虛擬制造技術在汽車裝配工藝中的應用研究

關智星

【摘要】隨著我國汽車制造行業的飛速發展，汽車產品制造過程中所選用的工藝、技術以及產品質量被企業給予了高度重視。在日趨激烈的市場競爭中，為了進一步提升企業市場競爭力，不斷引進先進工藝和技術，切實提高汽車產品質量成為了企業運營和發展中的重要工作。本文主要以虛擬制造技術為例，首先對虛擬制造技術進行簡要介紹，并在此基礎上探討該技術在汽車裝配工藝中的實際應用，希望可以更好的促進虛擬制造技術優勢的發揮，為汽車產品質量的提升保駕護航。

【關鍵詞】虛擬制造技術;汽車;裝配工藝

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車作為人們生活中不可或缺的交通工具，消費者群體對其生產質量與性能的要求可謂日益提高。在這種情況下，汽車生產企業若想滿足消費者群體多樣化的需求，一味沿襲傳統的生產模式勢必是不可取的，而是要不斷對生產工藝和技術進行創新和優化，力求通過先進工藝與技術的引進和有效應用，切實提高汽車生產質量。虛擬制造技術在當前汽車裝配工藝中具有廣泛應用，了解該技術的特點和優勢，有利于更好的將其應用在汽車生產制造中，進而提高生產質量。

一、虛擬制造技術概述

所謂虛擬制造技術，主要是指利用仿真技術將一個產品從設計到生產的整個過程進行建模，并在此基礎上通過數字化實現整個過程的模擬。該技術主要依賴于計算機操作和應用，即將現實中的東西數字化、模擬化，在產品設計、生產的整個模擬過程中，技術人員可以通過數據分析，及時了解與產品相關的性能和質量，判斷其是否符合生產標準，便于后續相關工作的開展。一直以來，我國專家學者對虛擬制造技術都有研究，隨著研究越來越深入，該技術在各行各業中的應用也日趨廣泛。盡管在汽車裝配工藝中的應用時間不長，但所展現的優勢卻顯而易見。自從該技術在汽車裝配工藝中應用以來，不僅極大降低了汽車生產制造過程中的資源損耗，推動企業利潤最大化，而且對汽車性能與質量的提升也有很大幫助，進一步促進了汽車行業可持續發展目標的順利實現。

二、虛擬制造技術在汽車裝配工藝中的應用

就目前虛擬制造技術在汽車裝配工藝中的應用情況來看，其范圍主要集中在零部件的設計和生產上，具體而言，就是在對某一零部件進行設計時，首先根據應用需求對零部件性能進行定位，然后以此為依據進行產品設計，同時實現生產流水線的有效模擬。最后通過一些三維模型的建立，檢測所設計的零部件是否存在質量問題;是否能夠滿足汽車制造需求;是否存在其他能夠影響產品質量的因素等。利用虛擬制造技術，既可以進一步保證汽車零部件設計生產的整體質量，同時還可以大幅度節約生產成本。在實際應用中，虛擬制造技術的作用和優勢需從以下幾個方面實現：

（一）建立數據庫

數據庫的建立是為虛擬制造技術的應用提供支撐的，為了保證數據庫的作用得到充分發揮，需要設計人員綜合考慮三方面要素，即產品、工藝和資源。其中，產品主要是指汽車生產中各類零部件的相關信息，如車身件、裝配件以及標準件等，同時要梳理好各零部件之間的關系。工藝主要是指零部件安裝時所采用的方法，需詳細包含工藝過程和問題描述。資源則主要是指生產中所需要的設備和人員。建立數據庫，就是結合企業的生產需求，在綜合考慮上述三方面要素的基礎上，制定與之相匹配的流程規范結構。

（二）導入基礎數據

基礎數據導入是在零部件性能評估后進行的一項工作，導入的數據作為構建標準工藝模板的依據，應涵蓋全部工藝信息，尤其是一些關鍵工藝信息，一定要做到清晰、明確，以此來作為新車型工藝規劃的參考。在未來需要生產新產品時，就可以將此作為基礎工藝目標，然后在此基礎上根據新產品的特性，對部分工藝做適當調整，最大限度減少工藝規劃時間。

（三）初步工藝規劃

基礎數據導入之后就可以進行裝配工藝的初步規劃，在這一過程中，技術人員需要將產品數據與工藝、資源進行關聯，并參考標準工藝的裝配順序，初步定義新產品的裝配路線和仿真裝配過程，上述工作完成之后，就可以對仿真裝配過程進行驗證，查看零件安裝流程是否正確、安裝過程中是否會出現其他質量隱患等。對于驗證中發現的問題，應及時與相關部門聯系，找到問題產生的根本原因并提出針對性的解決和完善對策。

（四）工藝詳細設計

工藝詳細設計主要是對仿真裝配過程中的關鍵環節進行詳細分析和研究，例如三維動態仿真、裝配干涉檢查、裝配工具仿真等，同時要驗證工具的可達性和操作空間的開放性。只有保證關鍵工藝準確無誤，才能夠更有效的進行仿真操作。

（五）工藝文檔輸出

通過腳本程序開發，對優化后的工藝實現文檔輸出。目前，可以自動輸出的工藝文檔主要包括動態標準化作業單（SOS）、生產工藝流程圖以及規劃工藝文件等。實現輸出文檔的科學應用，一方面可以減輕設計人員的工作量，提高工作效率，另一方面則有利于整體質量的提升。

三、結語

綜上所述，虛擬制造技術是互聯網飛速發展背景下衍生出的先進技術，將其應用到汽車裝配工藝中，不僅可以實現產品設計、工藝規劃、加工制造的有效管理和控制，減少產品開發過程對資源反復使用而造成的浪費現象，降低產品開發成本，而且利用虛擬制造技術，還可以提前了解產生開發過程中性能和質量方面存在的問題，便于開發人員及時對產品設計進行更改和完善，有利于產品質量的提升。可以預見，隨著越來越多先進技術在汽車裝配工藝中的應用，我國汽車制造行業將會迎來前所未有的發展。

參考文獻：

[1]張毅.虛擬制造技術在汽車裝配工藝中的應用研究[J].上海汽車，2012.

[2]張思展.虛擬制造技術在汽車裝配工藝中的應用探討[J].現代制造技術與裝備，2019.