劉從興

摘要：近年來，隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，全球競爭也在不斷增大，汽車生產(chǎn)行業(yè)及零部件制造業(yè)的行業(yè)內(nèi)部競爭日益激烈，給傳統(tǒng)制造行業(yè)造成了嚴峻的考驗。因此，為了適應市場飛快的變化發(fā)展，滿足汽車生產(chǎn)行業(yè)與消費者的高品質(zhì)、多功能要求，汽車裝配行業(yè)對零部件的精度、可靠性、技術(shù)含量和節(jié)能環(huán)保等各項性能的技術(shù)標準把控愈加嚴格，零部件制造企業(yè)需要創(chuàng)新材料開發(fā)與制備技術(shù)，在裝配環(huán)節(jié)對產(chǎn)品設計、模具設計與實施流程都提出更高的標準，才能滿足生產(chǎn)發(fā)展對產(chǎn)品質(zhì)量的追求。在汽車裝配工藝中引入虛擬制造技術(shù)，可以對裝配產(chǎn)品流程與實際效果進行模擬，以便檢測問題并及時解決，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為汽車裝配行業(yè)及汽車制造業(yè)帶來了全新的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：虛擬制造技術(shù);汽車裝配工藝;應用;

引言

虛擬制造基于模擬技術(shù)和虛擬模型，在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域結(jié)合模型，優(yōu)化產(chǎn)品設計，改變汽車零部件地一些缺點，實現(xiàn)產(chǎn)品的低廉成本制。在目前虛擬制造的實際應用中，實現(xiàn)虛擬制造在汽車工業(yè)地大力支持下，有效提高汽車組裝過程的效率和質(zhì)量，實現(xiàn)了汽車組裝的優(yōu)化設計。目前虛擬制造在汽車制造領(lǐng)域仍然具有較強的應用優(yōu)勢，加強虛擬制造的研究和應用在中國對促進汽車產(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)（簡稱VMT）是以計算機仿真技術(shù)為理論核心，通過計算機建模技術(shù)對產(chǎn)品設計及零件制造等各項生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，模擬全套生產(chǎn)加工過程，從而預估產(chǎn)品的實際使用情況、技術(shù)性能，檢測技術(shù)問題，優(yōu)化工藝生產(chǎn)路線。在設計初始階段，首先利用計算機模擬出制造過程中各項參數(shù)的變化趨勢，并分析其對產(chǎn)品設計產(chǎn)生的影響，再預測產(chǎn)品制造成本和各項性能，有利于更加經(jīng)濟、有效地組織生產(chǎn)加工步驟，使資源得以合理配置，最終達到產(chǎn)品制造成本與生產(chǎn)周期最小化，設計品質(zhì)最優(yōu)化，生產(chǎn)效率最高化。計算機仿真技術(shù)對零部件的制造過程、加工方法、加工工序、工裝過程、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行建模仿真。尤其是在裝配工藝中，操作者可通過虛擬環(huán)境對虛擬零件觀察、操作，進一步分析、評價產(chǎn)品的可裝配性問題，操作技術(shù)問題及工程學問題。因而將虛擬制造技術(shù)應用于汽車裝配工藝，有利于研究、處理復雜的產(chǎn)品裝配問題，同時能提前發(fā)現(xiàn)加工缺陷與裝配過程中的問題，及時探尋處理方法，優(yōu)化加工過程，提高生產(chǎn)效率。

2虛擬制造技術(shù)應用

2.1建立數(shù)據(jù)庫

利用虛擬技術(shù)軟件中的PTS（設備類型集），將汽車裝配工藝中的各項信息分為產(chǎn)品、資源和工藝三類。產(chǎn)品是指汽車裝配中所有零部件的相關(guān)信息，一般包括標準件、裝配件、車身數(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)加工過程提供的全套操作設備和技術(shù)人員，一般包括車間、工廠、工位等，同時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、工藝過程、問題反饋等內(nèi)容的具體描述。在汽車裝配工藝中建立數(shù)據(jù)庫，就是對以上三類信息進行定義，并充分按照不同企業(yè)的實際要求與流程規(guī)范，制定出相應的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義是根據(jù)企業(yè)當前數(shù)據(jù)標準中包含的產(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企業(yè)實際工藝流程的結(jié)構(gòu)樹與操作界面并包括部分特定的對象。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)。在汽車裝配工藝中，可以建立13個不同類型的資源數(shù)據(jù)庫，將各個設備的3D模型導入數(shù)據(jù)庫里，以便于后期裝配工藝規(guī)劃的進行。

2.2輸入資料信息

通過對汽車裝配步驟地觀察，采取該項技術(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)大體可以是將一些參數(shù)及數(shù)據(jù)統(tǒng)一引進到整合軟件中，通過相應的接口程序?qū)⑺袛?shù)據(jù)信息和資源傳送到后臺數(shù)據(jù)基文件，并利用一些腳本程序?qū)⒄麄€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)可以通過腳本程序自動獲取與汽車組裝過程中的各種相關(guān)的標準和要求，再進一步獲取過程數(shù)據(jù)后，通過建立流程模塊，用于符合企業(yè)實際情況的標準，確定實際的汽車組裝流程的各個參數(shù)，如有一定的工程或鏈接處理的設備相關(guān)過程，需要參閱新的機型組裝過程計劃，如未來的汽車組裝工序中有類似的或有類似的產(chǎn)品設計。該工程計劃模塊可以直接應用于新產(chǎn)品地設計及計劃，繼續(xù)這些工序地實踐情況及使用規(guī)則，把這些步驟及工藝進行創(chuàng)新及改良，可以把汽車零部件生產(chǎn)地時間壓縮到最短，增強汽車零部件地生產(chǎn)效率。

2.3工藝規(guī)劃的初步設計

一開始，先將上述導入的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與生產(chǎn)工藝資源進行有效關(guān)聯(lián)，然后利用數(shù)據(jù)庫中的標準工藝模板對新產(chǎn)品進行工藝規(guī)劃，根據(jù)標準裝配順序操作，對新產(chǎn)品裝配進行初步的順序確定。在此之后，利用CATIAV5軟件打開新產(chǎn)品的各項數(shù)據(jù)，DELMIA軟件會自動按照預定的裝配順序?qū)ρb配過程進行仿真。這一操作可以全面檢測完整的仿真過程，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)錯誤或干擾項，有利于裝配問題的及時反饋與后期完善。

2.4調(diào)整初步線平衡

我們把該項技術(shù)使用在汽車內(nèi)部布線地平衡計算時，必須完成整車組裝過程的設置工作。第一步，基于汽車組裝步驟互相地所有邏輯關(guān)系，優(yōu)化及創(chuàng)新汽車組裝步驟。第二步，企業(yè)真實地生產(chǎn)線，基于計劃及設計裝配步驟，第三步基于汽車地真實組成，預估裝配過程的各個部分和作業(yè)區(qū)域，并對各工序之間的合理作業(yè)時間進行估算，完成上述設置后，采取該項技術(shù)構(gòu)建地生產(chǎn)線，通過數(shù)學方法得到平衡后的起始布線，然后思考起始線路地優(yōu)點及問題，基于經(jīng)驗及實踐內(nèi)容把這些步驟優(yōu)化，抽查這些步驟地問題，然后復現(xiàn)汽車裝配步驟，如有問題，還可以通過后臺服務器里的大數(shù)據(jù)，優(yōu)化這些步驟之間地關(guān)系。

2.5優(yōu)化線平衡并輸出工藝文檔

首先，利用MTM法對裝配工藝進行工時分析，獲取較為準確的工時數(shù)據(jù)信息。此后完成優(yōu)化線平衡工作，以增強線平衡可行性。利用對應的腳本程序?qū)ι鲜鼋Y(jié)果實現(xiàn)文檔的自動輸出，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

虛擬技術(shù)是以計算機技術(shù)為基礎而創(chuàng)建而出的新技術(shù)，將虛擬技術(shù)應用于車輛工程中，可有效降低設計成本與設計周期。虛擬機制備技術(shù)在汽車裝配工藝中的應用，可以有效縮短新型汽車產(chǎn)品的開發(fā)周期，并降低開發(fā)成本。與國外模擬制造技術(shù)相比，中國的模擬制造技術(shù)相對較差。與國內(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，因此我們的競爭優(yōu)勢與外國企業(yè)相比并不明顯，但這給我們提供了機會，面對如此廣闊的市場，相關(guān)技術(shù)者應該高度重視技術(shù)研究，不斷結(jié)合虛擬制造技術(shù)和汽車組裝工序，實現(xiàn)效率最大化，提高企業(yè)生產(chǎn)效益。

參考文獻

[1]堯永春.虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應用[J].汽車實用技術(shù)，2020（06）：155-157.

[2]羅森森.虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應用[J].內(nèi)燃機與配件，2020（06）：24-25.

[3]張燕霞.虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應用[J].中國設備工程，2019（12）：165-166.

[4]張思展.虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應用探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（05）：163-164.

[5]閆玉紅.虛擬制造技術(shù)在汽車裝配工藝中的應用[J].內(nèi)燃機與配件，2019（04）：29-30.