探討數字化制造技術在汽車總裝工藝中的運用

彭天康 南京理工大學紫金學院

汽車制造會涉及到很多學科知識，需要用到較高的制造成本，同時該項工程和系統是相當負責的。利用傳統模式進行生產已經很難跟上時代發展步伐，因此必須對其做出改善。目前國內信息技術得到了較大發展，如果通過信息技術來增強汽車制造技術的數字化，在一定程度上能夠推動汽車行業的持續發展，本文就這一問題進行論述。

1 汽車領域中數字化制造技術的意義

我國制造行業中所用到的技術最為先進的還是當屬數字化制造技術，在整個汽車制造過程中都有著該技術的身影，該技術在一定程度上推動了汽車生產和制造的發展。通過對該技術的利用，除了使整個汽車制造流程中用到的時間降低，提高了生產效率，同時還能推動生產技術水平的提升，使用戶在汽車上的不同需求得到滿足，整個汽車生產和操作流程得到簡化。對汽車產業來說，應用該技術其實是順應了其未來發展方向，并使產品的生產和設計不再受到傳統模式的限制。隨著汽車需求不斷增加，企業在生產汽車時除了要確保其生產質量，還要促使生產速度加快，此背景下，汽車生產企業推出了“標準化工廠”這一新的管理模式。該模式通過對數字化技術的運用來實施對汽車企業各個方面的管理，以實現生產制造的標準化，由此推動汽車企業獲得更多的經濟效益。

2 數字化制造技術在汽車總裝工藝中的應用

2.1 虛擬制造

虛擬制造指的是通過對計算機的應用來開展虛擬評估、虛擬仿真等相關活動，其是能夠代替設計生產過程中用到的產品工藝和驗證的一種方法。結合虛擬制造與汽車生產之間的關系，可以把虛擬制造劃分成基于設計層面的、基于生產層面的、基于控制層面的三種虛擬制造。第一種虛擬制造負責將相關信息提供給設計和制造人員，然后設計人員就此優化產品與設計；第二種虛擬制造，就是通過對虛擬技術的運用來仿真和模擬整個汽車制造過程；第三種虛擬制造，就是通過對模型的利用來仿真整個生產過程，進而使實際生產和制造過程得到優化。

相關人員在汽車總裝工藝中，通過對計算機的使用來實現對操作的模擬，而能夠體現其的生產作用的主要有以下幾個方面：查看各零件和緊固件所處位置，以此來確定其是否出現了遺漏；查證汽車裝配是否與相關操作標準相符；確認汽車專裝配期間與工藝設備、輔助設備以及其他零件之間是否有相互干涉的情況出現。通過對虛擬技術的運用，來促使汽車開發周期降低，進而推動生產成本降低。

2.2 數字化工廠

數字化工廠指的是通過對生產周期中對產品延伸出的信息數據進行利用，由此來仿真和優化虛擬環境生產整個過程，這樣其在產品的整個生命周期得到擴展。從實際情況來看，數字化工廠其實是一種新的生產方式，其是在數字化技術和仿真技術的結合下形成的。在出現和廣泛應用數字化工廠理念后，我國汽車行業流入了更多的血液，可以說它對于產品的設計和制造具有十分重要的意義。

數字化工廠內部具備多樣性的功能，而通過對先進技術的利用，能夠有效推動產品性能和生產質量的提高，性能和質量的提高主要表現在盈利能力和規劃質量方面以及規劃的標準、交流的透明和知識的完善上。

在數字化技術的不斷發展下才形成了數字化工廠這一新的理念，站在狹義層面上來說，所謂數字化技術其實就是由生產企業主導的一種虛擬系統；而站在廣義層面上說，一般情況下，該組織方式的核心主要是產品制造和服務企業兩個方面，然后再由相關商家與核心企業合作組織，最后實現數字化作業。數字化工廠和虛擬制造之間是有著密切聯系的；廣義角度上的數字化工廠的核心部分就是虛擬制造，而狹義角度上的數字化工廠的核心就于對工藝和生產線的規劃上，并就組織生產相關內容進行了分析。

2.3 三維仿真技術

隨著生產線的不斷發展，其所用的理論和工具必然也要適應生產線，但在企業使用和建立模型的過程中，數學理論是方式的唯一來源，這樣獲得的方法比較抽象，很難將生產線本身的特性充分的反映出來。在建模和分析實驗的過程中最常使用的技術為仿真技術，可以把生產線各個環節的數據信息結合起來，而生產線整個活動流程得以展現出來。這樣比較抽象的數學理論描述就會被替代，生產線原有的活動過程和特征也得到充分反映，并提供了整個生產線運行、管理、設計和規劃所需要的方法和手段。

生產過程中利用仿真技術主要還是為了在開始生產作業之前，優化所需資源配置，或者是科學分析實際生產中可能出現的投資和變動。其次，生產作業中運用仿真技術的目的是為了模擬具體的生產過程，并模擬約束條件，以此使實際生產結果與仿真模擬結果相接近。另外，企業應該對該系統所得結果進行利用，再憑借結果指導實際生產過程，進而達到預期生產效果。

從目前看，我國汽車生產企業在對仿真技術的運用上已取得了一定成效，除了利用三維仿真實現模擬，還將工藝流程中存在的問題突顯了出來，這樣也就有時間制定相應的解決方案，另外，總裝工作也因三維仿真實現了對工業4.0相關要求的滿足。

3 汽車總裝工藝數字化制造技術的未來發展方向

3.1 完善制度

在建設汽車制造數字化技術平臺的過程中，由于沒有完善的標準體系，進而缺乏對生產廠商的統一管理，技術平臺建設進程受到阻礙，另外也影響了信息數據的及時傳遞。只有搭建了規范的、標準的技術平臺體系，由各大平臺協會和機組廠家共同協商對數據交互規則和標準的制定由此使平臺功能得到完善。

3.2 完善標準

在管理技術數字化技術平臺的過程中，對于維護考核標準與設備制造技術，所才用的評價指標過于傳統，這樣就很難充分發揮出技術平臺的功能，只有對考核標準進行完善，才能使數字化技術得到充分利用，所提供的評價體系更加完善和創新，由此推動了評價水平的提升。

3.3 完善監控

從目前看，汽車總裝工藝中，運行和建設是由不同管理部門來負責的，運維和建設管理的側重點也有所不同。因為大部分總裝設備容易受基礎設施、當地環境的影響，進而存在存在安全隱患，導致機組設備無法順利運行，因此必須要創新管理方式，對生命周期實施嚴格監管，并對機組重點部件的運行狀態實施監控。

4 結束語

隨著信息技術的不斷發展，傳統作業為跟上時代步伐，就需要積極應用信息技術，由此才能獲得可持續發展。近年來，汽車制造領域中對數字化技術的應用越發廣泛，應用效果也較為理想，同時推動了汽車生產企業獲得了更多的經濟效益。所以，應該大力推廣數字化制造技術，以此促進汽車產業的穩步發展。