數字化制造技術在汽車質量管理中的應用

王東旭

摘要：在汽車的質量管理中，數字化的制造技術的運用為汽車的質量提供了良好的保證。隨著電子技術興起，數字化生產成為世界研究的課題。汽車生產過程的數字化管理就是利用虛擬仿真科技，在汽車生產的各個環節進行模擬。數字化制造技術的運用不僅能夠提前發現生產時遇到的各種問題，還可以大大節約生產的時間和成本。本文介紹了數字化制造技術的基本內涵和工作流程，數字化制造技術在質量控制領域的應用；

關鍵詞：汽車質量；數字化制造；運用分析

本文首先分析了汽車質量管理中的數字化工作模式，然后分析了制造過程質量管理數字化問題：質量信息采集手段與方法自動化程度不高；質量信息處理與分析能力較弱；質量信息傳遞與共享范圍較窄，最后針對數字化制造技術實踐給出了相應的建議。

一、數字化技術的概念

二十一世紀，人們已經進入數字化時代，數字化技術也使人們生活的各個方面發生翻天覆地的變化。關于數字化技術，其是指借助于計算機系統、數據庫以及多媒體等先進技術，結合實際生產的需要，快速進行相關信息的獲取，對產品各方面的信息進行處理，以此來完成產品外觀及結構的設計、性能的模擬以及生產制造，從而較快地制造出能滿足客戶需要的產品。計算機的快速發展和相關計算機軟件的大量研發，促進了計算機輔助設計系統的誕生。系統的最重要的部分是數據庫，其采用的軟件為交互圖形系統，其具有較強的計算和數據分析能力。系統對于產品結構的設計可以在二維或者三維的空間里進行，具有較高的準確度，系統的應用使產品的生產效率與質量得到了較大程度上的提高，系統和數控機床及數控技術等一起為機械制造業中數字化的廣泛使用創造了有利條件。

二、汽車質量管理中的數字化工作模式

在汽車質量管理的數字化工廠中，要先從設計部門取得產品資料的各種數據，材質、尺寸，并進行模擬組裝工藝分析，然后再模擬環境中進行審查，再通過生產車間獲得各種組裝的設備數據和工作流程，在虛擬環境中建立流水線，在這種情況下，輸入生產工藝，則生成各種產品報表，制造結果。

然后將各種檢測設備，工具，生成資料加入虛擬工廠的仿真模塊。模擬生成環境，生成流程，并驗證結果。并且把虛擬產品進行運輸，銷售，并有后續的維護，培訓等使用售后環境，在這個過程中，所有資料均有系統集成，結果則由數字化工廠輸出給分析端，并對結果進行系統詳盡的分析和優化。

三、數字化工廠技術在質量控制中的應用

汽車質量控制的重點之一車身質量往往是整車質量問題的主要來源，而車身質量所設計的內外觀性能、鈑金鏈接強度，以及裝配難易性也都和制造精度直接相關。而汽車產品的宏觀精度（如間隙、面差）和微觀精度（如表面光潔度）等的控制很大程度上就是對汽車各種尺寸的控制，所以汽車質量控制的關鍵是有效地進行尺寸偏差控制和管理。

通常的乘用車僅車身裝配就設計300～500個薄板沖壓零件，150～250個夾具，70～120個裝配站，2000～6000個焊點，再加上內外飾件，整個制造裝配過程長而復雜，而諸多尺寸的偏差在這個過程中不斷地傳遞和積累。因此對尺寸偏差的控制和管理需要貫穿汽車質量控制的全過程。

在產品設計階段，數字化工廠技術依靠仿真分析工具進行虛擬原型模擬，考慮和解決后續的制造問題，對設計和工藝進行優化，這種設計方法就叫做產品保質設計（Design for Quality），通過3D的尺寸鏈仿真分析工具，仿真產品的制造和裝配過程來預測產品尺寸質量和偏差源貢獻因子，從而判斷某一階段的設計是否能夠滿足尺寸設計要求并給出可能的整改方案。

在加工制造階段，用數字化的方式來設置、仿真、和運行CMM（Coordinate Measuring Machines，三坐標測量儀）和CNC（Computer Numerical Control Machine，數控加工設備，實現離線編程和在線檢測。在現生產階段，從工廠各類測量設備里獲取質量數據，實時獲取生產質量信息，對此進行跟蹤、分析和發布。通過檢測數據的深度關聯分析尋求問題的根本解決方案，從而提高產品的最終質量，同時提高生產效率并降低生產成本。

四、汽車質量管理中制造技術的現狀及發展

目前數字化生產在行業龍頭企業中應用已經十分普遍，模擬數擗庫和輔助工程技術也在飛速完善。數字化模擬已經貫穿到整個生產鏈之中，從工藝設計，到元件制造，到白車，到總裝。但是，從深度和廣度來看，數字化工廠還停留在出擊階段。例如保個元件的尺寸對比分析。在裝配過程中，用數字模擬了車門，車燈和前門擋板的安裝孔位尺寸分析。在生產中的裝配評審過程中，現在只能用模塊進行簡單的裝配模擬，分析效率很低。如果采用新型模組，則可以通過模擬，得到從零件到操作到設備運行與損耗的各種信息。所以，針對目前這種應用水平較低的局面，應該采取如下措施進行改進。例如，確認公司的發展戰略，把數字化工廠的建設提高到企業的戰略級層面。并且做好中長期規劃，分階段分節點實施。確定具體項目，首先在關鍵節點啟動數字化工廠，把理論和實戰結合，從點到面，逐步有序的發展。從投入人力最多工序最復雜的區域發展，讓節省成本起到立竿見影的效果，為企業發展數字化樹立強心劑。

五、結束語

隨著全球經濟一體化進程不斷加快，大量工業科技革命的成果充斥著全球的市場，世界知名的汽車制造企業用不斷的科技研發，高效的質量管理意識，給人們提供了眾多品質優良的產品。當前“質量即是企業生命”的理念，已然成為全球汽車企業的共識。我國汽車工業起步于1950年，當時就與國外汽車品牌差距很遠，怎樣才能建設好汽車制造質量管理體系提高企業競爭力？本文作者從實際工作出發進行了全面的闡述。

參考文獻：

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