【正文】 功效分析可以對(duì)人體從一個(gè)公網(wǎng)到另一工位運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間，消耗能量自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。 56 圖 77 人體舒適度分析結(jié)果 對(duì)人體各種姿態(tài)進(jìn)行分析，建議個(gè)百分位人體可達(dá)性，裝配維修是否方便，舒適性。 并且，建立關(guān)于人體模型 的數(shù)據(jù)庫和良好的可視界面，進(jìn)行人體模型主要屬性的設(shè)置，分析人體可觸及范圍。 如圖 73所示，選擇 65 百分位的男性作為建模對(duì)象，選擇姿態(tài)為站立。 如圖 71所示，點(diǎn)擊“開始”→“人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)與分析”→“ Human Builder ”，進(jìn)入人體建模模塊。人體工程學(xué)仿真包含了操作可達(dá)性仿真、人體工學(xué) /安全性仿真。機(jī)器人操作模擬解決方案和機(jī)器人系列工具產(chǎn)品，一體化集成了真實(shí)環(huán)境機(jī)器人和外圍設(shè)備、運(yùn)動(dòng)屬性、運(yùn)動(dòng)科學(xué)、動(dòng)力科學(xué)和輸入 /輸出邏輯理論，可以產(chǎn)生精確的仿真模擬和程序。人體工程學(xué)的研究，為產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)全面考慮“人的因素 提供了人體結(jié)構(gòu)尺度，人體生理尺度和人的心理尺度等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可有效地運(yùn)用到交通類產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)中去。該學(xué)科在發(fā)展過程中，逐步打破了各學(xué)科之間的界限，并有機(jī)地融合了各相關(guān)學(xué)科的理論，不斷地完善自身的基本概念、理論體系、研究方法以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從而 形成了一門研究和應(yīng)用范圍都極為廣泛的綜合性邊緣學(xué)科。 在模型樹中選擇需要改變的視點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，雙擊回到初始設(shè)置狀態(tài)，然后調(diào)整視點(diǎn)， 51 完成之后雙擊該視點(diǎn)節(jié)點(diǎn)即完成了視點(diǎn)變換修改。 圖 613 Process 的甘特圖 9. 逆序過程設(shè)置。 圖 611 刪除部分聯(lián)系之后的 PERT 圖 圖 612 修改了動(dòng)作順序之后的 PERT 圖 8. 通過甘特圖修改各個(gè)動(dòng)作持續(xù)的時(shí)間。 在模型樹中點(diǎn)擊 Process，然后點(diǎn)擊圖標(biāo) ，打開 Process 的 PERT 圖，如圖 69所示。 圖 67 Recorder 工具條、播放器工具條、 Track 對(duì)話框 此時(shí)，可以通過拖動(dòng)羅盤的各個(gè)邊來移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)“流水線”，或則點(diǎn)擊操縱工具條上的圖標(biāo) ，彈出如圖 68所示的“用于羅盤控制的參數(shù)”對(duì)話框，通過輸入?yún)?shù)來控制“流水線”移動(dòng)具體和旋轉(zhuǎn)角度。如圖 66所示。 點(diǎn)擊圖標(biāo) ，然后點(diǎn)擊模型樹上的 Process，則在模型樹中添加了一個(gè) Change viewpoint 節(jié)點(diǎn)。在 DOF Controls 框中，定義“零部件”零件的旋轉(zhuǎn)角度為 90度，步進(jìn)值設(shè)為默認(rèn)，然后點(diǎn)擊 Create Activity 按鈕，在模型樹 Process 下添加一個(gè)動(dòng)作，如圖 64 所示。為了更好的區(qū)分 Product List 中的各個(gè)分支，可以將相應(yīng)的分支重新命名， DELMIA 支持在模 45 型樹中使用中文字符。 圖 511 COMAU 列表 44 圖 512 COMAU_SNAP 6 創(chuàng)建仿真 上面已經(jīng)建立裝配線模型，此部分的目的是建立一個(gè)仿真流程，實(shí)現(xiàn)仿真流程建立、流程修改等。 40 圖 54 IRB_1400型機(jī)器人 同理，我們進(jìn)入 “ ROBOLLB” 庫，點(diǎn)擊 YAMAHA，圖 55 所示對(duì)話框右側(cè)列表中會(huì)顯示 YAMAHA 公司所有型號(hào)機(jī)器人，拖動(dòng)滑塊，尋找 YAMAHA_II_DEFAULT 型，雙擊YAMAHA_II_DEFAULT，選擇放置位置，如圖 56所示，所選機(jī)器人就添加進(jìn)來了。 圖 51 進(jìn)入路徑 39 圖 52 目錄瀏覽器對(duì)話框 “ ROBOLLB”，點(diǎn)擊 ABB，圖 52 所示對(duì)話框右側(cè)列表中會(huì)顯示 ABB 公司所有型號(hào)機(jī)器人，拖動(dòng)滑塊，尋找 IRB_1400 型，雙擊 IRB_1400，如圖 53 所示。 全自動(dòng)生產(chǎn)將是制造發(fā)展趨勢，我們盡可能使用工業(yè)機(jī)器人。其次由于軟件是在全三 維環(huán)境下進(jìn)行仿真的，所以對(duì)于汽車裝配線的虛擬裝配仿真中，必須提供裝配中所需的所有零部件的三維模型，即汽車的所有零部件的數(shù)字化模型，還必須建立的車間裝配設(shè)備、物流設(shè)備、輔助設(shè)備等， 車間中模型元件的連接為：傳輸鏈卸料關(guān)鍵點(diǎn) —— 傳送帶 —— 11 個(gè)緩沖站 —— 57個(gè)裝配工作臺(tái) —— 裝配機(jī)器人或裝配工人 —— 下游傳送帶及物料補(bǔ)給，其中裝配工作臺(tái)有 57個(gè)輸入連接元件(Input Element)，即其上游的 57 個(gè)零件緩沖站。 3） 產(chǎn)品和制造資源的仿真在裝配順序仿真的基礎(chǔ)上，引入工裝等制造資源的三維實(shí)體模型，對(duì)產(chǎn)品和制造資源進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)仿真，以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品與制造資源發(fā)生干涉的問題。 圖 43加入資源信息表 3． DPE 中設(shè)計(jì)好的工藝過程導(dǎo)入 DPM 通過 PPR HUB 數(shù)據(jù)庫，將 DPE 中設(shè)計(jì)好的工藝過程導(dǎo)入 DPM 中進(jìn)行詳細(xì)的三 維的工藝驗(yàn)證和仿真。將已定義好的相關(guān)資源（如廠房、工裝，人等）加入到 DPE 環(huán)境中形成資源信息表。同時(shí)，數(shù)字化工廠支持 eBop的功能，也就是以工藝部門為服務(wù)器，以生產(chǎn)車間、質(zhì)量等相關(guān) 部門為客戶端，工 藝部門直接在軟件中發(fā)布新產(chǎn)品或者新版本的工藝文件，車間直接通過訪問服務(wù)器了解文件的更改情況。一般來講，零件的安裝方法都會(huì)以工藝卡片的文件形式來體現(xiàn)。輸出生產(chǎn)成本，計(jì)算物流成本在生產(chǎn)成本中的比重，提出報(bào)告并分析原因。 1) 分析生產(chǎn)線空間利用率； 2) 為不同的業(yè)務(wù)決策模擬運(yùn)行過程 (以最終綱領(lǐng)為依據(jù) )，分析生產(chǎn)線的負(fù)荷平衡問題，提高各種設(shè)備利用率，提高生產(chǎn)線的效率； 3) 確保系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)不會(huì)因?yàn)椴季直旧淼牟恢芏l(fā)生阻塞和干涉。因此裝配工藝規(guī)劃必須能對(duì)關(guān)鍵工位的操作步驟進(jìn)行分析和優(yōu)化，管理裝配偏差，改進(jìn)質(zhì)量。 1. 加工工藝規(guī)劃。底盤線包含缸體、缸蓋、曲軸等的機(jī)械加工生產(chǎn)線，底盤裝配線，以及發(fā)動(dòng)機(jī)檢測線和設(shè)備。 A B 33 4 DPE 汽車底盤裝配數(shù)字化工藝規(guī)劃平臺(tái)構(gòu)建 目前國內(nèi)整個(gè)汽車制造過程中處于重要地位的汽車裝配過程基本沿襲了數(shù)字量傳遞與模擬量傳遞相結(jié)合的工作模式，裝配工藝的設(shè)計(jì)主要采用計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)系統(tǒng) CAPP 系統(tǒng)進(jìn)行，但仍然停留在二維產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，與 CAD系統(tǒng)沒有建立緊密的聯(lián)系，協(xié)同設(shè)計(jì)工作基本沒 有實(shí)現(xiàn)，無法將裝配工藝過程、裝配零件及與裝配過程有關(guān)的制造資源緊密結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)裝配過程的仿真，無法在工藝設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行 3 維的虛擬工藝驗(yàn)證，零部件能否準(zhǔn)確安裝，在實(shí)際安裝過程中是否發(fā)生干涉、工藝流程、裝配順序是否合理，裝配工藝裝備是否滿足裝配需要，裝配人員及裝配工具是否可達(dá)、裝配操作空間是否具有開放性等一系列問題無法在裝配設(shè)計(jì)階段得到有效驗(yàn)證。必須進(jìn)行檢查和修正。 如圖 329，單擊菜單中“分析”下“物料清單”，出現(xiàn)如圖 330 所示定義物料清單對(duì)話框，定制所需選項(xiàng)，單擊“另存為”，將文檔另存為 表格，如圖 331 所示。 29 圖 328 總裝結(jié)構(gòu)樹 在汽車底盤的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)底盤進(jìn)行虛擬裝配，可以滿足工程人員查看有關(guān)裝配問題的需要，幫助他們做出決策，例如安排零部件的拆裝方 向和軌跡、確定零部件在拆裝過程中所需的空間、選擇零部件配合公差等，從而選擇合適的裝配工藝以及制定更加詳細(xì)的裝配流程，并將其應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，達(dá)到在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提高裝配精度的目的。 圖 325 裝配約束工具條 28 圖 326 前橋裝配約束結(jié)構(gòu)樹 后橋子裝配 圖 327后橋裝配約束結(jié)構(gòu)樹 根據(jù)汽車底盤裝配要求，同理對(duì)后橋進(jìn)行裝配 .添加相應(yīng)裝配特征，進(jìn)行裝配約束。 27 圖 323 固定架 使用同樣的方法完成前橋其他零件的設(shè)計(jì)，如圖 324所示，零件位于裝配結(jié)構(gòu)樹上。裝配設(shè)計(jì)占用創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程的大部分時(shí)間周期，自頂向下設(shè) 計(jì)可以協(xié)同設(shè)計(jì)，能有效提高效率。在建模過程中，全部由用螺栓進(jìn)行擰緊，擰緊后的一個(gè)整體視為同一個(gè)零件，如圖 321為前橋整機(jī)裝配三維模型。因而需對(duì)汽車底盤進(jìn)行虛擬裝配，進(jìn)行干涉驗(yàn)證，生成 EBOM表。 圖 317 定義前橋本體縱梁拉伸切除參數(shù) 圖 317拉伸切除實(shí)體 18. 特征、細(xì)節(jié)操作 最終通過鏡像操作、倒角等細(xì)節(jié)操作得到如圖 318 所示實(shí)體。完全約束。檢查草圖，輪廓線完成封閉，單擊“ ”命令，退出草圖模式。檢查草 21 圖，輪廓線完成封閉，單擊“ ”命令，退出草圖模式。檢查草圖，輪廓線完成封閉，單擊“ ”命令，退出草圖模式。檢查草圖，輪廓線完成封閉，單擊“ ”命令，退出草圖模式。 圖 35拉伸參數(shù)選項(xiàng)卡 圖 35拉伸凹槽實(shí)體 6. 創(chuàng)建前橋本體裝配孔草圖 選擇 XZ平面，在 XZ 平面上繪制如圖 36所示的草圖，并且完全定義。如圖 33左圖所示，拉伸的實(shí)體如圖 33右圖所示。 圖 31新建零件對(duì)話框 圖 31定義零部件名稱 2. 繪制草圖 選擇輪廓線命令，畫出如圖 32所示的草圖輪廓線，對(duì)草圖進(jìn)行幾何和尺寸約束。應(yīng)用 DELMIA構(gòu)建 QOROS汽車底盤數(shù)字化工藝規(guī)劃平臺(tái)，對(duì)裝配過程、關(guān)鍵工位的人機(jī)工程進(jìn) 行仿真和虛擬投產(chǎn)，驗(yàn)證工藝規(guī)劃， 15 及早發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化解決；生成相關(guān)文檔，為生成應(yīng)用提供依據(jù)。利用驗(yàn)證的結(jié)果可分析出產(chǎn)品的可制造性、可達(dá)性、可拆卸性和可維護(hù)性。 DPE 為數(shù)字化工藝規(guī)劃平臺(tái)，是產(chǎn)品工藝和資源規(guī)劃應(yīng)用的平臺(tái)。制造部門需要利用標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)來衡量各種因素的影響并及時(shí)采取相應(yīng)措施，維護(hù)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。 6. QOROS裝配流水線的節(jié)拍 流水線的節(jié)拍 R＝ 日實(shí)際工作時(shí)間（ TS） /日產(chǎn)量（ N）； 96S=28800(TS)/300(N)； 日實(shí)際工作時(shí)間（ TS）＝日理論工作時(shí)間 X流水線開動(dòng)率； 流水線的節(jié)拍實(shí)際就是車身從一個(gè)工位的起始點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)的時(shí)間。目前 2021 年上半年的統(tǒng)計(jì)三種車型的預(yù)測產(chǎn)量配比如表 1，但每天實(shí)際的車型配比會(huì)在這個(gè)預(yù)測值旁波動(dòng)。 4. 裝配工藝調(diào)整頻繁。 轎車不同零部件的安裝對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)影響不同，不能一概而論。 多數(shù)工位都有應(yīng)用動(dòng)力工具操作，動(dòng)力工具主 要用來緊固固定件，如螺栓、螺母等；也有其他方面應(yīng)用，如密封條平壓、打磨等工具，應(yīng)用頻率相對(duì)較少。這些作業(yè)內(nèi)容中，從拿取卡子在車上進(jìn)行緊固到應(yīng)用工裝夾具安裝頂棚與發(fā)動(dòng)機(jī)等，都需要依賴線上工人完成 (目前機(jī)器人數(shù)量較少、普及率較低 )。 究竟是否具備這些功能，還要經(jīng)生 12 產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，在實(shí)際生產(chǎn)中驗(yàn)證。 在 底盤 生產(chǎn)中，裝配線是 底盤 最終狀態(tài)、最終結(jié)構(gòu)、最終精度的展示，對(duì)確保 底盤 的精度、質(zhì)量 至關(guān)重要。 目前， 底盤 裝配線采用現(xiàn)場總線控制方式，通過現(xiàn)場分布 I/O統(tǒng)一控制裝配線的運(yùn)行及完成各工位間的通訊。 汽車 底盤 裝配線主要包括總裝線、分裝線、工位器具及線上工具等。涵蓋了：發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、前后橋等重要部件的裝配。而且，必須從概念設(shè)計(jì)、初步規(guī)劃和規(guī)劃直到生產(chǎn)出產(chǎn)品的整個(gè)階段，提供了 廣泛的規(guī)劃支持類型來滿足所有這些需求。 2 觀致汽車數(shù)字化裝配需求 觀致汽車有限公司 (QOROS)是一家全新的國際化汽車公司，致力于打造第一個(gè)源自中國享譽(yù)世界的汽車品牌。 本課題的應(yīng)用價(jià)值在于： １）完成裝配工藝規(guī)劃，工時(shí)分析，安裝路徑分析 ２）數(shù)字化生產(chǎn)工藝規(guī)劃，直接產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書 ３）實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)，車間級(jí)，班組級(jí)，直觀信息共享 ４）人機(jī)工程：工作姿態(tài)分析，抓取分析，疲勞評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) ５）平衡生產(chǎn)線生產(chǎn)仿真 ６）鼓勵(lì)設(shè)計(jì) /工藝方案的創(chuàng)新 ７）及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，確保設(shè)計(jì)的合理性 ８）調(diào)高供應(yīng)商應(yīng)對(duì)能力 ９）優(yōu)化物流方案 10)全面改進(jìn)企業(yè)的組織管理工作，提高企業(yè)整體運(yùn)作及全面最優(yōu)決策的效能和市場競爭力。重點(diǎn)闡述汽車底盤的數(shù)字化裝配的數(shù)字化工廠具體應(yīng)用設(shè)計(jì)。國內(nèi)以清華大學(xué)、上海交大為主的高等院校正在開展基礎(chǔ)技術(shù)研究，正處于理論體系初步研究階段。日本 Matsushita公司開發(fā)的虛擬廚房設(shè)備制造系統(tǒng)，允許消費(fèi)者在購買商品前，在虛擬的廚房環(huán)境中體驗(yàn)不同設(shè)備的功能，按自己的喜好價(jià)、選擇和重組這些設(shè)備，他們的選擇將被存儲(chǔ)并通過網(wǎng)絡(luò)送至生產(chǎn)部 門進(jìn)行生產(chǎn)，受到用戶的好評(píng) 【 3】 。 數(shù)字化設(shè)計(jì)作為信息時(shí)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)重要的發(fā)展方向，也成為我們?cè)O(shè)計(jì)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)所在。從狹義講，數(shù)字化工廠可理解為一座“虛擬工廠”，即設(shè)計(jì)人員利用軟件提供的仿真環(huán)境對(duì)產(chǎn)品及生產(chǎn)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化，以加快產(chǎn)品從構(gòu)思到投產(chǎn)的周期，減少失誤、降低成本。 基于網(wǎng)絡(luò)的制造已經(jīng)成為 21 世紀(jì)的主要制造模式，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合，快速形成虛擬網(wǎng)絡(luò)企業(yè)聯(lián)盟，充分利用社會(huì)資源，協(xié)作開展產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)、制造、銷售、采購和管理等產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務(wù)活動(dòng)。 ERP 系統(tǒng)集中信息技術(shù)與先進(jìn)的管理思想于一身，成為現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)行模式，反映時(shí)代對(duì)企 業(yè)合理調(diào)配資源，最大化地創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的要求，成為企業(yè)在信息時(shí)代生 8 存、發(fā)展的基石。它管理的是產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的全部數(shù)據(jù)。 CAPP 的開發(fā)、研制是從 60年代末開始的，在制造自動(dòng)化領(lǐng)域， CAPP 的發(fā)展是最遲的部分。有限元分析可完成力學(xué)分析 (線性 、 非線性 、 靜態(tài) 、 動(dòng)態(tài) )；場分析 (熱場、電場、磁場等 )；頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。 2. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 (CAD／ CAM)。 1. 計(jì)算機(jī)輔助工