背景與挑戰(zhàn)

汽車行業(yè)試制過程中存在以下幾個痛點：成本高昂、生產效率低、質量不穩(wěn)定、環(huán)境污染、數(shù)據管理困難、資源浪費、溝通協(xié)調不暢、人才培養(yǎng)與技能傳承缺失，影響產品質量。

為解決這些痛點，汽車企業(yè)在不斷嘗試和探索新的試制方案，如引入數(shù)字化技術、智能制造、人工智能等先進手段，實現(xiàn)生產過程的智能化、自動化和綠色化，從而降低試制成本，提高生產效率與產品質量，加強部門間的溝通協(xié)調，提高人才培養(yǎng)和技能傳承，以應對汽車行業(yè)的試制挑戰(zhàn)。目前有很多汽車主機廠提出了“零試制”概念，所謂“零試制”是指通過一系列的模擬和驗證手段，確保產品的質量和性能達到預期目標，從而減少或消除批量生產過程中的試制和調整環(huán)節(jié)。零試制理念的核心是在設計、生產和驗證過程中充分利用數(shù)字化技術和仿真軟件，以提高生產效率和降低生產成本。?？怂箍抵悄苎b配方案是以“零試制”為目標，幫助用戶進行虛擬裝配試錯，代替或減少試制次數(shù)，最終實現(xiàn)零試制。

解決方案

海克斯康作為一家制造智能解決方案提供商，致力于幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉型。其智能裝配解決方案主要圍繞智能制造和智慧城市兩大領域展開，為客戶提供從設計、生產、加工、裝配、質量管理和服務等全流程的數(shù)字化解決方案。

?？怂箍弟嚿硖摂M智能裝配解決方案針對汽車行業(yè)車身虛擬裝配全過程，該方案涵蓋了汽車車身裝配試制工藝全過程，包括冷連接（自沖鉚接、壓鉚等）、熱連接（弧焊、激光焊、電阻束焊、電阻點焊等）以及可以考慮前序的鈑金沖壓工藝的殘余應力和變形結果，與?？怂箍祾呙铏z測方案聯(lián)合，不單單是基于標稱幾何的仿真試制，而是能夠考慮結構實際制造工藝造成的尺寸偏差，將掃描變形數(shù)據考慮到裝配仿真中。從沖壓工藝的殘余應力和實際掃描變形結果還可以同時考慮進裝配試制虛擬仿真中，數(shù)據考慮更精確。

如下圖展示了?？怂箍抵悄苎b配技術路線，常規(guī)的模擬仿真是基于標稱幾何進行的虛擬裝配仿真（1→5→6→7），這也是目前大多數(shù)汽車主機廠的技術路線。?？怂箍抵悄苎b配方案可以考慮物理掃描數(shù)據進行虛擬試制裝配（1→3→4→5→6→7），而且還可以考慮沖壓工藝殘余應力等影響，并結合物理掃描數(shù)據進行虛擬試制裝配（1→2→3→4→5→6→7）。

圖 ?？怂箍抵悄苎b配技術路線

當前，大部分汽車主機廠為了使掃描結果跟零部件工作狀態(tài)時的幾何尺寸一致，將零部件安裝在昂貴的夾具上進行掃描。海克斯康為了節(jié)省夾具的設計制造費用，降低掃描難度，節(jié)省掃描時間，提出了虛擬裝配方案，通過Simufact Welding軟件能夠有效的補償重力引起的零部件變形，在簡單支撐的狀態(tài)下進行零部件掃描，通過仿真工具就能還原零部件的工作狀態(tài)。

圖 預測實際零件在指定（車輛）位置夾緊/焊接時的幾何形狀

從物理掃描數(shù)據到虛擬裝配仿真，這個過程中的關鍵技術是如何把掃描的幾何點云數(shù)據考慮到虛擬裝配仿真中，?？怂箍抵圃熘悄荛_發(fā)了基于掃描點云的網格處理技術（Morph），并將其集成到Simufact Welding 的新版本中，該技術將掃描的點云數(shù)據與標稱幾何的網格模型或沖壓仿真的結構網格模型進行一鍵自動合成，將實際結構沖壓中的變形云圖考慮到子裝配和總成裝配模擬中，仿真使用的初始數(shù)據來自實際，裝配間隙更貼合實際，更能反映實際裝配中遇到的裝配變形等問題，從而幫助用戶通過虛擬裝配優(yōu)化裝配變形等問題。

圖 使用標稱幾何裝配與考慮掃描數(shù)據的裝配結果對比

該功能操作簡單，自動化程度較高，主要流程：導入掃描數(shù)據、導入基于標稱幾何或沖壓結果的網格、自動匹配、自動合成。