基于數字化工廠的汽車制造工藝規劃流程與仿真技術研究

李潤茜

[摘? ? ? ? ? ?要]? 伴隨著科技的進步，我國汽車工業得到了快速發展。汽車行業的競爭十分激烈，相關企業若是要提升自身的競爭優勢，就必須不斷進行管理創新以及技術創新，加大對數字化技術的開發與應用。現階段，數字化工廠已經成為我國汽車制造必不可少的一部分。以實際情況為基礎，闡述了數字化工廠的常用軟件，并對數字化工廠在汽車制造工藝規劃流程中的應用方面進行了分析，以期促進汽車行業的發展。

[關? ? 鍵? ?詞]? 數字化工廠;汽車制造;工藝流程;仿真技術

[中圖分類號]? U466? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2018）35-0197-01

隨著傳感器技術的發展以及工廠自動化水平的提高，數字化技術在我國很多領域得到了較為廣泛的應用。數字化工廠是一種新型的工廠形態，具體而言，就是把數字化技術應用到汽車生產系統中。數字化工廠實現了產品工藝流程設計和實際制造工程的數字化，極大地提高了產品的生產效率。現階段，汽車制造產業若想要在激烈的市場競爭環境中立足，就必須改變傳統的制造模式，實現制造模式的數字化。

一、數字化工廠的常用軟件

Delmia系統是數字化工廠的常用軟件之一，是法國達索系統公司提供的數字化平臺。在我國引進Delmia系統之前，一些發達國家就對其有了較為廣泛的應用。Delmia軟件系統的兩個主要軟件分別是DPM和DPE，這兩個軟件相互關聯卻各自獨立。其中，DPM軟件的功能主要是提供工藝細節規劃，并進行驗證應用;DPE軟件能有效地把產品及資源數據關聯起來，并結合工藝機構，進一步實現對工藝方案的評估。

二、數字化工廠在汽車制造工藝規劃流程中的應用

作為一個開放的制造工藝信息共享平臺，數字化系統的主要功能是幫助企業更好地管理制造過程，使企業能夠合理地進行制造設計規劃及模擬仿真。數字化系統促進了制造信息的共享，實現了虛擬制造，使相關部門能夠及時掌握制造信息，有利于生產效率的提高。對汽車制造企業來說，若想保障產品的開發速度和質量，并使并行工程的應用更加廣泛，就必須重視數字化工廠在整個產品制造過程中的應用。

（一）沖壓解決方案

對沖壓生產線來說，進行仿真主要有五方面的好處。（1）可以有效地進行沖突分析，對早期的設計進行全面的檢查，避免錯誤的存在。（2）可以同步進行工藝設計，有效提高效率。（3）可以進行模具體干涉檢查、材料流以及動態力分析，對工藝設計進行全面的驗證。（4）使運動學優化過程能夠更加順利地進行。（5）調整時間，使工作循環時間更加合理。

（二）白車身解決方案

對白車身的工藝流程來說，數字化工廠的應用主要有兩方面的好處：（1）可以提供完整的團隊協同制造環境，包括白車身制造過程的設計、管理、規劃以及項目跟蹤。有利于使主機廠與生產線供應商之間的合作更加密切，使信息能夠及時進行更新，并實現不同部門的信息交流與共享。（2）可以提供焊槍自動選擇、生成無干涉焊接路線、機器人可達性分析等工具，實現白車身生產線的仿真與優化。

（三）油漆解決方案

對油漆生產線來說，進行仿真可以實現工藝過程的規劃、設計以及方案驗證。可以提供很多統計方法，可以對正態分布、均勻分布、指數分布、經驗分布、愛爾朗分布等多種概率分布進行統計分析，并可以輸出隊列柱形圖、餅狀圖、曲線圖等，對設計優化方面有極大的促進作用。

（四）總裝解決方案

對總裝生產線來說，數字化工廠的應用主要能解決三方面的工藝規劃，分別是分配零件或部件、定義裝配次序以及定義裝配操作。此外，針對一些復雜的操作，能夠提供三維仿真分析。同時也可以對工具可達性、裝配間隙等方面的內容進行分析。

（五）工廠設計和優化

首先，可以建立3D工廠模型，使汽車生產線規劃更加形象化，并可以充分利用三維實時虛擬現實可視化技術對各種設施、設備進行仿真。設計人員也可以依此進行生產能力、設備利用率及瓶頸的評估或優化。數字化工廠不是一個獨立的系統，它穿插在整個汽車制造工藝規劃中，能夠對產品進行可制造性分析，有效壓縮了生產制造過程，提高了生產效率。

三、結語

綜上所述，數字化工廠技術在數字空間中對生產制造過程進行了檢驗，極大地降低了設計與生產制造之間的不確定性，避免了很多現實中可能存在的問題，優化了生產系統，使設計更加合理，很大程度上減少了時間與資金不必要的浪費。本文詳細分析了數字化工廠在汽車制造工藝規劃流程中五個方面的應用，提出了沖壓解決方案、白車身解決方案、油漆解決方案、總裝解決方案以及工廠設計和優化，以期提高數字化工廠技術在汽車領域的應用水平。

參考文獻：

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