摘要:随着我国综合国力的发展,带动了科学技术水平的进步。现阶段,工艺是连接产品设计和生产制造的桥梁,随着数字化和信息化的发展,数字化工艺技术成为企业提高生产效益和产品质量的瓶颈,因此数字化工艺技术的发展应用成为亟待解决的关键问题。主要介绍了数字化装配工艺系统实施架构及装配工艺规划过程,同时以某商用车型产品为载体在数字化工艺系统进行验证应用,实现了在虚拟装配环境下进行产品装配顺序的规划,表明了数字化装配工艺设计的应用效果[1]。
关键词:数字化分析;三维装配工艺;质量管控;
引言
随着数字化技术的日益发展,汽车产品面临着越来越多的挑战。汽车产品和其他产品相比,结构更加复杂,对其质量、产品性能等方面的要求更高。近几年来,汽车生产企业普遍存在着研发任务重、产品复杂且研发周期越来越短的问题,传统的设计生产模式已经远远不能满足当前的需要,尤其是在产品的研发和生产工艺。装配是商用车生产过程中的主要工序之一,包括发动机总成装配、底盘总成装配、内饰系统装配、整车合装等环节,占整个生产过程的40%~60%。商用车的工艺装配过程是影响整车制造质量和周期最主要的因素。
1数字化装配系统现状分析
在商用车制造业中,目前装配工艺普遍存在如下问题。
1.1装配工艺设计采用传统的二维方式表达,对于工艺设计人员和装配操作人员的技术水平都有一定的要求。目前,大多数企业的商用车装配工艺设计仍是依靠传统的二维装配图样和装配工艺规程卡片进行工艺设计,工艺设计人员根据产品设计图样想象出三维装配空间、设计装配顺序,通过采用自然语言以传统的二维工艺卡片形式输出。装配人员根据对二维装配工艺规程的理解进行装配顺序及要求,在大脑中再次构建出三维装配过程。
1.2对于复杂的产品,特别是新车型的裝配,因为缺少可视化的三维动态装配过程,不便于装配工人使用和理解,容易出现错装、漏装现象。在目前大多数整车生产制造企业的现场装配,工人主要依靠二维图样和工艺过程卡进行装配操作,对于一些复杂产品的装配来说,因为缺少可视化的三维动态装配过程,工人理解起来往往会有一定难度,有时还会产生歧义,装配过程中容易出现错误,影响装配质量。
1.3新品的研制装配周期不能有效控制。由于设计及工艺设计不在一个平台上进行,且目前的工艺设计主要为二维装配工艺设计形式,因此在新车型研制时特别是对于复杂车型的装配是否存在干涉、装配顺序是否合理等,均在实际装配过程中才能暴露出来,从而影响新车型的研发进度[2]。
2数字化装配工艺系统实现及应用
2.1设计数据的完整读取与转换
三维模型的实体文件包含大量结构化、数字化的数据,但是由于各软件商的产品自成体系,数据存储模式有所区别,如果采用不同软件商的平台,MBD三维模型在传递过程中容易发生数据丢失,因此在数据传递过程中需要保证三维模型数据的完整性和准确性。另外,由于三维实体模型数据庞大,如果在装配工艺设计过程或者后端现场展示中采用实体模型将会大幅度提升对系统软硬件的要求,增加成本,因此在装配工艺实施前将实体模型转化成可用的轻量化模型,可减少模型读取时间,提升工艺设计效率。
2.2工艺人员的思维转换
传统的装配工艺主要依靠经验进行设计,现场生产工艺文件配合设计图纸进行生产。实现三维数字化设计之后,装配工艺设计需要由传统二维卡片向基于三维的工艺规程转变。由于取消了二维图纸,工艺人员既需要完全理解三维模型后向操作人员和检验人员表达设计意图,同时要借助三维模型进行工艺设计,需要时还要利用设计软件进行布线模型设计,这对工艺人员的设计水平是一个巨大的挑战。
工艺人员需要从传统的经验设计向基于建模和仿真分析的科学设计观念转换,这种转换会大大提高工艺设计在整个产品设计制造过程中的地位和重要性。
2.3装配过程质量控制体系的搭建
生产单元一般建立三级质量管控体系。第一层级以领导关注质量体系的运行为主要核心,目前采取最多的措施即分层审核,对生产过程所有质量运行体系文件进行梳理,编制质量控制要求,由领导干部带队定期对体系运行情况进行检查,高层以运行指标达成为主要检查方向,中层以体系运行过程为检查方向,基层以具体问题为检查方向。频次依次加大,确保体系的有效运行。第二层级以质量管理部门日常对质量问题的处理为核心,以自检、互检、专检的三检制度,落实生产过程质量的保障,针对问题运行质量工具进行解决,使问题不贰过。第三层级以班组质量文化的建立为核心,将质量职责逐步下放,谁作业谁负责。使质量问题在基层形成小循环进行关闭。有效加快问题的快速解决。
2.4加强对试制过程的科学管控
在完成所有阶段的问题反馈工作后,则需要工艺员的现场检查与审核,要对反馈问题进行科学的分析,测量和审查核实,同时完善相关安装过程的监管及问题部件的更换工作,直到问题的解决和处理。如果是属于装调的问题,则应该明确告知试制员并及时调整,并做好相关记录,以备后期参考和预防。根据《试制问题反馈单》中的明确记录,对各类问题进行科学的归类,再将这些问题反馈到各自的部门并要求其进行整改,保障准确无误后对《试制问题反馈单》进行最终的存档保存[3]。
2.6满足客户需求的质量控制手段
质量控制的最终目标是满足客户需求,所有在满足符合性质量控制的前提下,越来越多的企业开始关注客户的需求。使产品与客户需求达到一致。如开展的各类评审活动,比较常用的方法就是AUDIT评审制度,即组织厂内专家组(涉及产品实现的技术、采购、销售、生产、质量等部门)以客户眼光对车辆进行评审,作为车辆持续改进的出发点。这种方式能尽量贴近客户的需求,但仍与客户的实际需求有一定差距。有一些企业直接将客户请进厂内参与产品的质量评审,使评审的问题更加贴近客户。
获取客户需求的另一条途径就是对市场运行车辆问题的收集,车辆交付客户后由于每个客户使用工况、人员等都存在差异,导致市场多少都会出现一些问题,在对问题关闭的情况下,现在更多的关注的是后续的关闭与持续改进。由于市场多样性,客户需求也是千变万化。为了满足客户多样性的需求,在质量控制过程会重点对客户需求进行控制。目前采用最多的是客户特殊要求控制清单,罗列客户特殊需求,在生产的全过程进行控制。
结语
在制造技术高速发展的今天,汽车制造业的信息化建设是提升企业整体实力的必由之路。在产品设计和生产管理信息化发展相对成熟的同时,数字化装配工艺技术应用成为企业发展的关键问题。数字化装配工艺设计根据三维模型结构,通过在虚拟装配环境下,实现了产品三维装配工艺装配过程的规划和装配过程的仿真,实现了可视化装配指导,使装配人员更容易理解装配工艺,提高装配效率和装配质量;同时对于新产品实现设计和工艺数据的交互、协同应用,在设计阶段利用三维工艺设计提前分析发现产品的工艺问题,缩短了研制周期,为企业提升核心竞争力奠定了坚实的基础[4]。
参考文献
[1]王文.商用车企业深耕海外正当时,商用汽车新闻,2016,6(3):162-165.
[2]李璐.我国商用车销售,商用汽车发展现状研究,2011,9(8):79-80.
[3]简建帮,李迎光,王伟,等.基于MBD和多agent的飞机结构件协同设计[J].中国机械工程,2010,21(22):2647-2652.
[4]徐圣,刘晓明,姚小虎,等.基于MBD的飞机数字化定义技术[J].科技创新导报,2011,27:48-49.