基于数字化制造技术的汽车总装工艺应用分析

占高朋

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545000

1 数字化制造技术的简单概述

数字化，主要是将诸多复杂信息转变为可计量的数据，在以数据建立适当数字化模型，将其转变为二进制代码，输入计算机，通过统一处理，实现数字化。数字化制造技术，是将数字化与制造技术有机融合，在产品制造过程中，通过虚拟现实、计算机网络、数据库、快速模型等的支撑，依照用户需求，收集资源信息，并快速分析并规划产品信息、工艺信息、资源信息等，设计出符合用户需求的仿真模型，为产品快速生产奠定基础，有效保障产品生产质量[2]。并且，最终产品最大化满足客户需求，为产品后期销售奠定了坚实基础。

2 汽车领域中数字化制造技术的意义

在我国制造领域中，数字化制造技术，作为一种十分先进的技术，贯穿了汽车制造全过程，为汽车制造与生产带来积极作用。在汽车总装工艺中，该技术的应用，有效降低汽车生产全过程的时间，汽车生产效率得到提升，生产系统的技术水平得到有效提升。并且，因数字化制造技术通过网络全面分析了用户需求，并制造模型，最终汽车成品有效满足了客户个性化需求，且汽车总装过程不断简化[3]。人们生活水平提高，对汽车需求不断增高，在汽车制造过程中，不仅要保障汽车质量，还要增快生产速度，而数字化制造技术的应用，为汽车制造企业实现标准化工厂奠定了基础，提高了制造企业的经济效益。可见，在汽车制造行业中，数字化制造技术具有重要意义。

3 数字化制造技术的发展

3.1 产品设计与工艺开发

信息化时代，互联网高速发展，推动了生产模式的更新与发展，甚至于，在诸多制造产业中，产品实现了智能化生产。当前，在企业产品制造中，计算机辅助工业设计、计算机辅助工艺规划、计算机辅助工业制造等新型管理技术被应用于产品制造中，有效缩短产品开发时间，提高产品性能，减少产品变更现象，在产品设计时，同时进行工艺开发。将新技术、新装备应用至新工艺，有效缩短生产线布局，优化制造工艺，提高制造效率。

3.2 精益化生产

近年来，在多数生产企业中，精益化生产成为其主要产品管理模式。在企业工业中，数字化制造技术的应用，使精益化生产与技艺性生产紧密结合，产品生产具有了精益化、大批量的优势，且有效避免了技艺性生产的高费用、大批量生产的高刚性。通过系统结构、人员组织、市场供求等的变革，企业生产系统更快适应用户不断变化的需求，在整个生产过程中，真正实现了由无到有变化需求，实现了生产高效率、高质量，推动了数字化制造技术的普及。

3.3 标准化工厂

在汽车制造企业中，标准化工程成为该行业的新管理模式，并且，逐步成为汽车制造行业中的主流管理形态。在汽车制造行业不断扩能过程中，为便于企业的规划、建设与管理，汽车制造行业对总装工艺的规划、工厂规模、建设模式等一系列企业参数进行了统一化设定，实现了标准化工厂，有效保障汽车成本的质量均匀有保障、高效率[4]。由此可见，数字化制造技术具有广阔的发展前景。

4 数字化制造技术在汽车总装工艺中的应用

4.1 虚拟制造

虚拟制造，简称VM，是上世纪制造业信息化的新概念。广义上，在信息时代，利用计算机进行的所有与产品制造相关的活动都可以称为虚拟制造，其中，还包含了虚拟仿真、虚拟评估等。狭义上，虚拟制造利用计算机对产品模拟制造，替代了实际造车的过程，对产品进行进行验证，保障产品制造速率与质量。

根据虚拟制造与汽车生产过程的关系，可直接将虚拟制造划分为三类：其一，面向设计的虚拟制造。即能够向设计人员提供制造信息，有效优化产品、优化过程设计。其二，面向生产的虚拟制造。即在制造过程中进行虚拟仿真，为生产方案评价的虚拟制造技术提供支持。其三，面向控制的虚拟制造。即在生产过程中，利用模型进行仿真，以此优化实际生产过程的一种虚拟制造技术。

在传统制造模式中，汽车设计与制造是分开进行的，设计实现的是汽车功能，制造是汽车设计的物化，在汽车制造过程中，设计人员必须试制样件，才能发现设计中的问题，并及时解决，延长了汽车更新速率延长，汽车制造工艺繁琐。

而数字化制造技术在汽车总装工艺中的应用，可实现利用计算机进行虚拟制造，相关人员可在设计前期，利用计算机搭建三维数模平台，将设计与制造有机结合，若产品存在问题，能够及时反馈给设计，设计人员及时解决，避免了制造样品的过程，提高了汽车制造速度，保障了汽车质量。

在汽车总装工艺中，数字化制造技术的应用，可事先利用计算机模拟实际制造工序，以此查看零件、部件、紧固件等是否处于正确位置，并确认是否存在遗漏现象，确认装配过程是否与规定相符，汽车装配过程是否存在零件干涉等，在汽车实际制造过程中，有效保障汽车制造顺利进行，提高汽车产品质量，缩短汽车开发周期，降低汽车开发成本。

4.2 数字化工厂

所谓数字化工厂，主要是指：利用产品在生产过程中产生的数据信息，在网络虚拟环境中，对产品生产过程进行仿真，优化汽车生产，提高汽车产量与质量。纵观数字化工程的具体情况，数字化工厂，是一个新型生产方式，是仿真技术与数字制造技术的结合。数字化生产理念的出现，为汽车制造行业带来新鲜血液，在产品制造、产品设计等方面扮演了重要角色，推动了智能化汽车制造的实现。

图1 虚拟制造与传统制造模式的对比

数字化工厂，具有多样化功能，在汽车制造过程中，先进信息技术、科学技术的应用，提高了产品生产质量、产品生产性能等，如：数字化工厂下制造的汽车，明显高于规划质量，消耗成本低于传统制造技术的成本投入，产品投产时间明显降低，生产规划越发标准，推动了汽车制造企业的可持续发展。

实际上，数字化工厂是数字化制造技术应用下形成的新理念，狭义上，数字化工厂以企业为核心的一种生产虚拟系统；广义上，数字化工厂通常以服务企业、产品制造为核心，由核心企业、合作商家共同合作，将产品制造全过程进行数字化转化。由此可见，在汽车总装工艺中，数字化制造技术的应用下，无论是虚拟制造，还是数字化工厂，两者间本身存在关联性，是汽车总装工艺中的核心。

4.3 三维仿真技术

实际上，计算机仿真技术，作为一项实验分析技术存在。在汽车总装工艺中，三维仿真技术，将生产线的生产资源、工艺信息等有效结合，再现生产活动情境，转变汽车生产中的传统数学抽象描述方式，真实反映汽车生产活动，为汽车总装工艺提供便利。在汽车零件生产中，数字化制造技术的应用，零件三维模型的输出过程如图2所示，技术人员能够通过模拟输出三维模型，及时发现其中问题，并快速解决，为汽车总装工艺带来较大优势。

图2 零件三维模拟输出图

5 结语

新形势下，汽车作为先进生产工艺的代表，智能化生产，成为汽车制造企业的追求，也是满足社会对汽车需求的重要生产方式。对此，加强数字化制造技术在汽车总装工艺中的应用，转变传统制造方式，虚拟制造的应用，缩短了汽车生产周期，提高了汽车生产质量，数字化工厂与三维仿真技术更是实现了汽车总装工艺的智能化，推动汽车制造行业可持续发展。