類(lèi)信息進(jìn)行定義，并充分按照不同企業(yè)的實(shí)際要求與流程規(guī)范，制定出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義是根據(jù)企業(yè)當(dāng)前數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中包含的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模板和結(jié)構(gòu)，制定出符合企業(yè)產(chǎn)品屬性的操作界面。工藝元素定義主要針對(duì)企業(yè)實(shí)際工藝流程的結(jié)構(gòu)樹(shù)與操作界面并包括部分特定的對(duì)象。資源結(jié)構(gòu)定義是根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)有資源，全面定義資源結(jié)構(gòu)和資源數(shù)。在汽車(chē)裝配工藝中，可以建立13個(gè)不同類(lèi)型的資源數(shù)據(jù)庫(kù)，將各個(gè)設(shè)備的3d模型導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)里，以便于后期裝配工藝規(guī)劃的進(jìn)行。2.2輸入資料信息通過(guò)對(duì)汽車(chē)裝配步驟地觀察，采取該項(xiàng)技術(shù)得到的資料大部分為產(chǎn)品數(shù)據(jù)及工藝數(shù)據(jù)。其中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)大體可以是將一些

6、參數(shù)及數(shù)據(jù)統(tǒng)一引進(jìn)到整合軟件中，通過(guò)相應(yīng)的接口程序?qū)⑺袛?shù)據(jù)信息和資源傳送到后臺(tái)數(shù)據(jù)基文件，并利用一些腳本程序?qū)⒄麄€(gè)bom地圖的數(shù)據(jù)和信息資源傳送到產(chǎn)品屬性，最終正確定義產(chǎn)品屬性。這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)腳本程序自動(dòng)獲取與汽車(chē)組裝過(guò)程中的各種相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，再進(jìn)一步獲取過(guò)程數(shù)據(jù)后，通過(guò)建立流程模塊，用于符合企業(yè)實(shí)際情況的標(biāo)準(zhǔn)，確定實(shí)際的汽車(chē)組裝流程的各個(gè)參數(shù)，如有一定的工程或鏈接處理的設(shè)備相關(guān)過(guò)程，需要參閱新的機(jī)型組裝過(guò)程計(jì)劃，如未來(lái)的汽車(chē)組裝工序中有類(lèi)似的或有類(lèi)似的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。該工程計(jì)劃模塊可以直接應(yīng)用于新產(chǎn)品地設(shè)計(jì)及計(jì)劃，繼續(xù)這些工序地實(shí)踐情況及使用規(guī)則，把這些步驟及工藝進(jìn)行創(chuàng)新及改良，可以把汽車(chē)

7、零部件生產(chǎn)地時(shí)間壓縮到最短，增強(qiáng)汽車(chē)零部件地生產(chǎn)效率。2.3工藝規(guī)劃的初步設(shè)計(jì)一開(kāi)始，先將上述導(dǎo)入的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與生產(chǎn)工藝資源進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)，然后利用數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)工藝模板對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行工藝規(guī)劃，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)裝配順序操作，對(duì)新產(chǎn)品裝配進(jìn)行初步的順序確定。在此之后，利用catiav5軟件打開(kāi)新產(chǎn)品的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，delmia軟件會(huì)自動(dòng)按照預(yù)定的裝配順序?qū)ρb配過(guò)程進(jìn)行仿真。這一操作可以全面檢測(cè)完整的仿真過(guò)程，深入判斷裝配順序的可行性，并具體分析出其中存在的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或干擾項(xiàng)，有利于裝配問(wèn)題的及時(shí)反饋與后期完善。2.4調(diào)整初步線(xiàn)平衡我們把該項(xiàng)技術(shù)使用在汽車(chē)內(nèi)部布線(xiàn)地平衡計(jì)算時(shí)，必須完成整車(chē)組裝過(guò)程的設(shè)置工作。第一步，

8、基于汽車(chē)組裝步驟互相地所有邏輯關(guān)系，優(yōu)化及創(chuàng)新汽車(chē)組裝步驟。第二步，企業(yè)真實(shí)地生產(chǎn)線(xiàn)，基于計(jì)劃及設(shè)計(jì)裝配步驟，第三步基于汽車(chē)地真實(shí)組成，預(yù)估裝配過(guò)程的各個(gè)部分和作業(yè)區(qū)域，并對(duì)各工序之間的合理作業(yè)時(shí)間進(jìn)行估算，完成上述設(shè)置后，采取該項(xiàng)技術(shù)構(gòu)建地生產(chǎn)線(xiàn)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法得到平衡后的起始布線(xiàn)，然后思考起始線(xiàn)路地優(yōu)點(diǎn)及問(wèn)題，基于經(jīng)驗(yàn)及實(shí)踐內(nèi)容把這些步驟優(yōu)化，抽查這些步驟地問(wèn)題，然后復(fù)現(xiàn)汽車(chē)裝配步驟，如有問(wèn)題，還可以通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器里的大數(shù)據(jù)，優(yōu)化這些步驟之間地關(guān)系。2.5優(yōu)化線(xiàn)平衡并輸出工藝文檔首先，利用mtm法對(duì)裝配工藝進(jìn)行工時(shí)分析，獲取較為準(zhǔn)確的工時(shí)數(shù)據(jù)信息。此后完成優(yōu)化線(xiàn)平衡工作，以增強(qiáng)線(xiàn)平衡可行性。

9、利用對(duì)應(yīng)的腳本程序?qū)ι鲜鼋Y(jié)果實(shí)現(xiàn)文檔的自動(dòng)輸出，能夠有效地減少相關(guān)技術(shù)人員的工作量，提高整體工作效率。結(jié)束語(yǔ)虛擬技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)而創(chuàng)建而出的新技術(shù)，將虛擬技術(shù)應(yīng)用于車(chē)輛工程中，可有效降低設(shè)計(jì)成本與設(shè)計(jì)周期。虛擬機(jī)制備技術(shù)在汽車(chē)裝配工藝中的應(yīng)用，可以有效縮短新型汽車(chē)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，并降低開(kāi)發(fā)成本。與國(guó)外模擬制造技術(shù)相比，中國(guó)的模擬制造技術(shù)相對(duì)較差。與國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)和產(chǎn)品不緊密，許多企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的制造方法，因此我們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)與外國(guó)企業(yè)相比并不明顯，但這給我們提供了機(jī)會(huì)，面對(duì)如此廣闊的市場(chǎng)，相關(guān)技術(shù)者應(yīng)該高度重視技術(shù)研究，不斷結(jié)合虛擬制造技術(shù)和汽車(chē)組裝工序，實(shí)現(xiàn)效率最大化，提高企業(yè)生產(chǎn)效益。參考文獻(xiàn)1堯永春.虛擬制造技術(shù)在汽車(chē)裝配工藝中的應(yīng)用j.汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2020（06）：155-157.2羅森森.虛擬制造技術(shù)在汽車(chē)裝配工藝中的應(yīng)用j.內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（06）：24-25.3張燕霞.虛擬制造技術(shù)在