席振鵬

[摘 要]“數(shù)字化工廠”的概念早在20世紀(jì)末就已經(jīng)被提出，隨著近年來虛擬現(xiàn)實技術(shù)、仿真技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，數(shù)字化工廠也開始走入人們的視野中，自此之后，真實工廠的操作即開始與虛擬空間操作結(jié)合起來，利用虛擬空間對真實工廠操作的模擬，最終得到優(yōu)化結(jié)果。大量實踐研究證實，傳統(tǒng)總裝工藝路線所應(yīng)用的流程圖形式可視化水平很低，而總裝工藝結(jié)構(gòu)樹作為汽車總裝工藝路線的三維表現(xiàn)形式，可以從油漆車身一直到整車順序形象地展示出來，大大提升了總裝工藝路線可視化水平，下面就結(jié)合汽車總裝工藝結(jié)構(gòu)樹的搭建與應(yīng)用展開深入分析。

[關(guān)鍵詞]汽車總裝；工藝結(jié)構(gòu)樹；搭建；應(yīng)用

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2018.03.114

近年來，汽車市場的競爭越來越激烈，制造商紛紛通過跨平臺車型混線的方式來滿足人們對車型多樣化的需求，這種情況下汽車制造對其生產(chǎn)工藝設(shè)計變得越來越敏感。汽車總裝的特點是產(chǎn)品非常復(fù)雜、需要多種品種混流生產(chǎn)、裝配任務(wù)量巨大，所以裝配工藝流程的合理規(guī)劃顯得非常重要，這種形勢下數(shù)字化工業(yè)系統(tǒng)開始進(jìn)入人們的視野。實際上，在所有工藝中汽車總裝工藝結(jié)構(gòu)樹的搭建是非常重要的一個環(huán)節(jié)，它為后續(xù)工作提供了基礎(chǔ)與源頭。下面主要結(jié)合總裝工藝結(jié)構(gòu)樹在仿真軟件中的搭建及應(yīng)用情況進(jìn)行分析。

1 汽車總裝參數(shù)確定要點

首先，需要確定總裝汽車參數(shù)?？傃b汽車為總裝線的目標(biāo)工作物，需要全面掌握其外形與特點，一方面要確定其三維空間，以利于企業(yè)更好地掌握汽車規(guī)格，便于深層次管理及控制；另一方面應(yīng)全面掌握總裝汽車分部重量，以期做好總裝移動、運輸及加工的準(zhǔn)備。其次，需要確定總裝工藝參數(shù)。需要確認(rèn)汽車總裝線中的各項關(guān)鍵工藝及生產(chǎn)環(huán)節(jié)，尤其是要組織好新元素的學(xué)習(xí)，將新元素的價值全面發(fā)揮出來，不僅提升汽車總裝線效率，同時還能提升汽車總裝線質(zhì)量；最后，應(yīng)確定總裝的各生產(chǎn)要素。具體來說，需要對汽車總裝線上工人密度、汽車總裝線上每班的工作時間、汽車總裝工作班制、企鵝車總裝定額、汽車總裝線年工作天數(shù)等進(jìn)行確定，了解了這些相關(guān)參數(shù)之后科學(xué)設(shè)計年時基數(shù)，并確定其生產(chǎn)節(jié)拍，這樣有利于更好地控制工作進(jìn)度，為后續(xù)汽車總裝線設(shè)計工作奠定良好基礎(chǔ)。

2 搭建汽車總裝工藝結(jié)構(gòu)樹

總裝工藝結(jié)構(gòu)樹是按照裝配工藝結(jié)構(gòu)模板進(jìn)行裝配設(shè)計形成的樹形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)樹的搭建有助于提升工藝設(shè)計效率，所以近年來得到了非常廣泛的應(yīng)用?？傃b工藝結(jié)構(gòu)樹與整車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹按照功能歸屬的不同將不同零件“攢”成整車是不同的，汽車總裝工藝結(jié)構(gòu)樹的搭建需要按照如下步驟布局：搭建各工位、搭建的校核、流程更新。嚴(yán)格按照這樣的步驟進(jìn)行工藝規(guī)劃，形成的總裝工藝結(jié)構(gòu)樹不僅準(zhǔn)確性高，同時還有與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹相對應(yīng)的線上產(chǎn)品數(shù)模。

2.1 架構(gòu)搭建

在Team center結(jié)構(gòu)管理器中，按照總工藝布局需要將總裝工藝結(jié)構(gòu)樹搭建在車型頂節(jié)點下，也就是總裝工藝結(jié)構(gòu)樹和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹是并行的。

2.2 各工位搭建

在汽車總體架構(gòu)的搭建工作完成之后，應(yīng)在工位單元基礎(chǔ)上搭建后續(xù)工位，以總體路線裝配順序為依據(jù)，從汽車總裝工藝樹中占到相對應(yīng)的零件，將其粘貼到結(jié)構(gòu)樹相應(yīng)工位之上，為了更好地區(qū)分同一IA下相同件號零件，需要操作人員將IA產(chǎn)品模數(shù)打開，在此基礎(chǔ)上展開精確選擇。在汽車總裝工藝樹種，油漆車身是非常特殊的零件之一，除此之外，還有油品、潤滑脂或膠黏劑等采購單元標(biāo)識是“Y”的零件，都會體現(xiàn)在總裝工藝結(jié)構(gòu)樹上，縱觀總裝工藝結(jié)構(gòu)樹，其標(biāo)準(zhǔn)件都位于裝配零部件的下方。

Team center會默認(rèn)以“查找編號”數(shù)值升序的規(guī)則進(jìn)行同一層級零年的排列，在工位內(nèi)調(diào)整同一工位零件時，鼠標(biāo)左鍵雙擊即可修改“查找編號”的相應(yīng)數(shù)值，進(jìn)行各零件工位調(diào)整時，可以直接剪切該零件并將其粘貼到相對應(yīng)的工位上，若需要將零件刪除，則可以應(yīng)用“移除行”的命令。在實際操作中可以發(fā)現(xiàn)，沒有裝配內(nèi)容的工位通常都是不能移除的，這種情況下應(yīng)將這類工位保留，并注意確定其與汽車總裝工藝樹之間的一致性。

2.3 校核

在校核工作中，通常需要對以下幾方面問題加以關(guān)注：首先要確定是否和總裝工藝相一致；其次要看同一IA下相同件號的零件是否得到了準(zhǔn)確的區(qū)分；最后還要注意零件jt格式的數(shù)模是否缺少。完成總裝工藝結(jié)構(gòu)樹的搭建工作之后，應(yīng)在結(jié)構(gòu)管理器工位之下，逐一將其與總裝工藝的路線進(jìn)行對照分析，主要觀察是否有多件或少件情況、是否存在工位內(nèi)裝配順序錯亂的現(xiàn)象、是否存在標(biāo)準(zhǔn)件安排錯誤的現(xiàn)象等。完成這些比對工作之后，以VisMokup工位為單元，逐一地將數(shù)模打開進(jìn)行校核。VisMokup Project Workspace對話框若零件號左側(cè)方框顯示綠色，則說明該零件無jt格式數(shù)模，這時可以將該零件發(fā)送到“我的Team center”中。

2.4 更新

在實際操作過程中一旦出現(xiàn)產(chǎn)品變更，就必須調(diào)整工藝布局，或者引進(jìn)新工藝，同時對總裝工藝路線進(jìn)行調(diào)整。

3 工藝結(jié)構(gòu)樹與工藝流程映射方法

為了更好地實現(xiàn)總裝工藝結(jié)構(gòu)樹向裝配工藝流程的映射，需要解決以下幾個問題：工藝流程節(jié)點與裝配對象之間關(guān)聯(lián)的問題、裝配序列信息保存的有關(guān)問題、工藝流程節(jié)點并行關(guān)系的相關(guān)問題、裝配工藝流程層次關(guān)系的有關(guān)問題。因此，有必要深入分析總裝工藝結(jié)構(gòu)樹的工藝流程映射，首先解析總裝工藝結(jié)構(gòu)樹并進(jìn)行預(yù)處理，然后以每個工位為基本單元，將不同工位映射到工藝流程節(jié)點上，并存儲好各工藝流程節(jié)點生成裝配的工藝流程。大量實踐證明，應(yīng)用這種方法可以有效解決從總裝工藝結(jié)構(gòu)樹到裝配工藝流程的映射問題。

4 汽車總裝工藝結(jié)構(gòu)樹的應(yīng)用

4.1 數(shù)字化評審

由數(shù)字化工程師組織工藝工程師、產(chǎn)品工程師及物流工程師等進(jìn)行總裝工藝數(shù)字化評審的相關(guān)工作。具體來說，嚴(yán)格按照搭建好的汽車總裝工藝樹在Team center VisMokup中加載各零件，并進(jìn)行零件裝配評審，在產(chǎn)品開發(fā)的前期及時發(fā)現(xiàn)存在于物流、產(chǎn)品以及各項工藝上的問題，并及時給出問題的解決方法。例如，在某車型中期改款項目中，主要從零件的通用化、防錯、定位及防護(hù)等方面進(jìn)行數(shù)字化評審，共計提出汽車總裝工藝問題93項，取得了非常好的綜合性效益。

4.2 生產(chǎn)類物料清單管理

將車間編碼、物料編碼等屬性增加到總裝工藝結(jié)構(gòu)樹中，并進(jìn)行適當(dāng)篩選，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用汽車總裝工藝樹中“導(dǎo)出”的命令按鈕，從Team center中導(dǎo)出試制物料清單（TBOM）等物料清單。

4.3 仿真分析

到了這一環(huán)節(jié)，需要以汽車總裝工藝樹搭建與資源結(jié)構(gòu)樹搭建的具體情況，針對各項零件相關(guān)數(shù)據(jù)展開仿真分析與有關(guān)處理操作，并應(yīng)用軟件Process Simulate進(jìn)行仿真建模分析，最后在該基礎(chǔ)之上展開進(jìn)一步的仿真分析與處理操作。當(dāng)前我國已經(jīng)有很多汽車公司開始開展總裝仿真分析，近年來大部分地區(qū)都開始應(yīng)用機械手作業(yè)、裝配姿態(tài)、裝配舒適度及人體可達(dá)性等仿真分析，這些仿真分析的操作取得了可喜的效果，但是縱觀現(xiàn)階段的實際情況，在線平衡以及工廠物流等方面，還在仿真分析上存在很多問題，亟待解決。

5 結(jié) 論

綜上所述，在汽車裝配領(lǐng)域構(gòu)建汽車總裝工藝樹，不僅可以快速實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)模更新、各工藝數(shù)模同步更新的目標(biāo)，同時汽車總裝工藝結(jié)構(gòu)樹各工藝路線可視化的目標(biāo)也得到了實現(xiàn)，這無疑進(jìn)一步推動了相關(guān)工作的發(fā)展。總之，以后汽車個性化定制會逐步普及，與此同時，車型配置的樣式也會變得越來越多，我們需要在以后的工作中進(jìn)一步探索如何確保工藝結(jié)構(gòu)樹準(zhǔn)確性的問題。

參考文獻(xiàn)：

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（10）：55-57，62.endprint