基于数字化制造技术的汽车总装工艺应用探究

摘 要：伴随着市场经济的发展，国民生活质量的提升，社会公众对于出行工具的要求标准也更加严格。由于在众多出行工具中，汽车是最常见的工具，所以国民在汽车以及汽车相关产品的质量要求上不断提升。鉴于此，本文针对数字化制造技术的汽车总装工艺应用这一话题展开了探究，通过阐述数字化制造技术在汽车总装工艺应用内容着手，此次研究的主要目的是为了更好的提升现今汽车总装工艺的质量。

关键词：数字化制造技术 汽车总装工艺 汽车工业 虚拟制造

前言

作为一项研发成本高昂、制造周期长、涉及学科多的汽车制造项目，其是一项十分复杂的系统性工程。伴随着信息化越来越发达，国内传统的汽车制造总工艺正在面临着极大的挑战。当前阶段中，汽车的换代周期愈加缩短，进行汽车生产的制造商就需要不断的进行工艺创新来满足社会公众的需求，而另一方面，新的“多品种、大批量”的生产模式正在逐渐的取代传统的“少品种、小批量”生产模式，为了使自身的生产标准更加契合于汽车使用用户的实际需求，汽车产业就必须进行更具备个性化的汽车产品制造。基于此，将先进的制造技术应用于汽车制造过程中十分有必要。

一、数字化制造技术在汽车制造领域中应用的意义

数字化制造技术是我国当前比较先进的汽车产品制造技术，其在汽车制造领域中主要体現在产品的设计与工艺开发、产品生产精细化、产品制造柔性化以及制造工厂标准化四个方面。一方面，数字化制造技术能够缩短汽车产品的生产线布局以及节省机械生产设备的调试时间，进而将汽车产品的制造工艺进行优化、效率进行提升[1]。另一方面中，数字化技术的应用能够提升生产系统对使用汽车用户的个性需求进行满足的速度，随即精简生产环节中的多余操作程序，提升产品的质量以及工作效率。第三点中，数字化制造技术的应用主要是为了满足当前前汽车生产领域中“小批量、个性化”的发展趋势，传统的生产线面对该种趋势根本不能冲破从生产布局和产品设计的限制。基于此，混流生产线的模式就成为产品制造柔性化的基本特点。在最后一方面中，由于当前经济的发展，社会对于汽车的需求量以及质量也越来越高，为了实现汽车产品在质量保证的前提下提高生产速度，标准化工厂规划管理模式应运而生，其能够在数字制造技术的支持下，对企业工厂内部的诸如工厂规模、工艺规划等企业参数进行统一、标准化处理，完成汽车产品生产标准化工厂的建设，最大限度的提升企业经济效益。

二、数字化制造技术在汽车总装工艺中的应用

（一）虚拟制造

从宏观角度来讲，信息时代中，在制造业中与计算机的应用相关联的一切活动都能够被称之为虚拟制造，例如虚拟评估、虚拟方仿真等[2]。从微观角度来说，虚拟制造是一种替代方法，即能够进行汽车产品以及工艺进行实际验证的方法。在虚拟制造的类型分类上，按照其与生产环节之间的关系进行划分，可以分为下面三种类型：

（1）为设计人员提供与优化产品相关的设计信息，并针对设计过程使用的虚拟制造技术，是属于虚拟制造的面向设计类型。

（2）为了支持生产方案评价，而仿真出制造实际过程中使用的虚拟制造技术，是属于面向生产的虚拟制造类型。

（3）通过仿真模型来完成生产过程的优化控制，完成生产过程管控进行使用的虚拟制造技术，是属于面向控制的虚拟制造类型。

传统制造模式在应用期间通常会将设计过程与生产过程分开，只有实验样品完成后，才能根据样品提出并解决问题[3]。相较于传统模式来讲，虚拟制造模式利用计算机平台将三维数模在设计前期搭建完成，如此就能在设计的期间进行制造，把问题提前反馈出来，进而提升生产制造的效率。

（二）数字化工厂

伴随着数字化制造技术进步发展，逐渐衍生出了数字化工厂这一新概念。其从狭义上来讲，只是以核心企业在内的小范围生产主体构建的虚拟系统。从广义上来讲，其是一种由制造产品以及提供服务等企业作为核心，由软件系统服务商、合作伙伴以及客户作为周边成员构成的一种组织方式，从而将生产过程所有信息进行数字化转化[4]。数字化工厂数据的构建，主要是以产品的全线生产周期为基础通过仿真、评估和优化整个生产过程，最终将其在计算机的虚拟环境中优化结果，有效拓展于实际的产品生产周期。作为一项新形势的生产汽车产品组织方式，数字化工程具备一定鲜明的特点，是由计算机仿真技术与现代数字制造技术有效结合而成的结果，也是汽车产品生产技术优化的产物。作为产品设计与产品制造的沟通角色数字化工厂的出现，无疑为汽车产品制造产业注入了新鲜血液。

经过集成了产品，生产过程、工厂模型数据库而形成的数字化工厂，在提升产品质量的基础上，利用科学先进数字仿真技术、产品可视化技术以及文档管理技术，使产品生产过程中的动态性能也得到了提升。数字化工厂与产品虚拟制造技术之间是存在一定关联性的。从整体层面上分析，虚拟制造是被包含于数字化工厂之中的，同时其也是数字化工厂的核心成分。从细节上分析，数字化工厂运行核心是产品的工艺规划以及生产线的规划，而以上规划展开中生产问题又是虚拟制造的重要构成。由此可见，两者之间是相辅相成的。

（三）三维仿真技术

唯有先进的理论结合先进的研究手段，才能构建出一条先进的产品生产线。但是在我国当前的产品生产线中，大部分都是以数学抽象概念建立起来的分析方法与模型，针对多种具体的生产线特性不能够真实的反映出来。作为一项重要的建模以及实验分析技术，计算机仿真技术的有效应用，不仅能够将诸如产品生产线的资源、产品生产具体工艺数据等动态信息高效结合利用，进而实现生产线生产过程模拟。还能够取代传统生产中单一的数学抽象描述方法，使产品在生产过程中所表现出来的实际活动过程以及特点充分反映出来，将最佳的理想生产手段提供于产品的规划设计工作以及生产线的运行管理工作中[5]。三维仿真技术应用在生产过程中所得到的仿真模型，从本质上来看，就是真实生产线的映射。换而言之，仿真技术就是将实际生产线系统中的约束条件，设定为仿真模型中的约束条件，然后利用方针模型所输出的生产结果与真正生产线上的结果进行比对，进而归纳出该仿真模型的可靠性、可信度，还可以在此基础山利用反震模型去进行指导真实生产线上产品生产运行的具体实施工作。

总结

综合全文论述来讲，伴随着新技术的涌现，当前的汽车制造业正在朝向更具多元化的方向发展，各个汽车生产企业之间的竞争也越来越激烈。为了提升企业自身的汽车产品质量，进而满足用户的使用需求，将数字制造技术应用于生产的各个流程中必然是最佳选择。唯有将数字制造技术的最大效用发挥出来，才能在提升汽车产品质量的同时，提高生产效率，最终有效增加企业经济效益。

参考文献

[1]尚校.数字化虚拟制造技术助推焊装工艺规划体系发展[J].汽车工业研究，2016，01：46.

[2]孙国立.探讨模块化装配生产在汽车总装生产工艺中的应用[J].时代汽车，2016，06：73.

[3]洪翎，王强，赵磊.标准工时测定及分析在汽车总装工艺优化中的应用[J].汽车零部件，2016，08：55.

[4]王颖.总装工艺在汽车新项目研发阶段风险管理中的应用[J].项目管理技术，2016，11：119.

[5]李丹.数字化车间，助力航空智能制造——访中航国际Aritex首席技术专家AlexMateu

[J].航空制造技术，2017，06：22.

作者简介

蒋华格（19880603）民族：汉族，籍贯：广西玉林市玉州区，职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：总装工艺。