探讨数字化制造技术在汽车总装工艺中的运用

彭天康 南京理工大学紫金学院

汽车制造会涉及到很多学科知识，需要用到较高的制造成本，同时该项工程和系统是相当负责的。利用传统模式进行生产已经很难跟上时代发展步伐，因此必须对其做出改善。目前国内信息技术得到了较大发展，如果通过信息技术来增强汽车制造技术的数字化，在一定程度上能够推动汽车行业的持续发展，本文就这一问题进行论述。

1 汽车领域中数字化制造技术的意义

我国制造行业中所用到的技术最为先进的还是当属数字化制造技术，在整个汽车制造过程中都有着该技术的身影，该技术在一定程度上推动了汽车生产和制造的发展。通过对该技术的利用，除了使整个汽车制造流程中用到的时间降低，提高了生产效率，同时还能推动生产技术水平的提升，使用户在汽车上的不同需求得到满足，整个汽车生产和操作流程得到简化。对汽车产业来说，应用该技术其实是顺应了其未来发展方向，并使产品的生产和设计不再受到传统模式的限制。随着汽车需求不断增加，企业在生产汽车时除了要确保其生产质量，还要促使生产速度加快，此背景下，汽车生产企业推出了“标准化工厂”这一新的管理模式。该模式通过对数字化技术的运用来实施对汽车企业各个方面的管理，以实现生产制造的标准化，由此推动汽车企业获得更多的经济效益。

2 数字化制造技术在汽车总装工艺中的应用

2.1 虚拟制造

虚拟制造指的是通过对计算机的应用来开展虚拟评估、虚拟仿真等相关活动，其是能够代替设计生产过程中用到的产品工艺和验证的一种方法。结合虚拟制造与汽车生产之间的关系，可以把虚拟制造划分成基于设计层面的、基于生产层面的、基于控制层面的三种虚拟制造。第一种虚拟制造负责将相关信息提供给设计和制造人员，然后设计人员就此优化产品与设计；第二种虚拟制造，就是通过对虚拟技术的运用来仿真和模拟整个汽车制造过程；第三种虚拟制造，就是通过对模型的利用来仿真整个生产过程，进而使实际生产和制造过程得到优化。

相关人员在汽车总装工艺中，通过对计算机的使用来实现对操作的模拟，而能够体现其的生产作用的主要有以下几个方面：查看各零件和紧固件所处位置，以此来确定其是否出现了遗漏；查证汽车装配是否与相关操作标准相符；确认汽车专装配期间与工艺设备、辅助设备以及其他零件之间是否有相互干涉的情况出现。通过对虚拟技术的运用，来促使汽车开发周期降低，进而推动生产成本降低。

2.2 数字化工厂

数字化工厂指的是通过对生产周期中对产品延伸出的信息数据进行利用，由此来仿真和优化虚拟环境生产整个过程，这样其在产品的整个生命周期得到扩展。从实际情况来看，数字化工厂其实是一种新的生产方式，其是在数字化技术和仿真技术的结合下形成的。在出现和广泛应用数字化工厂理念后，我国汽车行业流入了更多的血液，可以说它对于产品的设计和制造具有十分重要的意义。

数字化工厂内部具备多样性的功能，而通过对先进技术的利用，能够有效推动产品性能和生产质量的提高，性能和质量的提高主要表现在盈利能力和规划质量方面以及规划的标准、交流的透明和知识的完善上。

在数字化技术的不断发展下才形成了数字化工厂这一新的理念，站在狭义层面上来说，所谓数字化技术其实就是由生产企业主导的一种虚拟系统；而站在广义层面上说，一般情况下，该组织方式的核心主要是产品制造和服务企业两个方面，然后再由相关商家与核心企业合作组织，最后实现数字化作业。数字化工厂和虚拟制造之间是有着密切联系的；广义角度上的数字化工厂的核心部分就是虚拟制造，而狭义角度上的数字化工厂的核心就于对工艺和生产线的规划上，并就组织生产相关内容进行了分析。

2.3 三维仿真技术

随着生产线的不断发展，其所用的理论和工具必然也要适应生产线，但在企业使用和建立模型的过程中，数学理论是方式的唯一来源，这样获得的方法比较抽象，很难将生产线本身的特性充分的反映出来。在建模和分析实验的过程中最常使用的技术为仿真技术，可以把生产线各个环节的数据信息结合起来，而生产线整个活动流程得以展现出来。这样比较抽象的数学理论描述就会被替代，生产线原有的活动过程和特征也得到充分反映，并提供了整个生产线运行、管理、设计和规划所需要的方法和手段。

生产过程中利用仿真技术主要还是为了在开始生产作业之前，优化所需资源配置，或者是科学分析实际生产中可能出现的投资和变动。其次，生产作业中运用仿真技术的目的是为了模拟具体的生产过程，并模拟约束条件，以此使实际生产结果与仿真模拟结果相接近。另外，企业应该对该系统所得结果进行利用，再凭借结果指导实际生产过程，进而达到预期生产效果。

从目前看，我国汽车生产企业在对仿真技术的运用上已取得了一定成效，除了利用三维仿真实现模拟，还将工艺流程中存在的问题突显了出来，这样也就有时间制定相应的解决方案，另外，总装工作也因三维仿真实现了对工业4.0相关要求的满足。

3 汽车总装工艺数字化制造技术的未来发展方向

3.1 完善制度

在建设汽车制造数字化技术平台的过程中，由于没有完善的标准体系，进而缺乏对生产厂商的统一管理，技术平台建设进程受到阻碍，另外也影响了信息数据的及时传递。只有搭建了规范的、标准的技术平台体系，由各大平台协会和机组厂家共同协商对数据交互规则和标准的制定由此使平台功能得到完善。

3.2 完善标准

在管理技术数字化技术平台的过程中，对于维护考核标准与设备制造技术，所才用的评价指标过于传统，这样就很难充分发挥出技术平台的功能，只有对考核标准进行完善，才能使数字化技术得到充分利用，所提供的评价体系更加完善和创新，由此推动了评价水平的提升。

3.3 完善监控

从目前看，汽车总装工艺中，运行和建设是由不同管理部门来负责的，运维和建设管理的侧重点也有所不同。因为大部分总装设备容易受基础设施、当地环境的影响，进而存在存在安全隐患，导致机组设备无法顺利运行，因此必须要创新管理方式，对生命周期实施严格监管，并对机组重点部件的运行状态实施监控。

4 结束语

随着信息技术的不断发展，传统作业为跟上时代步伐，就需要积极应用信息技术，由此才能获得可持续发展。近年来，汽车制造领域中对数字化技术的应用越发广泛，应用效果也较为理想，同时推动了汽车生产企业获得了更多的经济效益。所以，应该大力推广数字化制造技术，以此促进汽车产业的稳步发展。