虚拟制造技术在汽车装配工艺中的应用

摘要：随着人们生活水平的提高，中国的科技迅速发展，虚拟制造技术也取得了巨大突破，日益成熟，特别是在汽车组装过程中取得的成果尤为显著。汽车组装相关技术人员通过模拟技术生产非常现实实用的零部件，同时为汽车组装工程的完成提供了有效的发展路径，在制造过程中的有效解决了各种问题，提供了新的机会，促进了虚拟制造技术在汽车组装过程中的发展。

关键词：虚拟制造技术;汽车;装配工艺;实践应用

0  引言

虚拟制造基于模拟技术和虚拟模型，在汽车生产领域结合模型，优化产品设计，改变汽车零部件地一些缺点，实现产品的低廉成本制。在目前虚拟制造的实际应用中，实现虚拟制造在汽车工业地大力支持下，有效提高汽车组装过程的效率和质量，实现了汽车组装的优化设计。目前虚拟制造在汽车制造领域仍然具有较强的应用优势，加强虚拟制造的研究和应用在中国对促进汽车产业全面发展起着重要作用。

1  虚拟制造技术概况

虚拟制造技术（virtual manufacturing technology，VMT）以模拟技术和虚拟现实技术为基础，利用计算机技术对产品设计和生产全过程进行建模，对产品设计、加工和装配的全过程进行模拟，通过虚拟制造对产品设计从阶段开始模拟产品性能和整个制造过程，在设计、生产等方面实现产品整体优化，全面提高产品质量和性能，并在产品整个生产过程中通过虚拟制造，进一步提高生产管理和各个领域的资源规划。在整个生产活动中进行科学安排，能够最小化生產周期和生产成本，提高各方面的效益。汽车工业产品通过这样的虚拟制造，汽车企业的竞争力明显提高，管理更加科学。目前虚拟制造的实际应用并不多，是一种新技术，但虚拟制造在制造领域的实际应用广泛，虚拟制造的实际价值受到许多企业的重视。未来，虚拟制造有望成为推动制造业综合革新的核心技术。

该项技术的所有装配过程基本上是对计算机中制造产品的全过程的真实反应，基于现代先进地计算机及大数据云服务器地背景下，这项技术有很大的发挥空间。通过团队协作和建构模型，产品性能和整体可以对生产过程进行全面的模拟和评价，这样可以发现产品本身的问题，及时解决问题，优化产品的性能和生产，这与设计到生产、复检的全过程有关。这包含实现产品生产全方位控制和管理的许多重要环节，避免产品生产中不必要的浪费。

要将该项创新技术实践于组装工程和产品设计，应当在车企中全方位地设计和合理安排制造工艺及生产线，通过一些计算机或者软件对零件进行设计及后期处理分析及生产，最终为做实物奠定基础。基于所有的装配步骤中，能够对所有步骤进行复现，检查装配步骤，保证在汽车组装中不发生重复设计等变化，全面提高装配效率;另外，通过虚拟制造技术的应用，使企划公司在最短的时间内实现内产品的设计分析，提高整体包装工艺的效率，使企业专注于技术和管理优化，在资源有限的情况下提高企业的竞争力。

2  虚拟制造技术应用

2.1 构建大型信息库

在汽车组装步骤里，基于该项技术地特殊功能，能够把汽车装配中地所有数据采用分类地方式，依次是产品、资源及过程3种。这样基于汽车装配地步骤中，这些零件地一些数据、车身、零件和标准零件之间地各种关联，主要是为了实践经营者、生产线、零部件之间地逻辑关联。在汽车组装过程中，是基于车企地生产线标准及实际研究出地结构。因此，产品结构主要是定义企业目前的数据需求和标准，其中这里面所包含的产品数据结构和模型，再定义能够对接车企标准地界面信息，如名称、组号、说明、模型、汽车零部件等重要信息，资源结构是根据企业实际生产情况，汽车企业重新定义资源的数量和结构，过程要素主要是针对实际汽车组装过程和软件操作接口的定义。根据实际的汽车组装工程，可以先建立十三种通用资源库，罐装设备、检测设备、材料架、包括传动工具等，这些设备地建立可以更好地为车企提供发展范例和模板，为今后车企地健康成长和发展奠定了基础。

2.2 输入资料信息

通过对汽车装配步骤地观察，采取该项技术得到的资料大部分为产品数据及工艺数据。其中，产品数据大体可以是将一些参数及数据统一引进到整合软件中，通过相应的接口程序将所有数据信息和资源传送到后台数据基文件，并利用一些脚本程序将整个BOM地图的数据和信息资源传送到产品属性，最终正确定义产品属性。这些数据可以通过脚本程序自动获取与汽车组装过程中的各种相关的标准和要求，再进一步获取过程数据后，通过建立流程模块，用于符合企业实际情况的标准，确定实际的汽车组装流程的各个参数，如有一定的工程或链接处理的设备相关过程，需要参阅新的机型组装过程计划，如未来的汽车组装工序中有类似的或有类似的产品设计。该工程计划模块可以直接应用于新产品地设计及计划，继续这些工序地实践情况及使用规则，把这些步骤及工艺进行创新及改良，可以把汽车零部件生产地时间压缩到最短，增强汽车零部件地生产效率。

2.3 计划加工工艺

基于实践该技术软件地步骤中，建立这些存储空间并将这些存储起来，将各种数据和信息资源进行组合和连接，使数据的分类过滤和实践于不同地场合，最后建立产品研究和生产模块，为了在计算机及大数据服务器了实现对汽车装配地完整性，需要通过计算机等设备对这几个步骤进行仿真，计算机里保存了原始组装过程，所以在新产品组装过程中，需要调整和改进原始过程，实际应用于虚拟组装，完成汽车成品地组装。在这种情况下，所有的数据和信息资源在实际中都是通过模拟技术完成并可用于制造和组装的全面、完整的模拟过程，同时该项技术地汽车生产管理软件可以模拟生产情况，完成产品和装配过程的验证和修改过程，逐步提高产品设计规划的准确性，可以让所有相应的功能全部实现。基于汽车装配及汽车安装地步骤中，要特别重视在这个进程里是不是存在“违规接触”，假设存在上述问题，应掌握正确地接触位置，基于这些因素要进行细致的分析，防止这种情况的再一次发生造成难以弥补的危害。

2.4 调整初步线平衡

我们把该项技术使用在汽车内部布线地平衡计算时，必须完成整车组装过程的设置工作。第一步，基于汽车组装步骤互相地所有逻辑关系，优化及创新汽车组装步骤。第二步，企业真实地生产线，基于计划及设计装配步骤，第三步基于汽车地真实组成，预估装配过程的各个部分和作业区域，并对各工序之间的合理作业时间进行估算，完成上述设置后，采取该项技术构建地生产线，通过数学方法得到平衡后的起始布线，然后思考起始线路地优点及问题，基于经验及实践内容把这些步骤优化，抽查这些步骤地问题，然后复现汽车装配步骤，如有问题，还可以通过后台服务器里的大数据，优化这些步骤之间地关系。

2.5 设计具体工艺

细致地设计步骤为采用虚拟制造技术对生产线装配步骤地中间工作站使用细致地复现，由于新产品的参数与传统工艺不一致，所以经过调整和改进，在工作站和人工学上有必要把它们进行细致地设计。如果我们想得到更好地工作站情况，要针对这些设备，采用全方位的模拟，一方面，在人工机械工学过程中，另一方面设计时要复现装配的步骤，基于这两个角度，培养基于这两个角度地设计理念，顺利的进行汽车地一系列装配。

2.6 模擬装配实践过程

基于大部分仿真及模拟汽车装配地数据，通过这些内容可以通知汽车加工车间进行实践和组装，这些汽车零部件和整车可以通过模拟地数据进行装配，然后还可以对这些零部件进行创新和提高，将输出工程文件的相关内容，如流程图、工程设计等，进行模拟实践。通过对产品的实际参数和工艺进行实践，并对相关指标进行检测，可以大大降低汽车组装全过程中出现问题的几率。

3  结论

与国外模拟制造技术相比，中国的模拟制造技术相对较差。与国内相关企业和产品不紧密，许多企业仍然采用传统的制造方法，因此我们的竞争优势与外国企业相比并不明显，但这给我们提供了机会，面对如此广阔的市场，相关技术者应该高度重视技术研究，不断结合虚拟制造技术和汽车组装工序，实现效率最大化，提高企业生产效益。

参考文献：

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[4]严舰.虚拟制造技术在汽车装配工艺中的应用研究[J].电脑编程技巧与维护，2013（20）：84-85，106.

作者简介：罗森森（1985-），男，安徽合肥人，本科，工程师，研究方向为汽车装配与数字化制造。