【正文】 本項目系統(tǒng)可以很好的容納現(xiàn)有的板料成形CAE系統(tǒng)，并在“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 基礎(chǔ)上對車身及覆蓋件進(jìn)行快速準(zhǔn)確的工藝評審方案制定。 本系統(tǒng)的核心部分“ 汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 已取得國家科技部中小型企業(yè)創(chuàng)新基金資助，并通過驗收。項目產(chǎn)品是否通過技術(shù)檢測 尚未取得。利用逆向工程技術(shù)對測定的典型覆蓋件 CAE 數(shù)值模擬時的主要影響因子系數(shù)進(jìn)行修正，形成了主要影響因子系數(shù)數(shù)據(jù)庫。三、項目技術(shù)成熟性項目階段項目所處階段 研發(fā) 項目產(chǎn)品銷售情況 無銷售關(guān)鍵技術(shù)成熟性分析成熟關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過四年的開發(fā)工作和運(yùn)用，依托公司豐富的沖壓技術(shù)經(jīng)驗知識和研發(fā)隊伍的實力， “汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 不僅研發(fā)成功通過驗收，而且到目前為止，已經(jīng)應(yīng)用于多個項目的開發(fā)，并取得滿意的效果，使得 CAE 數(shù)值模擬技術(shù)在生產(chǎn)實踐中發(fā)揮更大的作用。項目技術(shù)實現(xiàn)主要面臨的風(fēng)險及應(yīng)對措施由于現(xiàn)有 CAE 軟件系統(tǒng)功能并不完善，利用快速模面技術(shù)設(shè)計的模面隨意性比較大，所建立的有限元分析模型無法完全滿足評審方案的要求，對于33 / 60一些比較復(fù)雜的設(shè)計無法達(dá)到在 CAD 系統(tǒng)中所完成模面的精度，這將對后續(xù)的分析結(jié)果造成一定的誤差。在 CAE 系統(tǒng)中可采用參數(shù)化的方法方便直觀地修改成形模面的網(wǎng)格，調(diào)整后的有限元模型可以直接用于分析，無須重新設(shè)置成形過程參數(shù)，避免了從幾何模型到有限元模型的反復(fù)，可大大簡化成形性分析過程。項目研究的總體技術(shù)路線為：（以下 1～9 步已在前期完成）研制試驗裝置，確定沖壓成形的主要影響因子；由工藝設(shè)計師提出可行性工藝草案；用相關(guān) CAE 軟件的給定參數(shù)（如材料參數(shù)、邊界條件）進(jìn)行數(shù)值模擬；將確定的工藝方案進(jìn)行試驗性生產(chǎn)，利用逆向工程技術(shù)還原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并與初始數(shù)型比較，修正 CAE 給定參數(shù)；30 / 60重復(fù) 4 步，直到結(jié)果滿意為止；將上述經(jīng)修正的參數(shù)按汽車結(jié)構(gòu)分類存儲；將上述經(jīng)驗證無誤的沖壓工藝方案收集起來，存儲入庫；建立針對不同覆蓋件的不同 CAE 軟件的主要影響因子數(shù)據(jù)庫；建立汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)；根據(jù)“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” ，制定分析評審草案，并利用有限元逆算法對車身及覆蓋件進(jìn)行初步的成形性分析；1結(jié)合初步成形信息，根據(jù)“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 制定更為準(zhǔn)確的成形性評審方案；1在 CAE 系統(tǒng)中完成工藝評審方案所要求的快速模面設(shè)計，建立完全參數(shù)化的有限元分析模型，并形成快速模面設(shè)計事例庫；1先采用有限元逆算法進(jìn)行初步的成形分析，最后再結(jié)合增量法完成精確的成形性驗證，同時對模擬結(jié)果進(jìn)行分析建立快速數(shù)值模擬知識庫；1結(jié)合“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 中的工藝知識庫和 CAE 分析結(jié)果，進(jìn)行綜合的沖壓工藝性評審，并根據(jù)評審結(jié)果提出產(chǎn)品修改方案，從而建立快速成形性分析模塊；1將“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 和快速成形性分析模塊進(jìn)行系統(tǒng)集成，建立“車身開發(fā)同步快速成形性分析系統(tǒng)” 。在這個過程中采用的關(guān)鍵技術(shù)有：1）采用快速模面技術(shù)與“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 相結(jié)合，在覆蓋件數(shù)模的基礎(chǔ)上按照制定的評審方案快速地建立起有限元分析模型，這就減少了有限元分析模型與幾何數(shù)型之間的反復(fù)，實現(xiàn)快速建立工藝評審方案的分析模型，并建立快速模面設(shè)計事例庫；2）在快速建立評審方案有限元分析模型之后，采用有限元逆算法和增量法的配合使用來實現(xiàn)快速的數(shù)值模擬，減少數(shù)值模擬時間，有效地配合成形性評審方案的快速驗證與分析，同時對模擬結(jié)果進(jìn)行分析建立快速數(shù)值模擬知識庫；3）引入同步工程理論，針對車身開發(fā)周期短的特點(diǎn)，建立對車身和覆蓋件設(shè)計的快速成形性分析和工藝評審流程；4）在“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 的基礎(chǔ)上，增加 快速模面設(shè)計事例庫和快速數(shù)值模擬知識庫，添加快速模面設(shè)計、快速數(shù)值模擬分析、沖壓工藝性評審、產(chǎn)品修改方案的制定等模塊，將快速成形性分析模塊實現(xiàn)集成，完善原有系統(tǒng)功能，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建基于 Web 平臺的用戶界面，完成 “車身開發(fā)同步快速成形性分析系統(tǒng)” 。這種修正可以充分考慮覆蓋件在實際生產(chǎn)中所受到的各方面因素的影響，只要保證逆向工程中的精度，即可取得滿意的主要影響因子系數(shù)修正值；2）當(dāng)影響汽車覆蓋件沖壓成形的主要因子系數(shù)得到修正后，將獲得期望的沖壓效果，然后將此覆蓋件的沖壓工藝方案收集整理，形成汽車覆蓋件沖壓工28 / 60藝方案的事例庫。而國外研發(fā)的一些板料成形 CAE 系統(tǒng)如 Autoform、Dynaform 等都集成了模面設(shè)計功能模塊，但是完全依賴這些軟件設(shè)計的模面隨意性比較大，無法完全滿足具體工程的要求，必須得結(jié)合豐富的沖壓技術(shù)知識經(jīng)驗才能較準(zhǔn)確地完成快速模面設(shè)計。同步工程作為整合汽車設(shè)計、制造以及相關(guān)過程的工程理念，在國外汽車行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。技術(shù)創(chuàng)新在“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 建立過程中首次提出利用逆向工程技術(shù)對不同覆蓋件、不同 CAE 軟件數(shù)值模擬主要影響因子系數(shù)進(jìn)行修正的方法； “汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)” 創(chuàng)新性地建立了數(shù)值模擬參數(shù)庫和工藝事例庫，實現(xiàn)了工藝設(shè)計方案的類比查詢功能，可以大幅度提高模具設(shè)計制造效率，縮短模具設(shè)計制造周期，降低制造成本；自行研制了拉延筋阻力測試的試驗裝置，有效地降低了試模成本和試模周期，為利用逆向工程技術(shù)修正數(shù)值模擬主要影響因子系數(shù)提供了保障；根據(jù)車身開發(fā)周期短的特點(diǎn)，憑借公司豐富的工程實踐經(jīng)驗和沖壓技術(shù)知識，建立車身及覆蓋件的快速成形性分析和工藝評審流程；首次采用 CAE 技術(shù)中的快速模面技術(shù)與“汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)”相結(jié)合，制定初步的沖壓工藝成形性評審方案，在 CAE 環(huán)境下按照評審方案要求快速地建立準(zhǔn)確有效的有限元分析模型，并建立快速模面設(shè)計事例庫；創(chuàng)新性地采用有限元逆算法和增量法在不同分析階段上的配合使用，在分析初期為制定工藝評審方案提供初步成形信息，并在建立評審方案的有限元分析模型之后，進(jìn)行快速的數(shù)值模擬，大大減少數(shù)值模擬時間，有效地配合評審方案的快速驗證與分析，同時對模擬結(jié)果進(jìn)行分析建立快速數(shù)值模擬知識庫。國家相關(guān)行業(yè)許可證尚未獲得。系統(tǒng)的框架圖如圖3所示。圖 6 逆算法模擬結(jié)果24 / 60圖 7 增量法模擬結(jié)果整個數(shù)值模擬過程，逆算法耗時 520 秒，而增量法耗時 11744 秒，為逆算法的 22 倍，在計算效率上增量法遠(yuǎn)不如逆算法；從后處理結(jié)果可以看出，增量法能夠?qū)Π辶铣尚芜^程的每一步進(jìn)行模擬，并且準(zhǔn)確度要比逆算法高的多，相對逆算法來說更符合工藝分析的要求。其模面參數(shù)修改界面如圖 5 所示： 圖 5 直觀的模面參數(shù)修改界面2）利用有限元逆算法與增量法完成板料成形的快速數(shù)值模擬覆蓋件本體數(shù)模工藝補(bǔ)充面壓料面23 / 60本項目首先采用有限元逆算法初步驗證車身和覆蓋件的成形性，再結(jié)合增量法進(jìn)行數(shù)值模擬，快速完成更為精確的成形性驗證，從而得到準(zhǔn)確的工藝成形性分析結(jié)果。 (2)汽車車身開發(fā) 同步快速成形性分析模塊本項目模塊以車身開發(fā)過程中的工程化階段作為切入點(diǎn)，從覆蓋件品質(zhì)、模具結(jié)構(gòu)、操作性、生產(chǎn)線布置、成本等因素出發(fā)，建立快速車身及覆蓋件的快速成形性分析和工藝評審流程，采用快速模面設(shè)計技術(shù)建立分析方案的有限元分析模型，通過有限元逆算法和增量法的配合使用完成快速準(zhǔn)確的評審方案驗證和分析，提出切實可行的產(chǎn)品修改方案、制定出精確的沖壓工藝方案。6) 設(shè)計出以模式識別為主的事例比較和查詢方法，形成汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)。4) 建立主要影響因子系數(shù)數(shù)據(jù)庫。3) 針對不同覆蓋件，確定對應(yīng)的不同 CAE 軟件數(shù)值模擬主要影響因子系數(shù)。20 / 60模具 板料材 質(zhì) 料寬(mm) 料厚(mm) 拉延阻 力(N) 壓邊力 (N) μ Μ(均) 11794 16729 SPCE 20577 13229 6059 17729 ST14HF90 表 1單圓拉延筋阻力 方拉延筋阻力板料材質(zhì) 試驗結(jié)果 數(shù)值模擬結(jié)果 試驗結(jié)果數(shù)值模擬結(jié)果SPCE 177．8N/mm ST14HF 178．8N/mm 表 2由比較結(jié)果可以看出試驗與數(shù)值模擬結(jié)果基本吻合，表明拉延筋數(shù)值模擬結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性，其結(jié)果可用于拉延成形數(shù)值模擬。19 / 60完成集成之后的“ 車身開發(fā)同步快速成形性分析系統(tǒng)” 框架如圖 3 所示。在該系統(tǒng)中解決了如下關(guān)鍵技術(shù)：? 通過試驗確定影響汽車覆蓋件沖壓成形數(shù)值模擬的因子系數(shù)；? 利用逆向工程技術(shù)對主要影響因子系數(shù)進(jìn)行修正；? 針對不同覆蓋件，確定對應(yīng)的不同 CAE 模擬軟件主要影響因子系數(shù)；? 建立主要影響因子系數(shù)數(shù)據(jù)庫；? 成形工藝分析，建立工藝事例庫。第二章 項目技術(shù)方案一、項目總體技術(shù)方案總體技術(shù)方案項目所依據(jù)的技術(shù)原理同步工程作為一種整合汽車開發(fā)過程的工程理論，其應(yīng)用核心是在汽車車身開發(fā)設(shè)計階段，同步地進(jìn)行相關(guān)的制造、支持過程，將后序的各個影響因素考慮到前期開發(fā)設(shè)計中。姓名 身份證件號碼學(xué)歷 本科 所學(xué)專業(yè)目前與企業(yè)關(guān)系 非股東 畢業(yè)學(xué)校手機(jī) 通信地址16 / 60自我陳述（經(jīng)歷） 本人于1978年至1987年在汽車廠模具科擔(dān)任工藝組長，1987年至1997年擔(dān)任微型汽車廠沖壓車間副主任，1997年至2022年擔(dān)任微型汽車廠技術(shù)科科長，2022年至2022年擔(dān)任微型汽車廠技術(shù)科副總工，2022至今在公司任高級技術(shù)顧問。曾在多家期刊上發(fā)表論文，至今已發(fā)表的有“三維CAD環(huán)境下汽車覆蓋件拉延工藝設(shè)計” 、“汽車覆蓋件拉延工藝虛擬設(shè)計/制造”、“ 汽車覆蓋件成型中拉延筋阻力的試驗研究與數(shù)值仿真”、 “汽車覆蓋件拉延工藝 CAD設(shè)計” 、“Sheet metal Forming Simulation and its Application in Stamping Process of Automobile Panels”；曾經(jīng)主持并重點(diǎn)開發(fā)的項目包括：汽車覆蓋件沖壓成型CAE—數(shù)字化虛擬分析應(yīng)用技術(shù)研究、管材液壓脹形中摩擦與潤滑研究、汽車覆蓋件模具設(shè)計向?qū)А⑵嚫采w件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)、車身模具快速設(shè)計與制造系統(tǒng)、汽車覆蓋件模具成本分析系統(tǒng)等，并申請了《反向斜楔翻邊裝置》的專利。公司認(rèn)為，在本行業(yè)的專業(yè)領(lǐng)先定位是避免風(fēng)險的根本保證。在保證研發(fā)系統(tǒng)功能的前提下最大限度的縮短研發(fā)周期，以使系統(tǒng)的發(fā)展可以滿足迅速變化的客戶需求，獲得客戶的認(rèn)可，確保系統(tǒng)的專業(yè)性和領(lǐng)先性。所以在為各汽車制造商提供技術(shù)服務(wù)時，盡管本系統(tǒng)的設(shè)計思路和應(yīng)用效果更加符合國內(nèi)汽車廠家的需求，但仍舊面臨著國外技術(shù)的挑戰(zhàn)。因此公司面臨著人才的增加不能與公司的高速發(fā)展相匹配的風(fēng)險以及人才流失的風(fēng)險。如何能利用本項目系統(tǒng)為國產(chǎn)汽車增強(qiáng)競爭力，在保證其整體良性發(fā)展的同時使本項目系統(tǒng)有一個持續(xù)發(fā)展和提高的12 / 60平臺，是本公司現(xiàn)在正在研究的問題。從最初的虧損10萬元到2022年實現(xiàn)轉(zhuǎn)虧為贏。該項目針對當(dāng)前CAE應(yīng)用中的諸多11 / 60缺陷，在汽車覆蓋件沖壓工藝數(shù)值模擬的過程中，首次應(yīng)用逆向工程技術(shù)與初始數(shù)據(jù)模型相對照的方法，修正影響成形的主要因子系數(shù)，形成因子系數(shù)數(shù)據(jù)庫，并以此為依據(jù)完善工藝方案，將成熟的工藝匯集成工藝事例數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用中設(shè)計人員可通過類比查詢直接使用，從而形成比現(xiàn)有CAE軟件更加實用、可靠的全新的汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)。重大項目開發(fā)與主要產(chǎn)品上市通過不斷的人才積累和科技創(chuàng)新，公司正在逐漸發(fā)展壯大，國內(nèi)的市場范圍也在不斷擴(kuò)大。10 / 60 “汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)”項目獲得2022年度天津市高新區(qū)技術(shù)創(chuàng)新獎。目前企業(yè)無應(yīng)收呆死帳款，所以應(yīng)付帳款能夠及時支付。為資金集中管理、監(jiān)督控制、規(guī)避風(fēng)險提供可靠保證，實現(xiàn)企業(yè)管理信息化。3．及時總結(jié)分析資金使用狀況、提出有效使用資金方案。先根據(jù)企業(yè)的整體資金狀況確定每個項目的使用額，再根據(jù)項目的進(jìn)度情況具體分配，進(jìn)行精確的成本控制。資金管理能力本企業(yè)財務(wù)部主管同志1986年畢業(yè)于天津市化工局職工大學(xué)，工業(yè)會計專業(yè)本科畢業(yè)，一直從事財務(wù)管理工作，1988年取得會計師資格，具有多年的財務(wù)管理經(jīng)驗。公司取得的《查新報告》證明了本系統(tǒng)目前在國內(nèi)市場處于空白，在汽車車身設(shè)計及汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。公司曾先后為上海通用、上海大眾、一汽大眾、長安福特、天津豐田、安徽奇瑞、北京比亞迪、陜西重型汽車有限公司、安徽華陽汽車有限公司、日本Takatsu Mfg公司、泰國Summit 汽車部件有限公司、天津汽車模具有限公司、日本豐田鐵工等國內(nèi)外知名汽車公司及模具制造公司提供了沖壓件工藝設(shè)計、零部件的工藝和模具設(shè)計等服務(wù)，用戶反饋效果良好，為公司在業(yè)界贏得了很好的聲譽(yù)。研發(fā)部通過與市場部的緊密合作，近年來結(jié)合市場需求成功開發(fā)的項目有：汽車覆蓋件沖壓成型CAE—數(shù)字化虛擬分析應(yīng)用技術(shù)研究、汽車覆蓋件模具設(shè)計向?qū)到y(tǒng)、汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計系統(tǒng)、車身模具快速設(shè)計與制造系統(tǒng)等。本系統(tǒng)在汽車車身開發(fā)過程中提供快速工藝成形性分析評審，提高汽車車身設(shè)計的質(zhì)量，減少開發(fā)成本和風(fēng)險，縮短開發(fā)周期，并可輔助汽車模具設(shè)計與制造過程中的工藝設(shè)計，制定準(zhǔn)確的工藝方案。針對本項目系統(tǒng)處于研發(fā)時期，現(xiàn)有客戶不是很多的情況，公司通過一系列的宣傳手段，加大對本項目系統(tǒng)的宣傳力度，提高本項目系統(tǒng)的市場認(rèn)知程度。市場策劃公司市場部負(fù)責(zé)市場策劃工作。并負(fù)責(zé)制定切實可行的市