智能化模具制造與設計在汽車生產中的應用研究

羅東

摘要：現代化汽車工廠設計是一項復雜的系統工程。作為整車四大工藝中較為典型的焊裝工廠，既涉及工藝、設備、工程及物流等專業，又要滿足產品多樣化、個性化趨勢下的柔性化、高節拍、節能環保等需求。2015年中國發布了《智能制造2025》規劃，促進了裝備智能化、數字化的高速發展，也深刻影響著汽車工廠設計規劃方式。

關鍵詞：智能化;模具制造;設計;汽車生產;應用研究

引言

汽車是機械制造領域的重要產品。在整車廠生產過程中應用智能制造技術，提升了汽車自動化生產技術的先進性，有助于提升我國汽車制造生產質量與效率。智能制造技術利用相關技術手段和設備替代人工操作，減輕了整車廠生產技術人員的工作壓力，顯著提升了整車廠的制造生產效率。因此，研究分析整車廠智能制造過程非常重要。

一、智能化模具制造與設計的發展現狀

21世紀以來，我國的汽車產業得到了十足的發展，增長勢頭迅猛，已然成為汽車生產與銷售的佼佼者，這一切得益于數字化進程和計算機發展所帶來的汽車制造與設計的智能化。縱觀整個車身，我們不難發現90%以上的汽車零部件依托于沖壓成型方法來完成制造與生產，其設計水平對車輛的性能和質量能直接影響車輛的性能。隨著計算機的發展與應用，智能化的模具生產與制造被廣泛應用，傳統的模具制造與設計方法被逐步摒棄。性能好、質量優、生產周期短、制造成本低的智能化的模具制造與設計，為我國汽車制造與銷售的飛速發展提供了先天條件。汽車沖壓模具是汽車制造與設計工藝中的重要組成部分，通過冷沖壓的加工工藝，將金屬原料加工制造成汽車裝配零部件，主要用于制作車頂覆蓋件、車門內板，以及形狀尺寸復雜的非標準零部件。

二、智能化模具制造與設計在汽車生產中的應用

2.1虛擬化與監控技術

智能制造系統中利用多樣化且先進的技術手段，能夠模擬分析汽車制造產品的生產設計整體過程，然后通過仿真模擬運行汽車整車制造生產方案，提前預設生產制造方案運行中存在的問題和隱患。若生產過程中存在異常情況智能制造系統會根據實際情況進行智能分析與合理調整，修改異常問題，指導整體仿真模擬運行效果，從而達到汽車生產產品的質量要求標準，并在確認無誤后進行虛擬化生產。這樣可在制造生產期間充分利用資源，降低生產制造操作偏差問題出現的概率。另外，智能制造期間各個生產環節管理部門都能夠監測制造過程，使得整車廠能夠利用車間中的個人計算機（PersonalComputer，PC）實時掌握生產工藝參數運行情況，以保證生產工藝參數與產品制造質量要求保持一致。智能制造能夠綜合分析汽車加工方案的可行性和成本，全面提升制造生產方案的合理性、可行性以及經濟性。

2.2汽車覆蓋件沖壓模具

汽車覆蓋件是汽車重要的零部件，汽車的車身和駕駛室的表面構件均會用到該部件，一般會按照作用部位的不同分為外覆蓋件和內覆蓋件。其中，裸露于車身的統稱為外覆蓋件，包覆在車體的其他位置的統稱為內覆蓋件，車輛的飾品和骨架覆蓋件等汽車零部件多屬于內覆蓋件。作為汽車行駛中的動能來源的引擎，其覆蓋件——引擎罩屬于標準的內覆蓋件，多利用UG軟件平臺，CAD技術&CAE技術協同應用，輔以Dynaform進行專業的模擬分析，使用VC++編程語言一起完成汽車引擎罩的設計和制造。通常情況來講，汽車覆蓋件的界面設計由UIStyler完成，通過該項技術的使用，其界面風格能夠與UG保持一致，便于設計人員的實操。

三、智能化模具制造與設計在汽車生產中的應用策略

3.1加強數據和網絡安全管理能力

在強化數據安全管理能力方面，《意見》明確企業應當建立健全汽車數據安全管理制度，依法履行數據安全保護義務，實施數據分類分級管理，加強個人信息與重要數據保護;建設數據安全保護技術措施，確保數據持續處于有效保護和合法利用的狀態，依法依規落實數據安全風險評估、數據安全事件報告等要求;在中華人民共和國境內運營中收集和產生的個人信息和重要數據應當按照有關法律法規規定在境內存儲，需要向境外提供數據的，應當通過數據出境安全評估。在加強網絡安全保障能力方面，企業應當建立汽車網絡安全管理制度;具備保障汽車電子電氣系統、組件和功能免受網絡威脅的技術措施，具備汽車網絡安全風險監測、網絡安全缺陷和漏洞等發現和處置技術條件，確保車輛及其功能處于被保護的狀態，保障車輛安全運行;依法依規落實網絡安全事件報告和處置要求。

3.2不斷提高自動化制造水平

當下，伴隨著技術水平的不斷提高，我國許多傳統行業的改革深入進行。許多機械制造企業采用了數控加工制造技術，購入了數控機床等相關的技術設備，完善了基礎設施建設。在具體的操作中，借助該技術減少人工操作帶來的失誤，大大提高了施工的精準度和效率，減少了對機械設備的損耗，一定程度延長了設備的使用壽命，降低了生產成本。與此同時，通過該技術可以更好地提高企業機械自動化制造水平，將不同的技術融合使用，減少工具更換時造成的設備損耗，大大提高了數控機床等設備的使用效率，一定程度上保證了機械模具和產品的質量，有利于該行業的進一步發展。

3.3完善模具制造的工藝規范

在未來的模具制造應用領域當中，需要進一步縮短產品和模具的開發制造周期，因此結合實際的裝備加工要求，需要從多個方面進行效率保障。首先是要具備良好的沖壓加工工藝，通過刀具選擇和編程方法減少粗加工消耗的時間;其次是通過各類模具的工序要求選擇加工參數;最后是讓數控加工程序的編制標準更加符合技術要求。盡管數控加工和普通加工在工藝層面上差異并不突出，但數控加工應用時本身要考慮兩個方面的特殊要求，一是普通加工當中對于工藝的特殊規范性需求，二是數控加工編程的自身特征?？傮w而言，此類數控加工的難點主要集中在工序和工步的順序安排，且模具加工制造本身要涉及產品開發設計和程序編制等非常復雜的技術流程，最終通過數據加工和調試工作生產出合格的模具。

3.4完善智能生產

光纖生產的構成分為：（1）工業控制計算機通過集線器與電源控制柜相連，電源控制柜為整個生產線提供電源供應，其穩定性和可靠性對于安全生產尤為重要，工業控制計算機運行的組態軟件系統實時監控電源的工作狀態;（2）工業控制計算機通過集線器與現場的四臺PLC設備相連，每個PLC設備通過以太網與變頻器組網，現場傳感器與PLC連接，采集現場數據，通過PLC將數據上傳到工業控制計算機內，組態軟件系統實時采集現場數據，同時現場人員通過組態軟件系統控制現場設備運行狀態;（3）通過交換機，內部局域網與企業網絡連接到一起，企業內部可以實時查看生產情況，提高了智能化和自動化程度?，F場局域網采用工業以太網的方式連接各個設備，局域網與外部網絡通信采用服務器的方式，從而隔離了局域網和外部網，保證了生產安全，同時實現了局域網和外部網的通信。

結束語：

當下，智能化的快速發展促成了計算機技術在模具設計與制造中更為廣泛的應用，互聯網的飛速發展加速了世界各國、各個企業間的交流頻率，汽車模具的設計與制造，特別是三維設計與數字化控制將是未來行業發展的主流趨勢;將智能化的模具設計與制造過程和項目管理、客戶關系管理、財務系統管理等結合起來，綜合考慮，運用現代化的管理觀念，必將會推動汽車模具行業的跨越式發展。

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