【正文】 34 數(shù)字化工藝規(guī)劃和仿真驗證也是提高動力總成工藝水平的重要途徑。 41數(shù)字工廠工藝規(guī)劃 汽車底盤是汽車的關鍵部件 ，它的制造工藝非常的復雜。 圖 334 區(qū)域分析對話框 圖 335 區(qū)域分析列表 圖 336 區(qū)域分析效果預覽圖 應用此功能，我們能分析出零件間的間距，估算裝配工具是否能進入，有無運動空間。 點擊 Clash 圖標 ，系統(tǒng)彈出圖 332 所示對話框，對話框中“類型”欄可以定制檢查的類型以及針對哪些對象進行檢查，如圖中對話框是針對所有裝配對象進行碰撞和接觸檢查，直接點擊“應用”按鈕彈出圖 333 所示大對話框，選中對話框內(nèi)列表項，則彈出干涉預覽效果如圖 334 所示，可見這兩個部件在關節(jié)處產(chǎn)生 干 31 涉量，干涉處出現(xiàn)了紅色。 導出 EBOM 表 數(shù)字化工藝平臺構建需要 EBOM表，在裝配模 塊中可以自動生成 EBOM表。結(jié)構樹如圖 328所示。完成后裝配結(jié)構 樹如圖 326所示。 。 圖 322 裝配圖工作臺 2. 新建組件（ qianqiaogujia1) 本設計采用的是自頂向下裝配方案。根據(jù)工程實際情況，裝配體采用自下而上的建模方法。 25 圖 319 底盤其他零件縮略圖 汽車底盤的虛擬裝配 汽車底盤的重要性是不言而喻的，底盤設計的好對汽車最終性能的影響是一方面，而在裝配的過程中由于人員的不確定性，也會導致汽車底盤的裝配產(chǎn)生眾多不確定因素，同時產(chǎn)生的裝配誤差也會對汽車的整體性能產(chǎn)生重大的影響。如圖 317左圖所示，拉伸的實體如圖 317右圖所示。 圖 315定義前橋本體縱梁厚度 圖 315拉伸實體 16. 繪制前橋本體縱梁草圖 選擇輪廓線命令，畫出如圖 316 所示的草圖并且標注尺寸。完全約束。 圖 312 定義前橋本體縱梁拉伸切除參數(shù) 圖 312拉伸切除實體 12. 創(chuàng)建前橋本體橫梁裝配孔草圖 選擇 XY平面，在 XZ 平面上繪制如圖 313 所示的草圖， 并且完全定義。 圖 39 定義前橋本體厚度 圖 310拉伸實體 10. 繪制前橋本體縱梁草圖 20 選擇輪廓線命令，畫 出如圖 311 所示的草圖并且完全約束。 圖 37拉伸參數(shù)選項卡 圖 37拉伸凹槽實體 8. 繪制前橋本體縱梁草圖 選擇輪廓線命令，畫出如圖 38所示的草圖并且完全約束。 圖 34 XZ方向草圖 5. 創(chuàng)建拉伸凹槽操作 單擊“ ”命令，選擇要拉伸的輪廓線，輸入拉伸參數(shù)，拉伸凹槽對 話框如圖35左圖所示，得到如圖 35 右圖所示實體效果。 16 如圖 32 基本輪廓線 3. 拉伸實體 單擊拉伸命令圖標“ ”，選擇要拉伸的輪廓線，輸入拉伸參數(shù)， 因為前橋本體需要滿足一定的結(jié)構強度，所以選擇拉伸長度為 160mm。 前橋本體三維數(shù)字建模 1. 新建 Qqiaogujia 新文件 啟動 CATIA R20，單擊“新建”命令 ，彈出新建對話框如圖 31左圖所示，選擇“ Part” ,單擊確定，如圖 31右圖所示，輸入文件名“ Qqiaogujia”，選擇 XY平面，單擊“ ”草圖按鈕，進入 CATIA 草圖模塊。 圖 21 DPE 與 DPM關系 因此，本次畢業(yè)設計使用 CATIA V5軟件，先對汽車底盤零件進行三維數(shù)字化建模，進而進行虛擬裝配，生成 EBOM表。它是按照 DPE 中設計好的各種工 藝并結(jié)合各種制造資源，以實際產(chǎn)品的 3 維 (或數(shù)字樣機 )模型，構造 3 維工藝過程，進行數(shù)字化裝配過程仿真與驗證。 Dassault Systemes的 CATIA軟件 系統(tǒng) 中 DELMIA 模塊包括兩個相互關聯(lián)的獨立軟件， DPE(Digital Proces Engineer數(shù)字工藝工程 )和 DPM(Digital Proces Manufacture數(shù)字制造工藝 )。運作過程中無論受何種因素影響，標準工時是流水線必須計算秘獲取的基礎數(shù)據(jù)，它是在正常的操作條件下以標準的作業(yè)方法 及合理的勞動強度、速度完成符合質(zhì)量要求的工作所需的作業(yè)時間，其他因素對流水線的影響直接反在各個工位的標準工時上，造成流水線瓶頸、生產(chǎn)效率低下等一系列問題。在 SGM 總裝車間為固定值，只是不同工 段的工位節(jié)距不相同。 QOROS汽車公司某總裝車間現(xiàn)生產(chǎn)三種型號的車型，它們分別是 CF11 、 CF1CF16 。這涉及裝配線運行，整個線的運行節(jié)拍必須取最長，合理規(guī)劃能大大提高裝配效率。 3. 零部件種類繁多、形狀各異。 2. 各類動力工具及工裝夾具應用頻繁。 QOROS轎車有幾萬個零部件，經(jīng)過供應商整合部分零部件送到總裝廠進行最后環(huán)節(jié)的裝配，總裝車間仍需要完成數(shù)千項作業(yè)內(nèi)容，工位數(shù)量達上百個。 底盤 裝配線盡管具備各種功能，但其最終目的、最基本功能就是保質(zhì)、保量和按節(jié)拍裝配出合格的 底盤 ， 最終裝配出合格的汽車。在現(xiàn)代化的 底盤 生產(chǎn)裝配線中，成熟的裝配工藝、設備選擇、質(zhì)量控制及物流方式均值得人們?nèi)ソ梃b。裝配線上的自動化設備主要有自動打號機、擰緊機、自動翻轉(zhuǎn)機以及其它專用裝配設備等，可大大提高 裝配線的裝配能力。合理地規(guī)劃 底盤 裝配線可以更好地實現(xiàn)產(chǎn)品的高精度、高效率、高柔性和高質(zhì)量。 汽車底盤 是汽車領域技術最密集的關鍵部件 。 為了避免規(guī)劃錯誤和對早期階段的投資成本、廠房面積和人力需要有一個精確的 11 規(guī)劃，在產(chǎn)品的設計階段就需要一個數(shù)字化規(guī)劃。 13)避免了不必要的設備采購，優(yōu)化設備和儀器的使用，可充分利用其他企業(yè)的先進設備和儀器進行生產(chǎn)，能很好地解決一些中小企業(yè)資金短缺的難題。并根據(jù)三維布局的信息，進 10 行 MTM工時分析，得到較為精確的工時信息， 輸出了工藝文件和清單，使資源使用最小化，資源利用最大化。 本次畢業(yè)設計，結(jié)合我實習所在企業(yè)所面臨的實際情況， 根據(jù) 我廠汽車制造 QOROS總裝車間裝配生產(chǎn)的現(xiàn)狀與發(fā)展的需求，依據(jù) 虛擬制造的原理，通過提供虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，利用計算機技術和網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的設計、制造、裝 配、質(zhì)量控制和檢測等各個階段的功能，達到縮短新產(chǎn)品的上市時間、降低成本、優(yōu)化設計、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量 。國家自然科學基金也有專門的研究課題。 美國波音 (Boeing)公司投資 40億美元研制波音 777噴氣式客機，從 1990年 l 0月開始到 l 994年 6月僅用了 3年零 8個月時間就完成了研制，一次試飛成功，投入運營。 數(shù)字化制造技術的課題應用價值 國外的研究與實踐表明，產(chǎn)品設計的成功往往可以為企業(yè)帶來市場的成功，為企業(yè)產(chǎn)品形象的塑造奠定良好的基礎，從而達到提高市場競爭力的目的。 數(shù)字化工廠不是簡單的虛擬產(chǎn)品和虛擬制造的延伸，它更強調(diào)的是整個制造活動的有效控制與管理，及企業(yè)內(nèi)外資源的合理應用與優(yōu)化配置。 隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，利用因特網(wǎng)可以將分布在世界各地的、彼此孤立的資源有效地組織起來，信息、資金 、材料、零部件、成員和工人（技術、知識能力、制造能力、投資能力等）已打破國家和地區(qū)的界限，在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)高效的信息傳遞和資源共享，消除了地域?qū)τ谛畔鬟f的局限，靈捷地響應和適應客戶多樣化的消費需求，高質(zhì)量地為全球顧客服務，獲得規(guī)模經(jīng)濟，促進企業(yè)的發(fā)展。 6. 企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ ERP） ERP（ Product Data Management） 是指建立在信息技術基礎上，對企業(yè)的所有資源（物流、資金流、信息流、人力資源）進行整合集成管理，采用信息化手段實現(xiàn)企業(yè)供銷鏈管理，從而達到對供應鏈上的每一環(huán)節(jié)實現(xiàn)科學管理。 PDM 是從管理 CAD/CAM 系統(tǒng)的高度上誕生的先進的計算機管理系統(tǒng)軟件。借助于 CAPP 系統(tǒng) ，可以解決手工工藝設計效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達到優(yōu)化等問題。 3. 有限元分析（ CAE） CAE(Computer Aided Engineering)通常指有限元分析和機構的運動學及動力學分析，用計算機輔助求解分析復雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構力學性能，以及優(yōu)化結(jié)構性能等。所用到的主要工具包括： Alias、 CorelDraw、 3DMAX、 Pro／ CDRS 等。 3. 數(shù)字化開發(fā) 數(shù)字化開發(fā)有四個核心要素：數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計算與通訊和組織、管理的改變。目前，仿真與建模已成為推進制造過程設計、優(yōu)化和控制的有效手段。基于網(wǎng)絡的研究開發(fā)，敏捷生產(chǎn)技術 [2]。建 模通?；谥圃旃に嚤旧淼奈锢砗突瘜W知識，并為實驗所驗證。 這幾年，我國數(shù)字化制造技術受到普遍的重視，發(fā)展很快，發(fā)展勢頭強勁，例如：機械科學研究院與同濟大學、香港理工大學合作進行的分散網(wǎng)絡化制造、異地設計與制造等技術的理論研究和實踐活動已經(jīng)取得了不少進展；清華大學進行了虛擬設計環(huán)境軟件、虛擬現(xiàn)實、虛擬機床、虛擬汽車訓練系統(tǒng)等方面的研究；浙江大學進行了分布式虛擬現(xiàn)實 技術、 VR工作臺、數(shù)字化裝配等研究；西安交大和北航進行了遠程智能協(xié)同設計研究；據(jù)不完全的調(diào)查統(tǒng)計，國內(nèi)進行數(shù)字化制造技術研究的單位達到了 100家，已經(jīng)取得了一些可喜的進展。在樣車生產(chǎn)之前，發(fā)現(xiàn)其定位系統(tǒng)的控制及其他許多設計缺陷，縮短了研制周期。例如，美國華盛頓大學的數(shù)字化制造技術實驗室發(fā)展的用于設計和制造的虛擬環(huán)境 VEDAM、用于設計和裝配的虛擬環(huán)境等， 已經(jīng)初具規(guī)模。從廣義講，數(shù)字化工廠是一座“網(wǎng)上工廠”，它打破了地域和時間限制，可實現(xiàn)異地協(xié)同制造，加快對市場的響 應速度。數(shù)字化工廠的原料是有關產(chǎn)品及市場的信息，信息經(jīng)過各種數(shù)字化處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)樾袆雍蜎Q策的知識方案，其核心是從物質(zhì)制造觀轉(zhuǎn)變?yōu)橹R制造觀。網(wǎng)絡化制造是，將網(wǎng)絡為代表的信息技術用于產(chǎn)品設計、制造、管理、供銷等產(chǎn)品全生命周期中的各個活動中，實現(xiàn)全生命周期中的信息、過程、業(yè)務集成與資源共享，達到快速響應市場目的所涉及的一系列制造活動。數(shù)字化制造技術與產(chǎn)品的發(fā)展趨勢如下： 1. 制造信息的數(shù)字化 制造信息的數(shù)字化將實現(xiàn) CAD/CAPP/CAM/CAE 的一體化，使產(chǎn)品向無圖樣制造方向發(fā)展，如產(chǎn)品 CAD 數(shù)據(jù)經(jīng)過校核，直接傳送給數(shù)控機床完成加工。二十多年來的實踐證明，將信息技術應用于制造業(yè)，進行傳統(tǒng)制造業(yè)的改造，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必由之路。 目前中國己成為世界上最大的產(chǎn)品制造國，制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，在我國的經(jīng)濟騰飛中，制造業(yè)功不可沒。 數(shù)字化制造技術起源于美國，經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)已進入了基于產(chǎn)品數(shù)字樣機的虛擬制造階段，并形成了完備的應用體系。只在輕工、食品加工以及大型天文望遠鏡方面等具有一定用武之地。在技術方面，數(shù)字裝備與數(shù)字制造的研究已從單純的制造過程的幾何量 (位移、多坐標聯(lián)動位移、運動形狀、微觀形狀等 )的數(shù)字描述，發(fā)展到對制造過程的物理量 (溫度、流量場、應力場、熱變形、密度、物質(zhì)材料等 )以及知識、經(jīng)驗、信息等的數(shù)字描述。 20 世紀 90 年代，數(shù)字裝備的一個重要的發(fā)展是對海量信息處理能力的提高 [4]。隨著微型計算機的產(chǎn)生和發(fā)展，計算機數(shù)控的廣泛應用，數(shù)控機床得到廣泛應用和提高。數(shù)字化制造技術在數(shù)字化設計、數(shù)字化制造、數(shù)字化產(chǎn)品、信息傳遞與協(xié)作、數(shù)字化管理等方面都有不同程度的發(fā)展。它將引發(fā)了一場深刻的技術革命。其出路之一便是加快企業(yè)信息化步伐。如今這一轉(zhuǎn)變的跨越難度更大，尤其是“十二五”我國制造業(yè)將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。同前三十年相比。解決制造業(yè)大而不強的問題。數(shù)字化制造是先進制造技術的核心技術。特別是近 30 年來 ,數(shù)字化制造技術發(fā)展日益加快，在發(fā)達國家的大型企業(yè)中 ，已開始實現(xiàn)無圖紙生產(chǎn)，全面使用 CAD/CAM，實現(xiàn) 100%數(shù)字化設計。 20 世紀 50 年代，數(shù)控機床的出現(xiàn)開辟了制造裝備的新紀元 [3]。 2． 海量信息處理能力和加工精細化。 數(shù)字裝備的另一個重要的發(fā)展是加工對象的尺度變化，由毫米、微米到納米，陸續(xù)出現(xiàn)了顯微數(shù)字圖像處理設備、電子制造裝備等精密數(shù)字制造裝備。但從目前的技術發(fā)展來看，并聯(lián)機床還不能成為數(shù)控機床的主流產(chǎn)品。其主要目標都是開發(fā)具有智能化和柔性化的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)，將各種新工藝、新技術、新方法集成于控制系統(tǒng)的基礎平臺，開發(fā)先進制造裝備的支撐環(huán)境。目前，虛擬制造技術已經(jīng)用于產(chǎn)品的裝配和加工過程仿真、產(chǎn)品維修性分析等；自適應控制技術在數(shù)控加工程序的優(yōu)化已得到廣泛應用。與此同時，信息技術取得了迅速發(fā)展，特別是計算機技術、計算機網(wǎng)絡技術、信息處理技術等取得了人們意想不到進步。 數(shù)字化制造技術的 發(fā)展趨勢 隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，使得基于多媒體計算機系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡的數(shù)字化制造技術為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的并行作業(yè)、分布式 運行、虛擬協(xié)作、遠程操作與監(jiān)視等提供了可能。 在大規(guī)模定制生產(chǎn)和經(jīng)濟全球化的推動下，數(shù)字化制造技術結(jié)合網(wǎng)絡信息技術促使了網(wǎng)絡化制造的形成和發(fā)展。 數(shù)字化工廠是指通過對知識的有效管理來實現(xiàn)產(chǎn)品增值的一種生產(chǎn)活動 [4]。 從狹義講，數(shù)字化工廠可理解為一座“虛擬工廠” [5]，即設計人員利用軟件提供的仿真環(huán)境對產(chǎn)品及生產(chǎn)過程進行設計及優(yōu)化，以加快產(chǎn)品從構思到投產(chǎn)的周期，減少失誤、降低成本。美國已經(jīng)從數(shù)字制造的環(huán)境和虛擬現(xiàn)實技術、信息系統(tǒng)、仿真控制、虛擬企業(yè)等方面進