長期以來脖耽，我國汽車車身工藝裝備制造一直依靠人的經(jīng)驗和機(jī)械制圖來完成哀卫。自從20世紀(jì)80年代起發(fā)展計算機(jī)輔助設(shè)計/制造（CAD/CAM）技術(shù)以來澜沟，這項技術(shù)已獲得廣泛認(rèn)可，并以飛快的發(fā)展速度在實(shí)際生產(chǎn)中體現(xiàn)出巨大優(yōu)越性晋控。90年代開始發(fā)展的計算機(jī)輔助工程分析（CAE）技術(shù)汞窗，現(xiàn)在也已在汽車模具成形性分析領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用姓赤。

　　自從計算機(jī)（數(shù)字化）技術(shù)與傳統(tǒng)的車身工藝裝備制造業(yè)的結(jié)合，短短的二十幾年時間仲吏，中國汽車車身工藝裝備制造業(yè)得到了快速發(fā)展不铆。隨著各企業(yè)對計算技術(shù)的重視和加大投入，我國車身裝備制造業(yè)的計算機(jī)平均擁有量蜘矢、寬帶接入狂男、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)综看、數(shù)據(jù)庫（特別是產(chǎn)品/技術(shù)數(shù)據(jù)庫）建設(shè)品腹、各種業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)高于其他行業(yè)的平均發(fā)展水平。國內(nèi)一些大型的車身裝備制造企業(yè)红碑，其軟/硬件的先進(jìn)程度已經(jīng)十分接近舞吭，甚至超過國際先進(jìn)水平。

　　但量大并不代表強(qiáng)大彬界，軟/硬件先進(jìn)并不能說明技術(shù)先進(jìn)骚钮。縱觀我國發(fā)展程度較好的車身裝備制造企業(yè)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀垛夷，不難發(fā)現(xiàn)设鼎，成形性分析、工裝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體設(shè)計致煎、三維數(shù)控編程——這三方面內(nèi)容占到數(shù)字化應(yīng)用的90%以上阿席，焊裝工藝規(guī)劃、檢測屠蚌、調(diào)試尚停留在傳統(tǒng)生產(chǎn)方式上菠吟。技術(shù)不平衡造成工序之間的銜接不順暢，數(shù)字化技術(shù)啊衣、仿真技術(shù)難以發(fā)揮整體作用，這成為我國車身裝備數(shù)字化虛擬制造進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。

　　虛擬制造是利用信息技術(shù)曾探、仿真技術(shù)方仿、計算機(jī)技術(shù)等對現(xiàn)實(shí)制造活動中的人、物藏澳、信息及制造過程進(jìn)行全面的仿真仁锯，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施笆载，從而確保產(chǎn)品能夠一次性制造成功扑馁。在虛擬制造中，產(chǎn)品從初始外形設(shè)計凉驻、生產(chǎn)過程的建模腻要、仿真加工复罐、模型裝配到檢驗整個的生產(chǎn)周期都是在計算機(jī)上進(jìn)行模擬和仿真的，不需要實(shí)際生產(chǎn)出產(chǎn)品來檢驗設(shè)計的合理性雄家。這樣一來效诅，可以減少前期設(shè)計給后期加工制造帶來的麻煩，更能避免報廢情況的出現(xiàn)趟济，進(jìn)而達(dá)成提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成品率乱投、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低企業(yè)制造成本的目的顷编。

　　國內(nèi)白車身裝備數(shù)字化虛擬制造的發(fā)展

　　我國汽車裝備產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)真正的虛擬制造還需要一個深入應(yīng)用與創(chuàng)新的過程卤檐。

　　1.現(xiàn)有CAE/CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用需要進(jìn)一步深入

　　目前模具的沖壓工藝分析（CAE）在前、后處理方面沒有形成一個統(tǒng)一的七迂、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范迟铺，對軟件的使用可以說是因人而異、因公司而異蒿由，因此對分析結(jié)果的評價也必然存在一定的差異舅狭。另外，工作職責(zé)不夠細(xì)化扯涝，難以培養(yǎng)出CAE分析的專家人才秸严。DL設(shè)計人員進(jìn)行產(chǎn)品的工藝性評審，工藝方案的預(yù)測锣猜，工藝方案的制定恍肢，工藝方案的可行性分析等工作，CAE的應(yīng)用始終是處于一種泛泛的基礎(chǔ)應(yīng)用的狀態(tài)贫莹。而目前的CAE主要應(yīng)用于拉延成形類的可行性分析叫质，對于后序的修邊線優(yōu)化、翻邊成形的可行性窗慎，以及回彈扭曲的預(yù)測及補(bǔ)償分析工作亦鮮有開展物喷。也即，完善標(biāo)準(zhǔn)化遮斥、專業(yè)化峦失，向后工序拓展應(yīng)用，是需要進(jìn)一步深入的內(nèi)容术吗。

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計（CAD）方面除了還需要進(jìn)一步完善尉辑、推廣現(xiàn)有的實(shí)體設(shè)計規(guī)范外，也需不斷擴(kuò)充實(shí)體資源庫较屿，這包括模具壓床庫隧魄、標(biāo)準(zhǔn)件庫、典型結(jié)構(gòu)庫隘蝎、廠房資源庫等內(nèi)容购啄。而且襟企，知識工程技術(shù)是提高設(shè)計效率和質(zhì)量的有利工具，企業(yè)應(yīng)該積極地將設(shè)計經(jīng)驗轉(zhuǎn)化成可被重復(fù)利用的數(shù)學(xué)模型狮含，從而發(fā)揮其指導(dǎo)設(shè)計顽悼、規(guī)范設(shè)計之功效。

　　在CAM方面國內(nèi)的發(fā)展非常接近國外甸持，在數(shù)控設(shè)備孝仅、編程能力方面并不處于劣勢，只是在加工用數(shù)據(jù)上的差距就很大珊娩。模面的加工數(shù)模與產(chǎn)品數(shù)难凡危可能有較大的差異，加工用模面的制作需要積累大量的實(shí)踐經(jīng)驗并遵循相應(yīng)準(zhǔn)則缰嘴，這種準(zhǔn)則的編制需要對產(chǎn)品的匹配關(guān)系及整車的焊裝具有相當(dāng)程度的了解布撑，甚至需要對白車身設(shè)計有足夠的把握。這種精細(xì)化模面的制作行兼，我們還需要長期的總結(jié)和積累。

　　另外粱目，國外有采用實(shí)體數(shù)據(jù)直接編程的做法楣善，這種做法的編程效率較高、效果也好挫蓝，但因其對于產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求較高陡花，還要求產(chǎn)品版本必須相對穩(wěn)定，否則數(shù)據(jù)修改工作量會很大抒寂，而且難以維護(hù)结啼。所有這些，都對國內(nèi)的主機(jī)廠提出了較高要求屈芜。

　　2. 建立完善的仿真模擬體系

　　利用現(xiàn)有數(shù)字平臺基礎(chǔ)建立完善的仿真模擬體系郊愧，發(fā)揮出數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，能在設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題井佑，在實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施属铁，提高一次調(diào)試成功率。

　」獭（1）模具仿真模擬

　　·實(shí)現(xiàn)模具焦蘑、級進(jìn)模具、大型模具沖壓線盒发、壓合模具及復(fù)雜模具的運(yùn)動仿真分析例嘱。當(dāng)前，車身模具的結(jié)構(gòu)越來越趨向于復(fù)雜宁舰、緊湊拼卵，依靠以往那種在三維環(huán)境中采用人眼視覺判斷甚侣、截面觀察等設(shè)計驗證手段，難以檢驗出運(yùn)動中的問題叨斜。在分析機(jī)械搬運(yùn)是否順暢無干涉妇保、人工搬運(yùn)是否安全、便捷等方面转隘，則更加有必要進(jìn)行仿真模擬雨担。另外，為提高運(yùn)動仿真效率暑苍，應(yīng)該建立典型機(jī)構(gòu)的運(yùn)動場景：比如搬運(yùn)機(jī)構(gòu)由颗、壓床運(yùn)動機(jī)構(gòu)、斜楔典型運(yùn)動越稻。

　　·實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工仿真模擬坛铭，有效防止加工刀具的碰撞問題，優(yōu)化切削軌跡键瓢，提高加工效率秤歼。

　　·應(yīng)用白光掃描設(shè)備采集數(shù)控加工后模面數(shù)據(jù)，在計算機(jī)內(nèi)虛擬合模订骂，提前發(fā)現(xiàn)并處理調(diào)試中可能產(chǎn)生的問題射桅，提高實(shí)際模具研修效率。還可以將鉗工調(diào)試后模面數(shù)據(jù)與CAE的模擬結(jié)果相對比分析膜钓，積累沖壓工藝設(shè)計經(jīng)驗嗽交。

　　（2）焊接工裝仿真模擬

　　·實(shí)現(xiàn)焊裝線整體工藝規(guī)劃模擬颂斜。利用預(yù)先定義好的焊裝工藝規(guī)劃模板夫壁，導(dǎo)入產(chǎn)品樹圖后，進(jìn)行實(shí)際的焊裝工藝規(guī)劃沃疮，規(guī)劃過程中要同時將各種焊接資源如焊裝廠房結(jié)構(gòu)盒让、工藝節(jié)拍、工裝夾具布局忿磅、工藝物流糯彬、焊接設(shè)備等因素統(tǒng)一考慮，在計算機(jī)內(nèi)形成“真實(shí)的”焊裝工藝流程葱她。并對焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力進(jìn)行平衡分析撩扒，對產(chǎn)品的工藝分配、焊點(diǎn)分配吨些、工位數(shù)量搓谆、人員分配、工裝自動化程度等內(nèi)容進(jìn)行不斷的優(yōu)化词羹。

　　·實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品在工位的裝配順序仿真（包括產(chǎn)品上件與卸件過程）巧鉴、各個工位資源間相互匹配仿真笋据、焊裝線及夾具工位的時序分析及仿真驗證、焊鉗的仿真驗證贵埋。

　　·實(shí)現(xiàn)人機(jī)工程仿真下碗、機(jī)器人焊接裝配過程仿真、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真举影、三維工廠的建立僵棍。

　　實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容具有相當(dāng)?shù)碾y度，需要專業(yè)型人才板散。大型沖壓線癞屹、焊裝廠房的數(shù)據(jù)量非常龐大，現(xiàn)有計算機(jī)硬件水平有時難以滿足大量復(fù)雜運(yùn)動的同時模擬愤芝，需要研究數(shù)據(jù)輕量化設(shè)計手段嫁料、以及分步模擬仿真。另外昆淡，由于這部分功能涉及到車身裝備設(shè)計锰瘸、制造的全過程，各業(yè)務(wù)階段的軟件平臺并不統(tǒng)一瘪撇，如何保證上下工序的數(shù)據(jù)获茬、信息完整的傳遞與繼承，往往需要進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃和軟件二次開發(fā)工作倔既。

　　3.探索應(yīng)用國際尖端的仿真模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)計的精確控制和優(yōu)化

　　VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）是人們通過計算機(jī)對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式鹏氧，通過大型三維立體投影設(shè)備再現(xiàn)計算機(jī)三維數(shù)據(jù)空間渤涌。與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍把还。虛擬現(xiàn)實(shí)具有多感知性（Multi-Sensory）实蓬、浸沒感（Immersion）、交互性（Interactivity）吊履、構(gòu)想性（Imagination）等特點(diǎn)安皱。使操作者能夠真正進(jìn)入一個由計算機(jī)生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之產(chǎn)生互動艇炎，進(jìn)行交流酌伊。

　　利用三維仿真軟件和PC工作站可實(shí)現(xiàn)桌面虛擬效果。操作者可坐在電腦監(jiān)視器前觀察360度范圍的虛擬境界拼仆，并使用鼠標(biāo)吏辫、軌跡球等控制端改變觀察視角。然而撑停，操作者和其他參與者不是完全投入在虛擬場景中劳威。要形成這種“真實(shí)”的投入感故厕，就必須采用投入型虛擬設(shè)備。

　　利用該技術(shù)對模具沖壓線鸯式、典型模具萧揩、數(shù)控加工過程、虛擬合模過程用印、大型焊裝線規(guī)劃泊鹿、詳細(xì)工藝內(nèi)容、機(jī)器人動作快鬓、廠房建設(shè)等內(nèi)容進(jìn)行虛擬仿真租躁，發(fā)揮投入型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)：

　　浸沒感（臨場感）：指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶難以分辨真假向楼，令用戶全身心投入到計算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中查吊。

　　交互性：指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實(shí)時性）。

　　構(gòu)想性：強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想象空間湖蜕，可拓寬人類認(rèn)知范圍逻卖，不僅可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也能夠隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境昭抒。

　　通過這樣的投入式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)评也，所實(shí)現(xiàn)的不再是簡單的運(yùn)動仿真、干涉檢查等三維觀察的基本功能灭返，而是要創(chuàng)造出身臨其境的感覺盗迟，啟發(fā)設(shè)計者的創(chuàng)造性思維，為多人技術(shù)討論熙含、技術(shù)規(guī)劃和審定提供廣闊的空間環(huán)境和逼真的現(xiàn)場感罚缕。

　　新技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用經(jīng)驗

　　虛擬制造技術(shù)對于不少企業(yè)來說是一項全新的技術(shù)，它的應(yīng)用仍然是企業(yè)需要面對的課題怎静。企業(yè)作為一個直接面向巿場的實(shí)體邮弹，是最注重實(shí)效的，任何技術(shù)的研發(fā)與引進(jìn)最終也必須要落實(shí)到生產(chǎn)實(shí)際中才有意義祟背。

　　將一項技術(shù)應(yīng)用好決非易事沸芍。首先要研究新技術(shù)的可行性以及其與現(xiàn)有技術(shù)方案的切入點(diǎn)，然后組織技術(shù)骨干搭建運(yùn)行環(huán)境歇拦，進(jìn)行方案測試累变，再打通上下相關(guān)環(huán)節(jié)保證新技術(shù)引進(jìn)后能夠順暢運(yùn)轉(zhuǎn)，最后組織技術(shù)培訓(xùn)漠阻，形成作業(yè)規(guī)范转傍。可以說，需要進(jìn)行大量的探索與實(shí)施性工作糜实，才能將新的技術(shù)手段納入企業(yè)的正常業(yè)務(wù)流程彼兆。而且，往往還會由于某個環(huán)節(jié)的疏忽错这，使得新技術(shù)在推向應(yīng)用后不但沒能帶來效率和質(zhì)量的提升邀秕，反而擾亂了正常的生產(chǎn)秩序。

　　另外妄午，新技術(shù)引進(jìn)會帶來業(yè)務(wù)內(nèi)容的相應(yīng)調(diào)整仓坞，部分工序的工作量會有所增加，在人力資源匹配以及解決與現(xiàn)有習(xí)慣的沖突等問題方面腰吟，解決不好會波及新技術(shù)的應(yīng)用效果无埃。

　　所謂創(chuàng)新就是創(chuàng)造性的破壞，就是要把自己原有的成功與平衡破壞掉毛雇，把自己原來成功的經(jīng)驗否定掉嫉称，不斷地戰(zhàn)勝自我、否定自我灵疮。這樣做的企業(yè)將會在競爭中取勝织阅！

　　剛開始用三維設(shè)計的時候，誰也沒覺得它有多好震捣，或許還覺得有點(diǎn)麻煩或沒必要荔棉，但是現(xiàn)在技術(shù)成熟了，大家心里很明白蒿赢，我們這是上了一個層次润樱。這個過程勢必會增加一些新的工作，也勢必會減少一些工作羡棵，最重要的是能夠完成此前做不到的事情祥国，實(shí)現(xiàn)以往無法實(shí)現(xiàn)而又極為重要的工作。

　　無疑蘑砖，一項新技術(shù)的成功應(yīng)用需要主管領(lǐng)導(dǎo)的足夠重視，以保證應(yīng)用方向正確引宙、獲得順利的推廣和銜接永僚。更需要堅持從實(shí)際出發(fā)，分步實(shí)施夸莱，穩(wěn)步推進(jìn)伙二。最終，新的技術(shù)應(yīng)用要落實(shí)到作業(yè)規(guī)范并融入業(yè)務(wù)流程恤柴，讓全體員工明白為什么要應(yīng)用這項新技術(shù)崔三，每位員工的工作為其他人提供了哪些方便，他實(shí)施的操作會影響到哪些內(nèi)容的更新等扯蕾。讓全員深入理解深入這種持續(xù)創(chuàng)新的意識软旁，并將其打造成一種企業(yè)文化珊煌。

　　結(jié)語

　　應(yīng)該看到，國內(nèi)汽車裝備制造企業(yè)的數(shù)字化虛擬制造還有很大的發(fā)展空間扛肩，縱向深入現(xiàn)有的CAE/CAD/CAM應(yīng)用刻撒，并以此為依托橫向拓展數(shù)字仿真體系，從而將單點(diǎn)的應(yīng)用擴(kuò)展到車身裝備產(chǎn)品的方案規(guī)劃耿导、設(shè)計声怔、制造、調(diào)試等過程舱呻，形成較完整的數(shù)字化制造體系醋火。而VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)的引進(jìn)，能讓我們緊跟世界先進(jìn)的發(fā)展潮流箱吕。但更為重要的是芥驳，要把這些技術(shù)用好，讓它們在企業(yè)中發(fā)揮作用殖氏，真正成為企業(yè)的一部分晚树，實(shí)實(shí)在在地將我們企業(yè)的綜合實(shí)力提升上去。

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