【正文】 ，除了采用先進(jìn)的制造技術(shù)和制造設(shè)備以外，進(jìn)行 34 數(shù)字化工藝規(guī)劃和仿真驗(yàn)證也是提高動(dòng)力總成工藝水平的重要途徑。 2. 通過(guò)仿真生成底盤(pán)生產(chǎn)線的工藝布局優(yōu)化方案并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 分析安裝方法 在分析零件的安裝方法時(shí)，數(shù)字化工廠可對(duì)零件的安裝進(jìn)行仿真，方法是給出零件的安裝路徑，然后 根據(jù)路徑進(jìn)行仿真，仿真過(guò)程中使用干涉驗(yàn)證的方法檢查裝配方法是否合理，最后會(huì)給出檢測(cè)的報(bào)告。 圖 42 讀入的 EBOM 2．將 EBOM 導(dǎo)入工藝設(shè)計(jì)模板中 在 DPE 軟件中，將 EBOM 導(dǎo)入到針對(duì)西飛而特別定義的工藝設(shè)計(jì)模板中形成 DPE 中的產(chǎn)品信息表。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)它們之間存在干涉情況時(shí)予 以報(bào)警，并示出干涉區(qū)域和干涉量，幫助工藝設(shè)計(jì)人員查找和分析干涉原因。特別是工人的行走路徑，因?yàn)橛行┠Ｐ驮瑫r(shí)設(shè)置了 2 個(gè)或 2個(gè)以上的工人站立點(diǎn)，而同一個(gè)模型元件又有多個(gè)工人參與工作，如傳送帶輸送過(guò)來(lái)的清潔零件就有 2個(gè)工人來(lái)負(fù)責(zé)卸料，而每個(gè)工人又將各自搬運(yùn)的工件放置于不同的緩沖站，其中一個(gè)工人要同時(shí)負(fù)責(zé) 2 個(gè)緩沖站工件的上料工作，所以類似這樣較為復(fù)雜的任 務(wù)分配，工人的行走路徑就很可能重疊交叉，這樣就可能造成仿真過(guò)程中人員模型的重疊交叉，這是不符合現(xiàn)實(shí)要求的，所以，這里要特別注意工人路徑的布置與調(diào)整。點(diǎn)擊圖右側(cè)結(jié)構(gòu)樹(shù)上機(jī)器人名稱，即選中該機(jī)器人，會(huì)出現(xiàn)如圖綠色箭頭，拖動(dòng)箭頭，機(jī)器人會(huì)沿該方向移動(dòng)。 插入→ Insert Product，這里將前面做好的零部件和生產(chǎn)線導(dǎo)入。 圖 65 Grab Activity 對(duì)話框 5. Create a Viewpoint Activity。修改 Track 面板中的 Time 或者 Speed 的值，可以改變路徑中兩個(gè)點(diǎn)之間的運(yùn)行時(shí)間和速度。點(diǎn)擊圖標(biāo) ，然后先點(diǎn)擊 Device Move Activity，再點(diǎn)擊 Grab Activity，這樣就得到如圖 612所示的結(jié)果。 圖 614 Reverse 對(duì)話框 10. 視點(diǎn)修改。 52 1)尺寸合理性 應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究，提供人體各部分的尺寸、體重、體表面積、比重、重心，以及人體各部分在活動(dòng)時(shí)相互關(guān)系和可及范圍等人體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)；還提供人體各部分的發(fā)力范圍、活動(dòng)范圍、動(dòng)作速度、頻率、重心變化以及動(dòng)作時(shí)的習(xí)慣等人 體機(jī)能特征參數(shù)：分析人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)以及肢體感覺(jué)器官的機(jī)能特征，分析人在各種勞動(dòng)時(shí)的生理變化、能量消耗、疲勞機(jī)理以及對(duì)各種勞動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力，探討人在工作中影響心理狀態(tài)的因素以及心理因素對(duì)工作效率的影響等。 可以在虛擬環(huán)境中快速建立人體運(yùn)動(dòng)原型，并對(duì)設(shè)計(jì)的作業(yè)進(jìn)行人體工程分析。觀致工作人員一般為中國(guó)人，男性居多，而且我們進(jìn)行整體分析，所以建立整個(gè)模型。 75 人體姿態(tài)調(diào)整 如圖 76所示，人在該姿態(tài)下，極不舒服。 57 77 人體運(yùn)動(dòng)范圍 在仿真環(huán)境下，系統(tǒng)自動(dòng)分析人力能夠包羅到的空間，如圖 78分析人體可以觸及的范圍和動(dòng)作時(shí)間，系統(tǒng)支持 MTM工時(shí)定額評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，快速分析動(dòng)作時(shí)間。 點(diǎn)擊 Pasture Editor按鈕 ，出現(xiàn)如圖 74所示人體編輯對(duì)話框。 圖 71 進(jìn)入人體建模路徑 點(diǎn)擊 圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖 72所示新建人體對(duì)話框。最優(yōu)化機(jī)器人的位置運(yùn)動(dòng)和周期時(shí)間。人機(jī)工程學(xué)從人本身和系統(tǒng)的角度出發(fā)，研究人的特性以及人機(jī)關(guān)系，為產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)提供相關(guān)的理論和方法。 在 Process 樹(shù)中，我們可以選擇將所有的 Process 逆序，也可以只選擇某個(gè)分支Process 進(jìn)行逆序 ,此功能可以將一個(gè) Process 的運(yùn)行完全逆序。 圖 69 Process PERT Chart 在圖 610 中， Device Move Activity 和 Grab Activity 是并行的，如果希望這 49 兩個(gè)動(dòng)作變?yōu)榇?，?Device Move Activity 處于 Grab Activity 前面，首先要?jiǎng)h去連接 Device Move Activity 和 Stop、 Start 和 Grab Activity 之間的箭頭，得到如圖 611 所示的狀態(tài)。 47 圖 66 Create a Move Activity 界面 接受 Edit Shuttle 對(duì)話框中的默認(rèn)值，則彈出一個(gè) Recorder 工具條、 Track 對(duì)話框和播放器工具條。 圖 63 Jog對(duì)話框 46 圖 64 添加一個(gè) Move Joint Activity 4. 創(chuàng)建一個(gè) Grab Activity。 1. 打開(kāi)面板：開(kāi)始→加工的數(shù)字流程→ DPM Assembly Process Simulation，打開(kāi)如圖 61 所示的界面。 圖 53 選擇 IRB_1400型機(jī)器人 點(diǎn)擊繪圖區(qū)域中任意一點(diǎn)，機(jī)器人即顯示在繪圖區(qū)域中，如圖 54 所 示。為了保證裝配仿真一開(kāi)始，裝配工人就開(kāi)始同步工作，這里所有緩沖站都分別設(shè)置了一定數(shù)量的工件原始庫(kù)存 (Part 38 Initial Stock)，并給緩沖站配置了一定的緩沖容量 (Part Capaticy)，利于后續(xù)的裝配線平衡的調(diào)整。在 DPM 軟件中主要完成的主要內(nèi)容包括： 1） 裝配順序的仿真利用已有的裝配工藝流程信息（ Process）、產(chǎn)品信息（ Product），資源信息（ Resource）在定義好每個(gè)零件的裝配路徑的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配過(guò)程和拆卸過(guò)程的三維動(dòng)態(tài)仿真，從而發(fā)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中裝配順序設(shè)計(jì)的錯(cuò) 37 誤。使用這種方式代替原有的工藝文件打印后下發(fā)的模式，可以節(jié)約成本，而且更便于的管理。 總裝車(chē)間數(shù)字工廠工藝流程分析 數(shù)字化工廠軟件具有自動(dòng)線平衡的功能，自動(dòng)線線平衡功能主要是根據(jù)之前對(duì)安裝零件的分析，利 用 pert圖搭接安裝的先后關(guān)系，將所有的操作平均分配到生產(chǎn)線，對(duì)于一些不涉及到裝配順序的零件，用來(lái)平衡時(shí)間關(guān)系，系統(tǒng)計(jì)算完成后，觀察每個(gè)工位的裝配工作，然后再將操作分配到人。 底盤(pán)數(shù)字化工藝仿真的基 本需求是： 1. 建立發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)車(chē)間的仿真模型。發(fā)動(dòng)機(jī)的制造質(zhì)量直接影響著汽車(chē)產(chǎn)品的性能水平和可靠性。 圖 332 檢查碰撞對(duì)話框 圖 332 碰撞檢查列表 圖 333 干涉效果預(yù)覽圖 距離和區(qū)域分析。另外，汽車(chē)底盤(pán)的虛擬裝配系統(tǒng)可以比較準(zhǔn)確地反映產(chǎn)品的物理性能，這樣，在汽車(chē)底盤(pán)開(kāi)發(fā)的初期就為工程人員提供了用于分析生產(chǎn)、裝配和評(píng)價(jià)的虛擬樣機(jī)，這樣便能大大地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免設(shè)計(jì)缺陷，同時(shí)因代替了實(shí)物樣機(jī)又可節(jié)省很大的開(kāi)銷(xiāo)。 圖 324 裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)及組件 3. 添加裝配特征 如圖 324所示，零件已經(jīng)在裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)上，但沒(méi)有添加裝配特征，進(jìn)行裝配約束，限制其自由度和相互位置關(guān)系。 26 圖 321 前橋子裝配圖 1. 新建裝配文件 單擊新建文件圖標(biāo)，在新建文件類型時(shí)選擇 .CATProduct。 24 圖 318 前橋最終實(shí)體 其余 57 個(gè)零件縮略圖 汽車(chē)底盤(pán)裝配件還有 57 個(gè)，同理，我應(yīng)用 CATIA V5 對(duì)汽車(chē)底盤(pán)裝配零件進(jìn)行三維數(shù)字建模，但詳細(xì)過(guò)程我就不 再詳述。 22 如圖 314 基本輪廓線 15. 拉伸縱梁實(shí)體 單擊拉伸命令“ ”選擇要拉伸的輪廓線，輸入拉伸參數(shù)，因?yàn)榍皹虮倔w需要滿足一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，定義縱梁兩側(cè)拉伸限制。 如圖 311 縱梁輪廓造型輪廓線 11. 拉伸縱梁實(shí)體 單擊拉伸命令“ ”選擇要拉伸切除的輪廓線，輸入拉伸參數(shù)，因?yàn)榍皹虮倔w需要滿足一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，定義縱梁兩側(cè)拉伸限制。檢查草圖，輪廓線完成封閉，單擊“ ”命令，退出草圖模式。完全約束的草圖，圖線將變成綠色。它真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)和 3 維工藝數(shù)據(jù)的同步。 14 在沒(méi)有數(shù)字化模型的前提下，憑設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)很難考慮周全，達(dá)到最優(yōu)。 表 1 投產(chǎn)配比 序號(hào) 投產(chǎn)車(chē)型 2021年 4季度 2021年 1季度 平均配比 1 CF11 45% 55% 50% 2 CF14 30% 30% 30% 3 CF16 25% 15% 20% 轎車(chē)總裝流水線實(shí)際運(yùn)行過(guò)程復(fù)雜、繁瑣，需要考慮的因素還包括同一生產(chǎn)線上不同車(chē)型之間的比例、裝配工藝差別、現(xiàn)場(chǎng)條件的限制、整車(chē)測(cè)試和返修等，這些因素會(huì)對(duì)流水線的有效運(yùn)行產(chǎn)生不同影響。普通零部件安裝通過(guò)預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)法 (PTS)就可以獲取相應(yīng)工時(shí)數(shù)據(jù)，且不需要進(jìn)行評(píng)比；而一些 特殊零部件的裝配 (如密封條、內(nèi)飾板等 )很難用預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)法 (PTS)中的一些基本動(dòng)作進(jìn)行描述，主要與產(chǎn)品設(shè)計(jì)及安裝過(guò)程相關(guān)。如果裝配工藝進(jìn)行重新規(guī)劃或調(diào)整，就需要準(zhǔn)確的大量作業(yè)數(shù)據(jù)作為決策支持，以使總裝作業(yè)不脫節(jié)、工人不冗余。一條 底盤(pán) 裝配線要保證 底盤(pán) 的裝配技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)高精度；要保證裝配節(jié)拍，實(shí)現(xiàn)高效率；要多機(jī)型同時(shí)裝配，實(shí)現(xiàn)高柔性；要有效地控制裝配精度，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量。在總裝線和分裝線上，目前 QOROS采用柔性輸送線輸送工件，并在線上配置自動(dòng)化裝配設(shè)備以提高效率。因此需要數(shù)字化工廠模型。 11)實(shí)施數(shù)字化制造 可以打破傳統(tǒng)的地域、時(shí)域的限制，通過(guò) Inter實(shí)現(xiàn)資源共享，變分散為集中，可實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)、異地制造，從而使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能以快速、優(yōu)質(zhì)、低耗響應(yīng)市場(chǎng)變化。 現(xiàn)代市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)要求企業(yè)必須具備良好的知識(shí)管理能力，及基于知識(shí)的產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的能力。數(shù)字化制造技術(shù)的使用，不僅使設(shè)計(jì)師之間進(jìn)行有效的溝通，同時(shí)也使工藝工程師，車(chē)間一線員工的溝通更加方便，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，并且使 9 問(wèn)題得到快速解決，提高 生產(chǎn)效益，同時(shí)可以講整車(chē)廠的零部件供應(yīng)商也納入這一體系，和諧關(guān)系，提高效率。各個(gè)行業(yè)無(wú)不在互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行著產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售和 服務(wù)。工程技術(shù)人員根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圖紙和編寫(xiě)的工 藝文檔僅僅是產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的一部分。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計(jì)算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。 CAID(Computer Aided Industrial Design)是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為輔助手段進(jìn)行產(chǎn)品的藝術(shù)化工業(yè)設(shè)計(jì)，主要是指對(duì)批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品的材料、外型、色彩、結(jié)構(gòu)、表面加工等方面的設(shè)計(jì)工作。 數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù) 1. 制造過(guò)程的建模與仿真 制造過(guò)程的 建模與仿真是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過(guò)程。 數(shù)制造技術(shù)在交通類產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，節(jié)約了產(chǎn)品研發(fā)的成本，提高了產(chǎn)品研發(fā)效率，給企業(yè)帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)利益，而經(jīng)濟(jì)利益的增加為更高層次的產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)提供了有益的物質(zhì)補(bǔ)充。特別應(yīng)說(shuō)明的是，數(shù)字工廠的研究在美國(guó)得到政府和企業(yè)界的極大關(guān)注，研究異?；钴S，成為其敏捷制造技術(shù)的主要支柱之一。 從上述意義上講，數(shù)字化工廠是數(shù)字化制造與數(shù)字化管理技術(shù)的集成，它涵蓋了數(shù)字化產(chǎn)品建模、數(shù)字化加工、數(shù)字化裝配、數(shù)字化生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)線仿真和重組以及虛擬企業(yè)等概念。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(lái)，信息、資金、材料、零部件、成員和工人（技術(shù)、知識(shí)能力、制造能力、投資能力等）已打破國(guó)家和地區(qū)的 界限，在世界范圍內(nèi)實(shí)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(yīng)和適應(yīng)客戶多樣化的消費(fèi)需求，高質(zhì)量地為全球顧客服務(wù)，獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。為了適應(yīng)變化迅速的市場(chǎng)需求，為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，現(xiàn)代的制造企業(yè)必須解決 TQCS難題，即以最快的上市速度 (TTime to Market)，最好的質(zhì)量 (Q— Quality)，最低的成本 (CCost)，最優(yōu)的服務(wù) (S— Service)來(lái)滿足不同顧客的需求。 3． 虛擬 制造階段 作為現(xiàn)代制造裝備“靈魂”的數(shù)控系統(tǒng)已由 NC、 CNC 時(shí)代進(jìn)入了 PC— NC 和NET— NC 時(shí)代 [3]。伽馬刀、電鏡—— 視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人等數(shù)字醫(yī)療設(shè)備擴(kuò)展了基于 視覺(jué)的數(shù)字測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)了人體內(nèi)腔器官的數(shù)字化。 1． 數(shù)字制造裝備化。數(shù)字化制造是制造業(yè)信息化發(fā)展的新階段，也是目前制造業(yè)的重要發(fā)展方向，如精密化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化等，無(wú)一不與數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。 1 基于 CATIA的汽車(chē)底盤(pán)數(shù)字化制造 1 引言 改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，中國(guó)制造業(yè)經(jīng)歷了高速發(fā)展，目前正在經(jīng)歷制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。采用先進(jìn)制造 技術(shù)和先進(jìn)管理模式，實(shí)現(xiàn)信息化與工業(yè)化融合深度。 總體來(lái)看，數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展大致分為以下三個(gè)階段。在數(shù)字仿形技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用 H794/93 EI、核磁共振等數(shù)字測(cè)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)零件幾何形狀的數(shù)字化然后通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理、表面建模、實(shí)體建模、后置處理等過(guò)程生成STL 文件 (或數(shù)控代碼 )，驅(qū)動(dòng)快速成型機(jī) (或數(shù)控機(jī)床 )加工出新零件。在數(shù)字裝備的研究方面應(yīng)該擴(kuò)大范圍．要大力發(fā)展以電子制造裝備、大型醫(yī)療裝備、精密科學(xué)儀器、精密數(shù)控裝備等數(shù)字裝備為代表的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需裝備。但是，世界市場(chǎng)由過(guò)去傳統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定逐步演變成動(dòng)態(tài)多變的特征，由過(guò)去的局部競(jìng)爭(zhēng)演變成全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)；同行業(yè)之間、跨行業(yè)之間的相互滲透、相互競(jìng) 爭(zhēng)日益激。 2. 網(wǎng)絡(luò)化制造 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，因特網(wǎng)為企業(yè)進(jìn)行大規(guī)模定制生產(chǎn)中快速響應(yīng)市場(chǎng)需求