汽車總裝工藝中數字化制造技術的應用分析

李楊

摘? 要：在汽車制造行業中，往往產品生產的周期較長，并且需要較高的研發經費，因此，在汽車總裝工藝中合理使用數字化制造技術有著積極深遠的意義。本文主要闡述了數字制造技術的相關概念，以及汽車總裝工藝數字化制造技術的關鍵技術，并對汽車總裝工藝數字化制造技術的未來發展方向進行了展望，以期為我國的汽車制造行業作出一定的貢獻。

關鍵詞：汽車總裝工藝? 數字化制造技術? 應用分析? 產品設計

中圖分類號：U463.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）05（c）-0051-03

Application analysis of digital manufacturing technology in automobile final assembly process

LI Yang

（Lantu Automobile Technology Branch of Dongfeng Motor Group Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 430050? China）

Abstract： In the automobile manufacturing industry， the product production cycle is often long and requires high R&D funds. Therefore， the rational use of digital manufacturing technology in automobile assembly process has positive and far-reaching significance. This paper mainly expounds the related concepts of digital manufacturing technology and the key technologies of digital manufacturing technology in automobile assembly process， The future development direction of digital manufacturing technology of automobile assembly process is prospected in order to make a certain contribution to China's automobile manufacturing industry.

Key Words：Automotive final assembly process; Digital manufacturing technology; Application analysis; Product design

隨著人們生活水平的顯著提升，人們對汽車的需求也在不斷增加，汽車企業需要不斷研發新型汽車才能有效滿足消費者的實際需求，從而增加了汽車企業的生產成本。合理使用數字化制造技術能有效提升生產效率，并降低生產成本，通過數字化制造技術中的仿真，能對汽車生產全過程進行全方位的演示，這樣能為消費者提供更加優質的汽車產品。

1? 數字制造技術概述

1.1 主要理念

隨著我國經濟的飛速發展，數字化時代已經到來。合理地使用數字化制造技術可以對相關的重要數據和信息進行處理和分析，并能通過一些軟件來對信息進行及時存儲，這樣能保證數據和信息的準確性，并能得到數據中所蘊含的重要信息。在工作中合理使用數字制造技術可以幫助工作人員在短時間內發現一些問題，并能為接下來的工作提供參考。數字制造技術的使用可以有效提升汽車總裝工藝的工作效率，并提升汽車產品的品質[1]。

1.2 具體功能

在汽車總裝工藝中，結合實際情況使用數字化技術可以對重要信息進行及時的采集，并能實現更好的管理和監控。工作人員可以在數字化平臺中對汽車生產運行情況進行及時掌握，一旦在監控的過程中發現了問題，就可以及時進行操作，與維修工作人員相互配合來解決問題。數字化平臺有著很多優勢，可以及時將汽車生產過程中的性能情況、運行記錄和故障記錄等進行呈現，這樣能幫助工作人員對整個汽車的總裝工藝流程進行合理把控，并生成詳細記錄，保證數字表單能夠自動生成準確的數據單。因此，在汽車總裝工藝中合理使用數字化技術可以有效提升工作效率，并能進一步完善汽車總裝工藝流程的監督管理體系[2]。

2 汽車總裝工藝數字化制造技術的關鍵技術

2.1 產品設計和工藝開發

在數字化制造技術中，一般使用計算機來進行輔助工作。在汽車總裝工藝中使用數字化制造技術能促進相關模式的進一步完善和創新，并有效提升汽車裝配的實際效果，避免因汽車產品出現變更而導致工藝流程出現問題，并能有效實現設計和工藝的協同發展。此外，使用數字化制造技術能在一定程度上減少生產過程中需要消耗的時間，并能提升生產的整體效率。在這一模式下，還需要進一步地完善汽車總裝工藝管理體系，主要有設備管理、建立臺賬、對備件進行檢查等。工作人員還需要結合實際情況做好日常的維護工作。通過使用數字化技術平臺能對設備機組進行有效監控，工作人員可以及時發現設備存在的問題，并采取合理的方式來解決問題。最后，數字化技術中的數字化表格能在一定程度上減輕工作人員的工作負擔，從而有效提升工作效率[3]。

2.2 故障診斷

使用數字化制造技術，可以對汽車生產過程中產生的故障進行診斷。由于汽車總裝工藝是比較復雜的，并且技術路線也是有差異的，這樣就對整個汽車總裝工藝帶來了比較嚴峻的挑戰。一部分工作人員在實際的工作過程中遇到問題之后，一般是根據制造技術手冊上的指引來解決問題和維護設備，但是這種方式往往是比較被動的，在遇到一些緊急情況時往往不能及時解決問題，使用數字化制造技術可以在短時間內就完成對問題的分析。此外，數字化技術還能對運行數據進行分析，這樣能判斷故障的類別，并為工作人員提供準確的參考信息，保證問題得到有效解決[4]。

2.3 人機交互

人機交互具體是指對汽車總裝工藝中的信息進行合理操控，在實際的工藝流程中，往往要面對繁雜的情況，這就需要結合實際情況有效提升人機交互的效率。人機交互是一種新的技術，可以解決工藝流程中出現的一些問題，并幫助工作人員及時解決問題。通過人機交互，能在最大程度上提升工作人員的工作效率，發揮出人機交互的最大價值。

2.4 虛擬制造

虛擬制造技術具體是指工作人員利用計算機來完成汽車生產中的部分內容，比如對汽車總裝工藝進行虛擬仿真等，結合虛擬制造者和汽車生產這兩者之間的關系，可以將虛擬制造分為以下幾種類型：第一種是結合設計工作的虛擬制造，主要的功能是對汽車產品進行優化;第二種是結合汽車實際生產層面的虛擬制造，主要是對整個汽車制造流程進行模擬;第三種是結合控制層面的虛擬制造，主要是利用模型來做汽車產品仿真工作，這樣能有效提升整個工藝流程的生產效率。在實際的汽車總裝工藝中，工作人員需要結合實際情況使用計算機來對工藝流程進行模擬，從所產生的實際作用來看，一般體現在以下幾個方面：對設備和零件進行查看，保證設備的正常運行;確定汽車裝配是否是達到標準的;在實際裝配過程中零部件和設備之間是否存在互相干涉的情況等。通過合理地使用虛擬技術能夠在一定程度上節約時間，保證汽車生產項目能在規定的周期之內完成，并有效地節約汽車企業的成本。

2.5 數字化工廠

數字化工廠具體是指工作人員利用計算機技術對產品的相關數據進行科學分析，將生產過程做進一步的優化，并擴展到整個汽車總裝工藝過程中。數字化工廠屬于一種新的方式，是數字制造技術和仿真技術的有效結合，并且這一方式為我國汽車領域帶來了新鮮的空氣，在汽車生產制造過程中有著十分重要的作用。數字化工廠有著很多的優勢之處，包括很多功能，合理使用這一技術能有效提升汽車生產的品質，并避免出現材料和時間的浪費，從而完善和規范工藝流程，使彼此間的技術交流更加透明、高效。數字化工廠是從數字化制造技術中延伸而來的一種新的方式。從微觀角度來說，數字化工廠是以服務企業為主的虛擬系統;從宏觀角度上來說，主要是以產品制造作為核心，將所有的生產工作轉化為數字化[5]。

2.6 三維仿真技術

在汽車總裝工藝生產越來越規范時，所使用到的一些技術也需要結合實際情況與之相匹配，但是，需要注意的是，汽車企業所使用的方法絕大部分是來源于數學理論，數學理論是比較抽象的，沒有辦法將汽車總裝工藝中的特性都呈現出來。三維仿真技術一般是在建模過程中才會使用到的技術，能夠將工藝流程中的信息都充分結合起來，從而對流程進行調整和完善，以彌補數學理論中的缺陷，并將工藝流程充分的反映出來，為汽車總裝工藝流程的實際規劃、管理以及設計提供必要的手段。

2.7 同步工程

同步分析工作是在整車開發過程中，對整個產品開發過程實施同步、一體化設計，促使研發端始終考慮從概念形成直到用后處置的整個產品生命周期內的所有因素的一種系統性方法。總裝同步工程分析工作從PS-PF階段對整車進行總裝工藝可行性分析、車身通過性分析、工具及設備共用性分析，同時對產品提出總裝工藝需求及方案，使產品盡可能滿足總裝工藝的要求。

在產品開發設計階段，就要求設計、工藝、質量等相關部門進行并行工作，實現整車的同步開發過程，可以在前期設計階段發現整車產品可能存在的問題，并輔以方案解決，及時優化和規避，避免后期生產造成更大的資源損失及浪費。

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

隨著我國經濟的飛速發展，我國汽車領域也得到了較快進步，相關的數字化制造技術得到了有效提升，但是，需要注意的是，這其中缺乏相關的標準體系，在生產過程中沒有一個統一規范，這樣對數字化平臺的建設造成了阻礙。數字化制造平臺往往需要聯合多個部門來協同合作。比如，傳感器安裝、數據的采集、數據儲存以及CMX系統的應用等，如果這些環節出現了問題，就會導致數據難以得到有效傳遞。其中，最重要的是完善數字化制造技術平臺體系，保證重要數據能得到準確分析，促進數字化平臺功能的拓展，這樣才能乘著信息技術發展的東風，打造出一個完善的數字化技術體系[6]。

3.2 完善標準

在汽車總裝工藝中，使用數字化制造技術還需要進一步完善相關的考核標準，如果說在工藝流程中還是采取以往傳統的評價體系，就無法發揮出數字化制造技術的最大價值，還需要對考核標準做進一步完善，為實際的運維工作提供一個新的評價標準，這樣能有效促進評價水平的有效提升。

3.3 完善算法

在汽車總裝工藝中合理使用數字化制造技術，還需要做到的一點就是完善算法，這是因為在故障診斷的過程中對數字化技術有著較高的要求，通過完善大數據算法可以保證故障診斷的可靠性。為了保證制造技術在之后工作中的便利性，就需要在實際運維過程中不斷完善相關算法，將設備機組的生命周期完整地呈現出來[7]。

3.4 完善監控

從現階段我國汽車總裝工藝的實際工作來看，在實際的建設過程中，往往會涉及到不同的部門，在運維方面側重點也是有所不同的。并且，對于大多數的汽車總裝工藝來說，安全問題往往和周圍的環境以及所使用的設備有著密切聯系，這樣就出現了機組設備運維受到阻礙的情況，這就需要相關工作人員結合實際情況改變以往傳統的管理方式來加強對工作的管理和監控，對工藝流程的整體情況作必要監控，并對運行周期作好數字化的監測，及時對運維情況進行評估，并對故障進行分析，從而有效提升對整個汽車總裝工藝流程的有效管理。

4? 結語

綜上所述，自改革開放以來，我國的經濟經歷了高速增長的階段，人們的經濟水平得到了有效提升，對汽車的需求也日益增長，通過合理使用數字化制造技術，可以有效地提升生產過程中的效率，并降低企業成本，從而促進汽車總裝工藝機組設備的穩定運行。工作人員一旦發現了問題，就可以利用數字化制造技術來解決問題，為汽車總裝工藝提供必要保障，促進我國汽車行業的可持續發展。

參考文獻

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[3] 周俊鋒，茅衛東，王成文，等.DELMIA軟件在新能源汽車總裝工藝同步開發中的應用[J].汽車工藝與材料，2020，376（4）：57-61.

[4] 陳平，嚴星，黃逸穩，等.基于DELMIA的汽車總裝工藝人機裝配仿真[C]//2017年第七屆全國地方機械工程學會學術年會暨海峽兩岸機械科技學術論壇.2017.

[5] 王武，王雙峰，劉冰，等.總裝車間生產信息化技術方案設計與開發[J].汽車實用技術，2018（2）：150-152.

[6] 錢曉明，王鑫豪，樓佩煌.基于聚類與改進最小二乘法支持向量機算法的汽車總裝輸送裝備故障預警方法[J].計算機集成制造系統，2019，25（12）：3220-3225.

[7] 吳塵.轎車后地板骨架焊裝工位設計與仿真分析[D].長春：長春工業大學，2020.