浅谈汽车工厂与汽车生产线工艺设计

牛文正

摘要：如今我们的国家国力日益昌盛，综合国力已经赶超大部分的国家，我们的经济也在高速的发展之中，人们的生活水平得到了显著的提高对于生活质量提升的追寻也更加的迫切，高速发展的社会涌现出了很多相应的汽车制造商和新型的汽车生产技术，所以对汽车生产工艺以及对其的优化就有了更多的要求。本篇文章主要针对汽车工厂中的汽车的生产工艺设计和对工艺的数字化仿真做出了分析。

关键词：汽车工艺设计;冲压设计;涂装工艺;焊装工艺;数字化仿真

引言

随着国力的昌盛，经济的繁荣，人民的消费水平也得到了显著的提高，工业水平的提高使得汽车价格逐年的下降，普通的老百姓也能够买得起一辆属于自己的轿车，但是随着老百姓收入的不断增加，对于汽车的质量要求也越加严格。所以在汽车工厂的汽车工艺设计之中，需要对每个设计方案进行全过程确定，其涉及的领域也是十分广泛的。所以，在实际的设计过程之中应要很重视汽车工艺的设计，设计方案应要满足实际产能的需要且最好能够根据灵活的工艺设计令车间产线具备很高的柔性化才能够给汽车生产企业带来可观的经济效益，且随着科技水平的提高数字化仿真技术也逐渐融入到整车厂的工艺设计中，进一步提高了工艺规划的严谨性。

一、汽车生产工艺设计

汽车生产工艺主要包括冲压、焊接、涂装以及总装4种工艺。下面我们主要分析冲压、焊接以及涂装工艺。其实每一辆汽车的生产都是相关的工作人员投入了极大的精力来进行设计的，四大工艺维系着汽车的高质量、高美观度、高性能，这是时代发展的工艺结晶、也是人类的智慧结晶，汽车的生产工艺决定着汽车质量的好坏且工艺设计水平的好坏与企业的经济效益息息相关。

1.汽车的冲压工艺设计

每一辆汽车在实际生产的过程之中都会事先准备好一个汽车的骨架，而这个骨架就是由冲压工艺来进行设计的。冲压工艺设计是工件模具设计和制造的基础，也是决定这个工件是否合格的关键，更是保证了整个汽车日后的使用质量。汽车工件工艺设计之前，首先要确定生产所需要的工件，然后再对这些工件进行质量的评估和分析后最后再进行工艺设计。根据生产纲领确定工艺方案，能够为整个生产确定最佳的生产方案，在生产的过程之中还需要整体的进行考虑，如：注意工艺设计的柔性化。冲压工艺设计是一种非常复杂的设计问题，所牵扯的设计工艺极为繁多，所以相关的设计工作人员在实际的设计过程之中一定要统筹考虑，细心地做好每一个环节^[1]。

2.汽车的焊装工艺设计

在汽车生产的过程之中，经历过冲压工艺之后，需要把已经冲压好的车身板进行局部的加热，让其焊接在一起而形成车的总成。车身这种壳体的零件是比较复杂的，所以在实际的焊接过程之中需要通过各种方法、各种零件的焊接才能够保证车的车身完整。车身的焊接工艺主要包括：点焊，而进行点焊的过程是需要强大的电流作为支撑，才能够进行短时间的加压。凸焊，这是一种在实际生产过程之中有着较高的生产效率的一种焊接方式，他可以同时焊接一个或者好几个凸点，这种焊接方式被广泛的运用于汽车工厂之中。缝焊，这是一种高度蜂蜜性的焊接方式，他的工作原理类似于滚盘电极，以高频率的电流供应或者断续的电流脉冲来形成一个融合搭载。

焊接生产线相对于其他的生产线来说有着较强的韧性，但是他有一个缺陷就是不能够通用于其他车型，所以每更换一种车型，那么就需要相应的为其更换其他的设备和生产工艺。焊接工艺设计是整个焊接生产线的重中之重，所牵涉的专业知识和仪器比较多，所以在一定程度之上也决定着车间的工艺水平^[3]。

3.涂装工艺

在汽车生产工艺之中，涂装工艺的主要作用是保护车辆外部不受雨雪天气的腐蚀，保证车辆的整体美观。为了能够最大程度的达到这一个涂装工艺要求，在实际的工艺流程过程中设计需要从细节上把控，涂装的工序主要包括：漆前顶处理与底漆和喷漆工艺以及烘干工艺，在整个工作流程之中是需要使用大量的化学试剂来进行处理的，为了能够更好的发挥出化学试剂的作用且在工作过程之中不会让这些化学试剂危害工作人员的人体健康，那么就需要有着极为精细的工艺流程以及对材料的选择才能够更好的适用于涂装工艺的实际需求。由此我们可以得出:涂装工艺是每一个汽车工厂最为重要的技术秘密，不同的汽车工厂对于涂装工艺有着不同的见解。然而对于汽车来说，涂装工艺能够装饰汽车的外表，能够最大程度的发挥出汽车的视觉感官，能够让汽车的外部更加的明亮和美丽^[2]。

涂装工艺整个施工流程是极为复杂的，并且产线的建设周期比较长，需要投入大量的精力和时间，所以涂装工艺在整个工艺流程之中投资最大。涂装工艺设计作为涂装线的源头那么设计的好坏也直接决定了整个车的质量，如何能够更好的进行涂装工艺设计也是投资人最为重视的一部分。在设计的过程之中也需要从全局的角度进行考虑，比如设备和材料及人员策略等方面，需要工作人员进行极为精细、严谨的设计，才能够给汽车生产公司带来更多的经济效益以及更稳定的发展空间。

二、ATUOMOD仿真在总装车间应用

首先，AutoMod仿真软件为一款工业级三维仿真软件，提供给用户产线设备、输送系统（板链、AGV等）、逻辑编程等一系列的模块来仿真现实世界中的物流自动化系统。总装车间中一般由内饰线、底盘线、外饰线、车门线、检测线和淋雨线组成，现以简述AUTOMOD在车门线上的仿真过程并根据可提供的仿真结果分析数字仿真对工艺设计的好处:

首先搭建基础模型，根据工艺布局图在AUTOMOD中绘制出1:1的仿真模型，以软件中的path模块模拟AGV的运行轨迹，以conveyor模块模拟车门线的随行线，并在相应的模块中加入逻辑控制点和变速控制点用于在逻辑编程时控制模拟物流设备在相应的点位触发逻辑判断或变速；下一步即是编写仿真的逻辑，运行仿真模型后可以以实际动画展示的方式直观的模拟实际生产节拍下的产线和物流的运行状态；最后根据系统运行的结果生成仿真数据报表，以数据的方式展现产线的开动率等关键数据，根据产线的开动率可以调整AGV的数量高效的验证在当前节拍下产线最少需要配备多少AGV能满足生产的需要，这可以更加准确的估算当前工艺方案下物流设备所需要的数量，以真实的仿真模拟数据作为支撑证明当前工艺设计的准确性而不是同传统工艺设计中对物流设备的采购留有余量以防止物流设备规划不足而影响生产。

根据上述描述可知：经过严谨逻辑1:1展现的仿真模型可直观、准确的体现生产线的运行状态，并且通过数据分析功能能计算出传统工艺设计方式无法估算出的关键数据，因此若在工艺设计阶段使用数字化仿真工具辅助工艺方案的评审则能够大大提高工艺设计的准确性并科学的节约汽车工厂的投资成本进而提高企业的效益。

三、结束语

汽车工艺设计是整个汽车生产工艺之中最为重要也是其最为基础的一环，相关的设计人员在进行设计的过程之中一定要充分的保证其质量以及企业的效益问题并且汽车工艺设计人员在实际的工作之中一定要以发展的眼光来进行相关工作，如今制造业数字化转型的趋势已势不可挡，把握住数字化对工艺设计效率的提升能大大提高企业的竞争力。总之，工艺设计人员以严谨认真的态度进行工艺设计，随着科技的发展活用新技术才能不断促进汽车生产的转型和进步。

参考文献

[1] 汪林俊, 陈军统, 赵龙云. 产品装配线自动化改造的动机分析及风险预估以某汽车配件厂装配线改造项目为例. 科教文汇.2020

[2] 冯玉涛, 郭鑫, 王凤奇. 一种基于降低投资的小产量汽车车身工艺设计方法.2020

[3] 王世明, 刘美娜, 蔡钢. 浅谈MPV车型与轿车及SUV车型焊装共线生产的技术方案. 汽车实用技术. 2021