淺談虛擬制造技術(shù)與汽車制造工藝的發(fā)展

賈 雪（北京汽車研究總院有限公司,北京101300）

淺談虛擬制造技術(shù)與汽車制造工藝的發(fā)展

賈 雪
（北京汽車研究總院有限公司,北京101300）

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生活水平質(zhì)量不斷上升，在這種背景下，推動(dòng)了我國汽車行業(yè)發(fā)展。結(jié)合我國當(dāng)前發(fā)展趨勢，虛擬制造技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文在介紹我國虛擬制造技術(shù)的發(fā)展歷程中，通過分析和總結(jié)，評述其技術(shù)現(xiàn)狀，研究未來發(fā)展方向。以此推動(dòng)我國制造技術(shù)的快速進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：虛擬制造技術(shù)；計(jì)算機(jī)信息技術(shù)；汽車制造工藝；發(fā)展

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)為制造行業(yè)發(fā)揮了空前作用，促進(jìn)了我國制造行業(yè)邁入高速化發(fā)展時(shí)期。整個(gè)行業(yè)都向自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化發(fā)展。由此出現(xiàn)了許多的新型制造模式，其中虛擬制造技術(shù)就是最重要的一種。簡而言之，虛擬制造技術(shù)就是根據(jù)市場需要，通過計(jì)算機(jī)建模和仿真作用進(jìn)行三維虛擬設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)模擬、程序仿真、裝配調(diào)試，等使制造工藝更加簡潔方便，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，大大節(jié)約開發(fā)時(shí)間和設(shè)計(jì)成本，此外它不消耗任何能源，節(jié)能省時(shí)，低能高效，因此，近年來，在汽車制造中獲得了廣泛推廣及應(yīng)用。

1 虛擬制造技術(shù)概況

虛擬制造技術(shù)是創(chuàng)始于20世紀(jì)末期的新型先進(jìn)技術(shù)，通過對產(chǎn)品性能進(jìn)行模擬和預(yù)測，綜合運(yùn)用建模、仿真、測試等技術(shù)改進(jìn)設(shè)計(jì)加強(qiáng)生產(chǎn)。由于其廣泛的應(yīng)用前景，許多發(fā)達(dá)國家都紛紛對其進(jìn)行研究，不少國家取得了很大的進(jìn)展。同時(shí)，我國許多高等學(xué)府的科研單位也投入了研究工作，且在技術(shù)取得了一定的成就。虛擬制造技術(shù)研究方向廣闊，內(nèi)容復(fù)雜，這與不同的應(yīng)用技術(shù)和研究對象有著緊密聯(lián)系。雖然我國開始接觸時(shí)間不長，但是科研人員對虛擬制造技術(shù)已經(jīng)有了獨(dú)到的見解。

1.1 虛擬制造技術(shù)的基本特點(diǎn)

采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行高度集成和全方位仿真。通過組合資源、過程、產(chǎn)品等模型仿真設(shè)計(jì)經(jīng)營方案、生產(chǎn)活動(dòng)等行為。不斷優(yōu)化各類配置，由此可保證制造系統(tǒng)的合理性和科學(xué)性。這些因素都為當(dāng)前我國汽車行業(yè)的發(fā)展提供了更多的平臺(tái)。而在實(shí)際操作中，虛擬制造技術(shù)就是通過計(jì)算機(jī)的映射對其本質(zhì)進(jìn)行體現(xiàn)。在控制流、物質(zhì)流、信息流的相互協(xié)調(diào)作用下，成功體現(xiàn)生產(chǎn)制作過程。因?yàn)樘摂M制造過程可以在實(shí)際制造之前預(yù)測其性能，并且可通過數(shù)字形式反饋出來。所以這樣可以大大降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)爭取更大效益。

1.2 虛擬制造技術(shù)的優(yōu)勢

第一、減短產(chǎn)品研制周期，按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程需要經(jīng)歷設(shè)計(jì)、修改、生產(chǎn)等流程。在試制平生產(chǎn)出來之后再進(jìn)行信息反饋，這樣復(fù)雜而又繁瑣。而在虛擬生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)需要隨時(shí)檢驗(yàn)和預(yù)測，方便操作和改正；第二、增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)制造過程中運(yùn)用虛擬技術(shù)可以對各類生產(chǎn)方案就行修改和仿真，最大程度的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，這與傳統(tǒng)方式下的生產(chǎn)模式形成鮮明的對比；第三、降低生產(chǎn)成本和資源損耗，傳統(tǒng)方式的制造生產(chǎn)需要消耗大量的人力物力，而虛擬制造生產(chǎn)完全不同，一切通過電腦完成，直接減少了能源浪費(fèi)和成本損失；第四、通過虛擬制造技術(shù)，生產(chǎn)者可以隨時(shí)監(jiān)控了解產(chǎn)品的性能和進(jìn)度，這有助于企業(yè)避免生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。由于虛擬制造技術(shù)的大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用，許多科技建設(shè)中，例如、航空、軍事、鐵路等領(lǐng)域都運(yùn)用了虛擬制造技術(shù)。

2 汽車制造工藝的發(fā)展

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，競爭越來越激烈。消費(fèi)者對車輛外形和質(zhì)量都有了更高的要求。這就導(dǎo)致生產(chǎn)者必須在制造工藝上不斷改革。因此汽車制造技術(shù)的革新給人們帶來了新的發(fā)展和機(jī)遇。

汽車制造工藝的特點(diǎn)：先進(jìn)的制造工藝是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而來的，它保留了傳統(tǒng)技術(shù)的核心技術(shù)又融合了先進(jìn)技術(shù)的科研成果。新型的汽車制造工藝貫穿于整個(gè)生產(chǎn)和銷售過程，包括產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)、前期準(zhǔn)備、生產(chǎn)制造、以及售后處理等一些內(nèi)容。近年來，我國不斷采用新技術(shù)制造汽車并取得了很大成就，但是與發(fā)達(dá)國家相比還存有很大差距。第一、發(fā)達(dá)國家多采用計(jì)算機(jī)管理模式，十分關(guān)注生產(chǎn)模式的發(fā)展，推行ΑM、LP、JIΤ等技術(shù)思想。然而我國只有部分企業(yè)采取了計(jì)算機(jī)式管理。第二、許多發(fā)達(dá)國家都不停更新數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，不斷采用新型設(shè)計(jì)方式，全面運(yùn)用CΑD等技術(shù)。進(jìn)行計(jì)算機(jī)化無圖紙生產(chǎn)。但是我國的CΑD發(fā)展遠(yuǎn)落后于其他國家。第三、發(fā)達(dá)國家普遍使用高精密的加工儀器，進(jìn)行微加工、精加工、使用納米和激光技術(shù)等新加工方式。這在我國來說，尚在學(xué)習(xí)研究階段。第四、歐美等發(fā)達(dá)國家基本采用：數(shù)控技術(shù)、FMC、CIMS、FMS等新型科技實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、集成化、智能化。一汽和二汽是中國的汽車制造行業(yè)的先驅(qū)，30多年來，二汽得到了巨大發(fā)展，同時(shí)全球的汽車行業(yè)也不斷壯大。最先進(jìn)的技術(shù)科研成果都在汽車行業(yè)得到了充分體現(xiàn)。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，目前我國已經(jīng)擁有各類汽車制造和生產(chǎn)廠商近6000余家，總值遠(yuǎn)超出萬億。前五名汽車生產(chǎn)企業(yè)的集中度高達(dá)75%，汽車使用普及率更是高達(dá)270輛/千人，而發(fā)達(dá)國家的汽車化水平高達(dá)430/千人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國家2006年的汽車行業(yè)總產(chǎn)值高達(dá)16000多億人民幣，這約占全國2.8%的GDP。從1998年6月到2007年12月之間，人均年份產(chǎn)量增長率均高于12%，最高年產(chǎn)量增長率甚至超過30%。汽車一直是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，整個(gè)汽車行業(yè)的員工隊(duì)伍多達(dá)1000多萬人，其他與之相關(guān)行業(yè)更是多達(dá)3000多萬人。納稅值超過5000多億人民幣。

3 結(jié)束語

雖然我國的虛擬制造技術(shù)和汽車制造工藝在近年來取得了空前發(fā)展，但是技術(shù)和設(shè)備相對于發(fā)達(dá)國家來說十分落后，缺少先進(jìn)的管理理念和強(qiáng)大科研隊(duì)伍，不同技術(shù)之間發(fā)展不均衡，焊接技術(shù)、沖壓技術(shù)、涂裝技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備都需要進(jìn)口，此外研發(fā)資金投入不足，人才缺失等都是我國汽車制造工藝相對落后的主要原因。針對這些現(xiàn)有問題和差距，生產(chǎn)商應(yīng)該不斷的自我學(xué)習(xí)，時(shí)刻緊隨核心技術(shù)的研發(fā)，認(rèn)識(shí)技術(shù)差距，進(jìn)一步深入研究關(guān)鍵技術(shù)，尤其是仿真和建模等集成系統(tǒng)。只有通過全國乃至全世界研究隊(duì)伍的共同努力，數(shù)字化、信息化、智能化、自動(dòng)化的時(shí)代才能早日來臨。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉燕.淺談敏捷制造[J].科技信息,2009(13):745.

[2]崔鑫,時(shí)蕾,夏伯乾等.淺談虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械,2011(06):10-12.