虚拟评审技术在汽车总装领域实际运用

邹海锋 林洪生 卢宏基

摘 要：虚拟评审技术是现阶段汽车企业广泛运用于削减产品开发周期、提高质量、降低成本的有效手段。结合总装工艺设定的实际情况，文章总结出虚拟评审过程中需要重点关注事项以及虚拟评审的方法步骤，寄望于虚拟评审参与人员能以正确的方法开展虚拟评审工作，确保评审的顺利推进。

关键词：总装工艺;同步工程;虚拟评审

中图分类号：U466  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）10-215-03

Application of Virtual Review Technology in Automobile Assembly

Zou Haifeng， Lin Hongsheng， Lu Hongji

（ Guangzhou Auto Honda Motor Co.， Ltd.， Guangdong Guangzhou 510700 ）

Abstract： Virtual review technology is widely used in automobile enterprises to reduce product development cycle， improve quality and reduce cost. Combined with the actual situation of the final assembly process setting， this paper summarizes the key points in the process of virtual review and the methods and steps of virtual review， It is hoped that the participants in the virtual review can carry out the virtual review in the right way to ensure the smooth progress of the review.

Keywords： Final assembly process; Synchronous engineering; Virtual review

CLC NO.： U466  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）10-215-03

引言

汽车工业的迅速发展，消费者对车型的更新换代需求越来越高。而汽车的开发周期长，传统开发需要3～5年的时间，很难满足消费者日新月异的需求。过往汽车生产企业多采用串行产品开发模式，需要在开发部门设计出图纸后，交由零件供应商进行样件制作。而总装往往在样件制作完成后才进行实车组装，由此导致总装的工作陷入被动状态，由于成本、车型开发周期等限制需要总装领域投入大量人力物力进行特殊方式對应，串行产品开发方式存在一定弊端。如何压缩生产周期、提高产品质量、降低产品成本是汽车开发制造领域的重要工作。

本文结合并行开发形式，利用计算机虚拟仿真技术对总装的工艺进行规划和检证，对于开发不良进行提前的识别并对策。基于快速开发流程下虚拟评审技术的运用方法进行介绍，以助于总装工艺虚拟评审能快速有效的开展。

1 并行开发简单说明

并行开发设计方式也称之为同步工程，主要指在汽车设计阶段进行工程化可行性分析，在设计阶段把后期制造过程中可能出现的问题暴露出来，通过产品设变、工艺优化等技术手段解决制造隐患，避免后期制造的风险。

需要注意的是同步工程不等于同时工程，不是通过简单的并行来缩短产品开发周期，而是通过过程分解、成员之间的信息和知识共享等方法，打破传统的专业壁垒，增加设计活动间的协作，从而获取更高的效益。也就是把以往的那种序列化的设计→试制生产→正式量产过程变为并行的、交互作用的综合研制过程，达到缩短研制周期的目的。在此交互阶段可以很好的使用计算机软件等开展虚拟工艺评审，以达到检证目的。

做虚拟工艺评审需要进行相关准备，软件、硬件、检证平台、工艺评审人员和开发人员沟通途径等。检证参与人员依据开发部门共享的整车数据库资源，结合生产线的工艺设计、生产线的设备参数、其它生产要件等进行检证。在检证中提取的问题通过设定好的沟通途径与开发人员进行信息的交流，以最终寻求问题解决。

2 虚拟评审开展

汽车总装的主要工作可以用一句话概括为“将正确的零件，用正确的方法装配到正确的位置，达成正确的品质。”在总装领域虚拟评审的时候，可以依据以下步骤进行开展。

2.1 单品检证（即确保拿取正确的零件）

确认零件的构造、材质、机能特性、品质要求。对零件的单品状态进行确认，以进行后续的工作。对于总装领域，单品检证同时还有非常重要的要求就是防错考虑，即此零件在总装装配时是否会出现错误装配需要进行准确判断，同时要考虑防错方式。关于防错控制方式一般有以下几种，可以根据不同企业特点，不同零件的重要性采用不同方式。

（1）目视防错：将每个零件的外观特点用图示方式明示;

（2）工位布局防错：将各个零件放到不同工位装配;

（3）排序防错：物料与车型一一对应，由专人按车型上线时间对物料进行排序;

（4）扫描防错：零件上增加条形码，通过扫描，匹配零件和车型，取错零件设备报警;

（5）设计防错：零件结构和装配方式完全不同，取错零件无法装配。

2.2 连接方式（即采用正确的方法）

零件如何固定在车上，与对手零件采用何种结合方式等都需要进行把握。此时必须明确装配基准、装配方法、装配要求。

零件的连接方式一般有可拆卸连接如螺纹连接、弹性连接、卡箍连接、卡扣连接、搭扣连接等，不可拆卸连接如焊接、粘接、铆接等。总装领域较为普遍的采用可拆卸连接如螺栓连接、卡扣固定等，也有采用粘接方式如挡风玻璃的固定。不同的连接方式所采用的装配方法也是不一样，故必须对连接方式、配合部位进行仔细确认，以保证设计的合理性和总装工艺的可行性。

例如汽车装配中常用的卡扣设计，可能涉及到的项目就非常多，此处仅说涉及装配的几个小细节。凸缘高度Y决定了悬臂勾扣入和脱离时的梁的偏斜程度，取决于梁的几何形状以及材料允许的最大变形值等。不同的凸缘高度也会影响到对手零件的空间需求，其在对手零件配合位置的可活动范围一定要大于Y，否则卡扣会无法完全卡入。

另外，部品安装必须依据一定的基准，否则作业员会按照自己的习惯进行组装，每个作业员作业的方式都不一样，就有可能出现组装品质问题。对于多个紧固孔时一般按小孔、长孔、大孔的顺序进行装配。而如果采用3个都是大孔的话，定位方式不唯一，装配顺序也不唯一，导致装配后的一致性差，这样定位出来的零件容易与周边零件干涉，导致零件无法装上或最终产品品质出现波动。通过定位策略分析，可以得出工艺过程分析要达到一个非常重要的目的，就是确保装配方式的唯一，同时与设计基准一致，这样才能保证零件装配的一致性。因此，必须在虚拟检证的时候进行充分的定位策略、组装基准分析。

2.3 装配检证（如何装配到正确的位置）

零件需要装配到指定的位置，需要采用一定的工具等。在此环节，首先要考虑零件的工艺顺序与现行生产线工艺顺序的一致性，避免新的设计不符合现有生产线的工艺顺序而需要进行生产线的改造，工艺、物流方案等的大幅度重构。其次，零件的装配轨迹是否有干涉，是否可以使用合适的装配工具、设备、夹具等，必须要确保工具的空间，并且能够使用高效率的生产工具以提高生产效率。尽可能避免需要特制工具、手动拧紧工具等情况。另外，总装领域的工作很多是靠人来完成的，这就需要考虑人的特性，从人机工程上深入考虑。检证时需要考虑包括作业者的操作空间、作业姿势、作业视野、拿取方法、人手可进入性等进行逐一的判断。

2.4 配合检证（确认装配后的配合能否达到品质要求）

周边零件的配合、结合零件的公差、材质进行考虑，在此环节必须进行多部品的联合确认。以确保在正常装配方式下能够保证装配品质，并且满足一些性要求。

总装的最终目的就是要达成正确的品质，而在大批量、快速的生产线上保证品质的稳定性尤其重要。这就更需要在设计中能够进行合理的设定，以减少装配过程中的调整。在虚拟评审过程中，尤其要注意不能只看一个零件，而是要综合周边的关联零件通盘考虑，确认其配合状态、并结合公差、部品材质进行考虑。不同的公差设定、以及不同的部品材质都会对最终装配品质造成影响。

常用的公差分析方法，一是极值法，二是均方根法。

（1）极值法：考虑零件尺寸最不利的情况，通过尺寸链中尺寸的最大值或最小值来计算目标尺寸的值。公差=a+b+c

（2）均方根法：把尺寸链中的各个尺寸公差的平方之和再开根即得到目标尺寸的公差。

在产品设计阶段，考虑最终的产品品质在总装进行保证，为了更好的提高装配稳定性，尽可能的在设计阶段发现问题，在虚拟检证的时候更多的采用极限法来预测可能的风险，并尽可能的通过优化产品设计保证降低风险，满足产品要求。此时不能简单的提出压缩公差带的方法，否则会增大零件的制造成本，应通过优化产品的设计（例如，增加装配定位特征）来满足产品设计要求，这也是公差分析的意義所在。

在虚拟检证过程中需要特别提醒注意一些特殊部品周边的检证，即在3D图面上对于一些线束、管路等的布置位置要重点考虑，在图面上只能显示一种状态，但实物中却会由于物体本身重力、长度、固定位置间距等导致线束布局的偏离，这些偏离就可能导致后续的工程装配干涉。尤其是经常遇到的线束、喷洗水管安装后偏离位置，在后续内饰件安装、螺栓紧固的时候就会出现压迫线束、水管等情况，一旦这些情况发生将导致整车电器连接不良、车内漏水等机能性问题，这些都是在总装无法接受的。因此检证的时候务必要重点确认受到重力、零件公差影响后偏移的位置，以此正确的设定线束、水管的固定位置。

3 虚拟评审注意事项

总装的虚拟评审不比实物装配检证，这里检证物品是看不到、摸不着，并无法像实物加工只要装配就能发现很多的问题。在此我们就更要注意检证人员的水平、能力，在以下几点有助于大家在检证中更有理论依据和动力。

（1）注重逻辑：对于“能装”、“不能装”的结论得出必须经过一步步的逻辑分析，必须每一个步骤都能够充分的证明之后才可以下结论。包括所提出的对策也是如此。

（2）细致观察：需要带着目的、意识去看。需要通过仔细的调查，并思考预测可能发生的潜在不良以此进行逐一排除。

（3）数据依托：需要在经验、直觉的基础上加上“数据”。哪怕是0.001mm都要进行确认，绝对不能被先入为主的主观意识左右，不能是猜测。

（4）注重细节：对于每一个步骤、连接点、装配轨迹等，哪怕是一个胶钉、卡扣的进入轨迹都要进行详细确认，并思考任何一个尺寸可能带来的影响。

（5）结合现场：要基于生产线现场实际情况考虑，不能脱离现场，要随时到现场去找作业人员了解真实情况。

（6）养成习惯：将良好的检证方法培养成固定习惯、按照固有步骤一步步的进行。形成常有思维模式，任何时刻都能全面考虑。

4 结束语

通过对多年来在总装领域新产品导入中开展的虚拟评审进行总结，提出了在虚拟评审过程中需要注意的事项和关注点，希望能给予后人提供经验借鉴。随着汽车工艺发展的不断壮大，电子技术的运用成熟和同步工程的不断开展，各大企业定会不断完善同步工程虚拟评审技术，并基于检证人员的经验进行不断的实践提升，为企业发展创造价值。

参考文献

[1] 许小侠，杨君武.基于并行工程的轿车新车型总装工艺过程的规划设计.[J]汽车工程2008.

[2] 邓智良.汽车总装工艺评审方法研究.[J]装备制造技术，2011.