汽車設(shè)計制造中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

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湖北大運汽車有限公司技術(shù)中心 湖北省十堰市 410004

交通運輸系統(tǒng)的大力建設(shè)與逐步完善為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的機遇，經(jīng)濟進步與科技水平提升亦成為汽車設(shè)計制造的核心支撐力量。目前，汽車產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注，是我國市場經(jīng)濟體系中的關(guān)鍵性組成部分。汽車設(shè)計制造工藝是汽車生產(chǎn)中的重點環(huán)節(jié)，不僅直接決定著汽車結(jié)構(gòu)的合理性與產(chǎn)品的科技含量，更影響著汽車整體的性能，尤其是安全性、平穩(wěn)性以及操作穩(wěn)定性等。因此，加強汽車設(shè)計制造、優(yōu)化汽車產(chǎn)品質(zhì)量是目前我國汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)注與投資的重點。與此同時，面對愈加激烈的產(chǎn)業(yè)競爭，汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極創(chuàng)新研發(fā)，提高新產(chǎn)品推出的速度，并通過引入現(xiàn)代化的高新技術(shù)以優(yōu)化產(chǎn)品性能，給予用戶以全新的體驗。數(shù)字化技術(shù)作為近年來廣泛應(yīng)用的先進科學(xué)，與汽車設(shè)計制造的融合能夠顯著增強汽車制造的信息化水平。

1 數(shù)字化技術(shù)概述

1.1 數(shù)字化技術(shù)的基本概念

現(xiàn)代社會是信息社會，信息社會的實現(xiàn)離不開信息技術(shù)、數(shù)字化分析技術(shù)的支持。數(shù)字化技術(shù)作為現(xiàn)階段我國廣泛應(yīng)用的新興科技之一，其在傳統(tǒng)制造業(yè)中展現(xiàn)出全新的創(chuàng)新力量。數(shù)字化技術(shù)主要是指通過運用計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及多媒體，從現(xiàn)實生產(chǎn)需求出發(fā)，更快速、更全面的搜集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行針對性的分析、處理，從而構(gòu)建出產(chǎn)品的綜合模型，以生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)且滿足當代社會要求的產(chǎn)品。數(shù)字化技術(shù)的產(chǎn)生與應(yīng)用能夠顯著提高數(shù)據(jù)分析的精度，增強數(shù)據(jù)分析的效率，在同一時間軸上，數(shù)字化技術(shù)能夠綜合處理大量的數(shù)據(jù)信息，為我國制造業(yè)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型提供了可能。

1.2 數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用意義

數(shù)字化技術(shù)作為現(xiàn)代化科技發(fā)展的產(chǎn)物，在各個產(chǎn)業(yè)中都具有著良好的應(yīng)用。數(shù)字化技術(shù)的核心或基礎(chǔ)是計算機技術(shù)，通過廣泛搜集信息數(shù)據(jù)，利用計算機設(shè)計程序構(gòu)建出三維虛擬產(chǎn)品模型。這一方面能夠增強產(chǎn)品設(shè)計的可視化程度，全方面的將產(chǎn)品設(shè)計信息展現(xiàn)出來，從而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計的不足之處；另一方面，數(shù)字化技術(shù)亦能夠提高產(chǎn)品設(shè)計的精確性，簡化設(shè)計流程，減輕設(shè)計工作的負擔，提高工作效率。汽車產(chǎn)業(yè)是近年來我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，數(shù)字化技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)制造中具有著良好的應(yīng)用意義。汽車是一個同時包含了多個構(gòu)件的復(fù)雜系統(tǒng)，每一個構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與質(zhì)量均對汽車品質(zhì)具有重要影響，數(shù)字化技術(shù)通過計算機設(shè)計系統(tǒng)能夠綜合測算各個構(gòu)件，從而更精準的獲得構(gòu)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、性狀特點等信息，最終促進各個汽車構(gòu)件的相互平衡。綜上所述，數(shù)字化技術(shù)能夠提高汽車生產(chǎn)效率，減少人工成本，是推動我國汽車產(chǎn)業(yè)長久進步的重要科技力量。

2 數(shù)字化技術(shù)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 逆向工程技術(shù)的應(yīng)用

逆向工程技術(shù)作為數(shù)字化領(lǐng)域中的核心科技之一，其主要應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計環(huán)節(jié)之中。截止到目前，逆向工程技術(shù)已經(jīng)在我國汽車產(chǎn)品的設(shè)計程序中得到了有效的使用，并受到了企業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)的廣泛重視。逆向工程技術(shù)主要是指根據(jù)具體產(chǎn)品的設(shè)計需求，針對性的分析系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)計信息，繼而構(gòu)建出滿足產(chǎn)品設(shè)計要求的自由曲面，隨后該曲面會導(dǎo)入計算機反求軟件內(nèi)，完成產(chǎn)品設(shè)計的反求操作。相對比當前存在的企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計信息分析技術(shù)，逆向工程技術(shù)能夠顯著增強數(shù)據(jù)分析的準確性和真實性，同時，逆向分析技術(shù)也可以針對多種產(chǎn)品設(shè)計方案進行分析、監(jiān)測，這被廣泛應(yīng)用于新型汽車產(chǎn)品的研發(fā)與設(shè)計之中。

2.2 非接觸式三坐標測量技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，三坐標測量已廣泛應(yīng)用于我國汽車設(shè)計環(huán)節(jié)之中，其是確定坐標信息、提高設(shè)計模型的精準性與可靠性的重要保障。通常情況下，汽車產(chǎn)品的設(shè)計人員從外界與內(nèi)心兩個層面獲得設(shè)計靈感，隨后根據(jù)產(chǎn)品研發(fā)目的與設(shè)計創(chuàng)意來進行汽車產(chǎn)品的具體設(shè)計工作，這一工作主要通過油泥塑造的方式得以達成。三坐標測量就是在設(shè)計人員完成油泥塑造之后的工序。一般狀態(tài)下，傳統(tǒng)的三坐標測量無法確保測量結(jié)果的真實性與準確度，甚至與真實情況相差甚遠。因此，為了避免發(fā)生較大的測量失誤，并給整個產(chǎn)品設(shè)計造成重大影響，設(shè)計人員引入了數(shù)字化技術(shù)，將非接觸式三坐標測量技術(shù)應(yīng)用在汽車產(chǎn)品的坐標測量之中。這不僅能夠在較大程度上削弱噪點，且有益于減少降低產(chǎn)品設(shè)計與測量中的尖角噪點，從而為產(chǎn)品設(shè)計模型的調(diào)試與完善提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

3 數(shù)字化技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

目前，汽車制造過程也成為數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，其不僅有益于提升汽車產(chǎn)品制造的質(zhì)量，更能夠在較大程度上減少企業(yè)投資的生產(chǎn)成本、增強汽車生產(chǎn)效率。具體來說，數(shù)字化技術(shù)在汽車制造中的具體應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，數(shù)據(jù)更改。汽車設(shè)計人員通過計算機軟件系統(tǒng)構(gòu)建出虛擬化的汽車產(chǎn)品模型，數(shù)字化技術(shù)可根據(jù)汽車模型的測量結(jié)果與設(shè)計目標，進行針對性的數(shù)據(jù)調(diào)整，在現(xiàn)階段的具體實踐中，數(shù)字化技術(shù)可精確的更改復(fù)雜曲面的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而精進流程、降低人力資源與汽車產(chǎn)品加工的原材料耗費，亦有助于增強產(chǎn)品的精準度。其次，汽車產(chǎn)品制造中刀具與工件的數(shù)字化。汽車制造是包含諸多工序與眾多生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜工作，企業(yè)制造商通過引入數(shù)字化技術(shù)并將其應(yīng)用到汽車制造加工的各個環(huán)節(jié)，從而構(gòu)建出完善的數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng)，這能夠大幅度推動我國汽車產(chǎn)業(yè)進步。數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng)的建設(shè)離不開具體工件和刀具的數(shù)字化，工件與刀具是現(xiàn)階段我國汽車制造中的核心工具，設(shè)計人員可首先利用計算機設(shè)計系統(tǒng)構(gòu)建出針對性的工件模型，從而提高工件制造的精度。最后，刀具軌跡的設(shè)置。除上述兩個方面之外，對刀具軌跡進行科學(xué)設(shè)置也是目前數(shù)字化技術(shù)在汽車制造過程中的重要應(yīng)用。汽車產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)各有特色，因此，汽車制造過程中所使用的刀具也具有多種走向，當前我國汽車制造領(lǐng)域中普通使用的刀具軌跡處置方法主要是平行切法，其實施難度系數(shù)不高，卻有益于增強加工效率，保障汽車產(chǎn)品的制造品質(zhì)與設(shè)計需求一致。

4 數(shù)字化技術(shù)在汽車評審體系中的應(yīng)用

汽車評審體系亦需要完成數(shù)字化建設(shè)，這一應(yīng)用層面主要集中在數(shù)字化技術(shù)對于評審模型的構(gòu)架方面。通常情況下，數(shù)字化評審體系重點涉及到五個層面，具體是汽車產(chǎn)品造型、零部件開發(fā)、結(jié)構(gòu)總布置、整車分析以及制造工程，其中，整車分析與制造工程則是汽車評審的關(guān)鍵點。評審人員通過數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)建出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，從而提高汽車產(chǎn)品評審過程的直觀性與有效性。與此同時，數(shù)字化技術(shù)能夠定義模數(shù)成熟度要求，將不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)模數(shù)成熟度差異化。例如最系統(tǒng)而完善的三維模型。另外，數(shù)字化技術(shù)能夠把汽車產(chǎn)品制造過程中的關(guān)鍵性工序進行數(shù)據(jù)凍結(jié)操作，從而確保應(yīng)用在后續(xù)操作中的數(shù)字可靠性，為汽車評審工作奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，數(shù)字化是我國制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，亦是滿足社會發(fā)展與人們使用需求的重要措施。數(shù)字化技術(shù)已在汽車設(shè)計與制造中獲得了良好的應(yīng)用。高質(zhì)量、高效率的數(shù)字化生產(chǎn)逐漸取代了傳統(tǒng)的的生產(chǎn)模式，汽車產(chǎn)品的設(shè)計精度與設(shè)計質(zhì)量得到了顯著提高，汽車產(chǎn)品制造過程也逐步向高效率、低消耗的方向發(fā)展。