制造技术在设计阶段就可以预先模拟出产品的性能和制造过程

制造技术在设计阶段就可以预先模拟出产品的性能和制造过程

摘要：汽车装配作为汽车生产制造的最后一道流程，直接影响汽车的性能和销售。为了达到最佳的装配效果，虚拟制造技术逐渐应用到汽车的装配环节中。目前，此项技术已经比较成熟，同时也解决了在装配环节中出现的各种问题，为汽车的最后组装提供了安全保障。

汽车装调

　　近年来，虚拟制造技术逐渐兴起，众多行业纷纷开始将其应用到产品的生产和设计中，其中，汽车制造行业是应用虚拟制造技术的重要行业，本研究主要分析汽车装配环节中虚拟制造技术的应用[1,2].

　　1 虚拟制造技术的相关概念

　　虚拟制造技术（Virtual Manufacturing Technology,VMT）主要是通过虚拟仿真技术实现从产品设计到产品生产全部环节的仿真建模，借助数字化的计算机技术，模拟出产品制造的全过程，从而实现对产品性能、制造成本的预测，在仿真虚拟阶段解决问题，最终实现生产制造的高效组织以及车间、仓库资源的合理配置，降低产品的开发成本，缩短产品的实际开发周期，以达到产品质量的最优化、生产效率的最高化。

　　2 虚拟制造技术的应用现状

　　由于虚拟制造技术在设计阶段就可以预先模拟出产品的性能和制造过程，保证未来产品的质量达到最优，在众多机械制造行业得到广泛应用[3].在国外，比如波音777公司，从整机的设计到部件的测试以及整机的装配全部采用虚拟制造技术来完成，甚至各种环境下的试飞也是通过虚拟现实技术来实现的。正因为采用了虚拟制造技术以及虚拟现实技术，开发周期从8年缩短到5年。

　　3 汽车装配环节虚拟制造技术的应用

　　作为大型企业的汽车生产制造企业，不管是人才需求，还是资金支持，都具备了应用虚拟制造技术的条件，因此，虚拟制造技术在汽车生产制造中的应用还是非常广泛的。

　　3.1构建专业的数据库

　　要实现虚拟制造技术在汽车装配环节的应用，就需要构建包含汽车装配环节所需的所有零部件、相关配套资源以及安装工艺等数据库[4,5].首先，所需零部件自身的相关参数信息及零部件与车身和其他标准件之间的参数信息，都需要输入数据库。其次，安装操作人员装配各种零部件的顺序衔接关系以及参与安装环节的所有人员之间的配合逻辑关系也要全部输入数据库。最后，将所有零部件装配的具体详细标准和要求即装配工艺全部输入数据库。汽车装配环节目前可以构建的通用数据资源库有13种类型，具体包括设备的加注、检测，料架的配置以及电动工具的应用等。

　　3.2输入汽车装配的基础数据及工艺参数

　　构建好初始数据库以后，不仅需要输入大量基础数据，还要将详细的装配工艺参数录入数据库[6].其中，基础数据主要包括产品的各项参数指标等详细属性，从而完成汽车虚拟装配软件对产品属性的定义，为下一步的工艺参数应用打好基础。工艺参数则包括汽车装配过程中所需零部件的全部装配注意事项以及装配顺序等详细描述，以此制定适合装配环节的最优化工艺模块。此工艺参数的设置将对未来的产品设计产生非常重要的影响，甚至可以直接套用到实际的生产过程中，为新产品的诞生提供了创新的空间。

　　3.3设置汽车装配的工艺流程

　　除了工艺参数外，工艺的具体流程也很重要，其直接决定了汽车装配的可能性或成功性。所以，工艺流程的设置在虚拟装配环节非常重要，一定要保证汽车装配能够完整地组装起来。

　　3.3.1规划汽车装配工艺

　　首先，需要将数据库中的各个零部件与装配工艺资源关联起来。其次，可以根据数据库的模板工艺标准对各个零部件进行工艺规划。再次，按照汽车装配的顺序流程，初步设计各个零部件的装配顺序。最后，利用模拟仿真软件按照事先设定的优先顺序对全部汽车零部件进行虚拟装配。

　　3.3.2调试初步线平衡

　　在设计汽车装配工艺流程的过程中，可以通过模拟仿真对全部装配零部件进行可行性的检测和判断，从而找出有问题的装配工艺或干扰项，实时反馈需要改进的地方。在模拟装配过程中，由于各个零部件之间存在多种错综复杂的逻辑关系，装配的顺序需要根据实际虚拟装配过程中出现的问题进行相应的调整[8].只有反复多次地调整平衡后的起始布线，才能确保各个工序之间的装配顺序合理进行，如果出现了问题，则可以通过后台数据库里的大数据进行优化和调整，使这些装配步骤符合实地装配的要求。

　　3.3.3确定具体的汽车装配工艺

　　对于具体的汽车装配工艺，则需要根据装配设备的具体情况提前对装配工位工艺进行设计规划，对于工作周期的预估则需要根据数据库中产品的实际结构完成[9,10].通过反复多次的改进和调整，根据人工机械安装流程和虚拟复现装配流程两个方面的吻合，确定最终的汽车装配工艺。

　　3.4模拟汽车装配的实践过程

　　经过多次模拟仿真，不仅可以实现汽车零部件的装配模拟，也可以实现整车的装配模拟，通过模拟出来的效果发现零部件存在的问题，从而指导现有零部件的优化或创新，也可以将其输出为相关的工程文件，进行存储和备案，以便后续存档和分析。

　　4 结语

　　虚拟制造技术在汽车装配工艺中的应用，不仅缩短了汽车创新产品的开发周期，同时使开发成本得到较为明显的降低。因此，不管是国外的车企，还是国内的车企，对虚拟制造技术都表现出了浓厚的兴趣，开始纷纷投入资金研发。从目前国内汽车企业的研发情况来看，虚拟制造技术的应用已经悄然开始，但是还需要加强推广科研创新的新兴思想，从而让虚拟制造技术在汽车企业领域打下坚实的基础。