輕量化汽車零部件制造系統(tǒng)的多層次建模與仿真

輕量化汽車零部件混合設(shè)計的目的是通過減輕車輛質(zhì)量、降低CO2的排放量來提高汽車的經(jīng)濟性和環(huán)保性能。由于汽車從原材料提取、制造、使用到報廢的整個生命周期都會對環(huán)境產(chǎn)生影響，因此汽車從設(shè)計到生產(chǎn)再到使用的整個過程都需要符合環(huán)保要求。由于復(fù)合材料輕量化零部件的創(chuàng)新程度較高，所需的環(huán)境數(shù)據(jù)尚未出現(xiàn)在生命周期清單（LCI）數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，因此影響了復(fù)合材料輕量化部件有效的生命周期評估（LCA）。由于制造業(yè)的能源和資源需求在很大程度上是在上游產(chǎn)品設(shè)計階段中定義的，因此需要在早期產(chǎn)品開發(fā)階段確定產(chǎn)品的環(huán)保、經(jīng)濟和技術(shù)最優(yōu)，并為決策支持提供有關(guān)未來能源和資源需求所必要的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品開發(fā)就是通過使用特定的軟件工具，通過數(shù)據(jù)和模型（如CAD模型）對產(chǎn)品進行設(shè)計、制造。

為了克服LCI中數(shù)據(jù)的不足，通過獲得輕量化部件與環(huán)境相關(guān)的LCA數(shù)據(jù)，提出了一個不同學(xué)科耦合的多層次仿真模型，即一個離散事件仿真過程鏈接一個成形過程的物理過程模型。該模型從不同層次的制造領(lǐng)域整合其LCI數(shù)據(jù)進行預(yù)測，且已被應(yīng)用到一個特定的建模案例當(dāng)中，并結(jié)合Anylogic和Matlab成功實現(xiàn)耦合，分析了汽車零部件制造系統(tǒng)設(shè)計方案對環(huán)境的影響。所研究的多層次仿真模型是基于各種假設(shè)，并未應(yīng)用到真實的產(chǎn)品設(shè)計流程當(dāng)中，因而只能起到一定的示范作用。

刊名：Procedia CIRP（英）

刊期：2016年第41期

作者：Malte Sch?nemann et al

編譯：劉瑞琦