中國汽車產(chǎn)業(yè)的智能制造技術(shù)
時間:2017-5-25 17:13:26 發(fā)布者:管理員
在汽車智能制造技術(shù)方面,世界工業(yè)發(fā)達國家占據(jù)主導(dǎo)地位。美國在汽車產(chǎn)業(yè)智能制造供應(yīng)商體系方面,是世界上最強的,在工廠自動化(PLC)、ERP系統(tǒng)、三維虛擬仿真軟件和PLM產(chǎn)品等方面可以說是一枝獨秀;與美國相比,德國在制造系統(tǒng)上,還要強一些,但在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,德國仍然落后于美國。法國在智能制造方面有良好的基礎(chǔ),在工廠自動化(PLC)、三維仿真軟件(PLM)技術(shù)、ERP系統(tǒng)上均有世界先進的企業(yè),體系齊全。從整體上看,法國智能制造整體水平比德國稍微差一些,但相去不遠。目前看,在汽車智能制造方面,日本在硬件,尤其機器人技術(shù)上,有較強的優(yōu)勢。從智能制造整個體系看,中國雖然在各個環(huán)節(jié)都有企業(yè)從事相關(guān)技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品制造,但還有待加強,尤其工廠自動化硬件產(chǎn)品,尚不能為汽車制造企業(yè)提供完整的支撐。本文對汽車智能制造中的關(guān)鍵技術(shù)進行論述和分析,并對中國汽車智能制造發(fā)展提出建議。
1.基于三維模型的數(shù)字化協(xié)同研制
在中國汽車產(chǎn)品的設(shè)計階段,三維仿真系統(tǒng)的應(yīng)用已相當(dāng)普及,尤其在多地協(xié)同研發(fā)的應(yīng)用中,三維仿真圖形可以給工程技術(shù)人員更直觀的感受,將自己設(shè)計的部分與其他設(shè)計對接、與系統(tǒng)對接更加容易。
三維軟件系統(tǒng)是全球數(shù)字化協(xié)同研發(fā)平臺的基礎(chǔ),已應(yīng)用到了設(shè)計、仿真、驗證、工藝等整個產(chǎn)品開發(fā)過程,基于同一平臺的協(xié)同研發(fā)保證了基于全球協(xié)同的數(shù)據(jù)源實時、唯一、準(zhǔn)確,實現(xiàn)了無序的協(xié)同環(huán)境向高度集成的協(xié)同環(huán)境的轉(zhuǎn)變。
2.仿真數(shù)字化工廠
通過數(shù)字化制造系統(tǒng),制造工程師可以在一個虛擬的環(huán)境中創(chuàng)建某個制造流程的完整定義,包括:加工、裝配線、加工中心、設(shè)施布局、人機工程學(xué)、資源分析利用。在制造產(chǎn)品之前,出于重用現(xiàn)有知識和優(yōu)化流程的考慮,可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)流程進行仿真。同時,數(shù)字化制造還可將實際生產(chǎn)作業(yè)反饋回來的資料融入產(chǎn)品設(shè)計流程中,使企業(yè)在整個策劃階段都能利用車間相關(guān)狀況的實際資料。
三維仿真軟件在產(chǎn)品生產(chǎn)工藝階段有兩個方向的作用,一是新工廠建設(shè)規(guī)劃,二是已有生產(chǎn)線的改造。在新工廠的規(guī)劃中,又分為三維工廠布局規(guī)劃、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、物流規(guī)劃三方面內(nèi)容。
通過三維虛擬仿真,在舊生產(chǎn)改造項目上,可以大大降低工藝缺陷,以及通過離線編程將程序下載到現(xiàn)場機器人,減少現(xiàn)場調(diào)試時間和樣車的使用數(shù)量,此部分在國內(nèi)多家汽車廠獲得了驗證。
3.制造虛擬現(xiàn)實交互
虛擬工廠是把“現(xiàn)實制造”和“虛擬呈現(xiàn)”融合在一起,通過遍布全廠的海量傳感器采集現(xiàn)實生產(chǎn)制造過程中的所有實時數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)數(shù)量非常巨大,可實時、快速地反映生產(chǎn)中的任何細節(jié)。基于這些生產(chǎn)數(shù)據(jù),在計算機虛擬環(huán)境中,應(yīng)用數(shù)字化模型、大數(shù)據(jù)分析、3D虛擬仿真等方法,可對整個生產(chǎn)過程進行仿真、評估和優(yōu)化,使虛擬世界中的生產(chǎn)仿真與現(xiàn)實世界中的生產(chǎn)無縫融合,利用虛擬工廠的靈活可變優(yōu)勢,來促進現(xiàn)實生產(chǎn)。
企業(yè)步入“工業(yè)4.0”時代的基礎(chǔ)。但虛擬與現(xiàn)實的集成要通過通信技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)以及實體物理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)合來實現(xiàn),此三方面構(gòu)成完整信息物理系統(tǒng)。圖2是GE公司給出的智慧工廠設(shè)想圖,帶箭頭的藍色網(wǎng)帶是連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)流,在虛擬與現(xiàn)實之間形成閉環(huán)回路。
在虛擬與現(xiàn)實之間,需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,企業(yè)要完成信息化平臺集成工作,打通各個信息鏈,消滅信息孤島是關(guān)鍵。因此,智能制造要在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上實現(xiàn)全流程端對端互聯(lián),對整個制造環(huán)節(jié)進行水平整合和垂直整合,打造一個互聯(lián)連。