雖然目前汽車行業面臨諸多挑戰,但作為國內最大的商業皮卡和SUV制造企業,長城汽車仍然力求提升產品品質來增強競爭優勢,并力爭進入國際市場。對此,長城汽車技術研究院副院長、公司標準化委員會副主任李書利表示:“長城汽車致力于成為全球性企業的目標從未改變,為實現這一目標,我們希望所采用的標準能夠大大超越業界的平均水平。因此,目前的當務之急是不僅要符合最新的國內標準,同時也要符合最高的國際標準。”
歐洲市場的門檻
顯然,開拓歐洲市場并不是一件簡單的事情,首先產品必須經過目標市場的認證——只有通過歐盟整車型的認證(WVTA),長城汽車才能順利進軍歐洲市場。而歐盟的相關認證包括48個測試項目,在排放水平、安全性和環境影響方面對車輛設定了較高的標準。這意味著,長城汽車要實現其全球化市場戰略和多元化發展格局,必須建立一個企業級的環保合規平臺,從而確保遵從環保設計標準,全面提升產品質量。
在歐盟的各類測試項目中,“重用、回用和回收(RRR)”認證極其嚴格地管理、監測汽車對環境造成的影響。其不僅禁止使用含重金屬的物料,強制要求采用可回收性設計,而且還要求針對供應鏈中所有物料設立數據收集和監測系統。為了保證順利通過RRR認證,長城汽車最終選用了ENOVIAV6平臺物料合規管理模塊(MCC)解決方案,并率先在中國成立了“報廢汽車指令(ELV)”項目小組。早在2009年9月,長城旗下的“炫麗”、“酷熊”、“哈弗5”和“風駿4”四款車型就已通過了認證。
虛擬導入只是個開始
隨著業務的持續拓展,長城汽車又選用了CATIA來進行虛擬設計和測試、數字化樣機開發以及數字化組裝等,用于按時、按預算來交付產品,大大縮短了研發周期。為了進一步比較“虛擬仿真”與傳統模式在研發制造中的差距,李書利用“虛擬仿真系統”在“白車身”(汽車所有部件焊接完畢后還未噴漆的車身)制造中的應用,來說明兩者在效率上的差距。
“白車身”制造的基本過程,就是采用機器人或手動加機械手輔助的手段,傳輸、抓取、夾持離散的飯金和沖壓件,并將其焊接成復雜的“白車身”結構。據統計,一個轎車的“白車身”在焊裝過程中,要經歷多個點焊步驟,用到多個大型夾具,多個定位器,許多工藝信息都和零部件的三維幾何特性密切相關,這給車身焊裝工藝參數選擇、工藝流程規劃、車身焊裝的質量控制甚至車身設計,都帶來很多挑戰。
如何管理好數以千計的焊點,保證無漏焊、重焊?長城汽車方面表示,首先,在虛擬系統中,建立“白車身”制造各步驟所需的模型,各模型參數可由實際供應商直接提供;然后,各工位設計人員通過共享的虛擬開發環境,輸入各工位參數,在系統中仿真運行。假如“白車身”結果出現偏差,各工位要根據偏差調整參數,系統重新仿真計算,直至穩定輸出為止;最后,每次調整的數據都記錄至數據庫中,數據庫最終給出了最佳的“白車身”模型。這樣一來,只要把最佳模型中的參數應用到實際生產中,所有的工藝難題都能迎刃而解。
此外,長城汽車信息部副部長張勇表示:“我們還將虛擬駕駛員設定到汽車的數字樣機中,然后就可以優化模擬設計,確保駕駛員舒適駕乘,盡可能地享受汽車的安全性和駕駛樂趣。”記者了解到長城汽車計劃接下來將進一步部署數字化生產解決方案,讓數據管理貫穿從構思直至報廢的整個車輛生命周期。
奇瑞:實驗室里的“投影模型”
“當代汽車已經進入了‘三維仿真’的研發時代,IT技術的導入異常關鍵,只有積累了大量的經驗數據,才可以實現‘高效的建模’。”奇瑞信息技術總經理龔峻表示,虛擬制造是在汽車制造之前,為了獲得最佳的汽車模型數據,運用前沿IT技術,模擬開發過程中的設計、消除、測試和改進環節。
碰撞試驗2000次VS40次
事實上,虛擬制造是一個異常復雜的流程。首先,研發工程師輸入汽車各個總成圖紙設計參數,構建“三維模型”和“整車數據集成”。接下來,各個總成圖紙三維數據進入超級計算機,計算機即時演算虛擬環境,并投影到具有特殊功能的玻璃墻,其投影精度可達毫米以下。
此后,通過數據線,“投影模型”被傳到世界各地,各地研發人員只要帶上特殊眼鏡,便可以進入虛擬開發環境。由于精度在毫米以下,虛擬不同顏色的噴漆和設備規格,都可以在幾秒鐘內呈現,而且可以轉換汽車角度,使研發人員可以從不同的視角進行觀察。研發團隊可以用三維立體方式,模擬任何內容,包括車身部件、強度、動力系統性能、碰撞性能等。如奇瑞車頭的一個碰撞試驗需要100萬個數據來支持,電腦可以在150毫秒內計算出結果。這一時間比真車碰撞的時間節省數千倍。
顯然,“虛擬制造”和“仿真建模”大大提高了車企的研發和制造效率。事實上,虛擬制造是產品生命周期管理的一部分。記者了解到奇瑞的瑞虎便是采用PLM管理的一個經典車型。
數據管理支撐虛擬制造
瑞虎是基于B級轎車東方之子平臺上的一款全新產品。龔峻表示,在瑞虎的具體設計中,比如三維建模后的數字樣機,數據生成等要由Teamcenter中的Engineering模塊進行處理。在數字樣機建立之后,奇瑞專門負責CAE的部門可以直接對數字模型進行仿真分析,從數字化建模到虛擬的整車裝配,無論裝配多復雜,潛在的問題在屏幕中都會一目了然。要知道,虛擬的數字樣機的形成并不簡單。要消化吸收這些應用平臺各自為戰的“拿來”技術、并在其上實現完善、提升,數據兼容性成為了奇瑞在技術上必須跨越的硬指標。
一直參與奇瑞PLM實施的SiemensPLMSoftware公司奇瑞項目的咨詢專家婁忻回憶說,“在奇瑞迅速崛起之后,開始與許多國外公司合作開發,多種格式的產品設計文件一下子匯集到奇瑞來了。所以沒有PDM數據管理,不同格式的設計數據無法在同一環境中‘裝配’,數字樣機即是空談。”而如今,數字樣機幾經修改、調試之后再生產物理樣機,原先費時費力、反復重做的物理樣機在奇瑞已成了“昨日黃花”。
在PLM和虛擬制造的支持下,繼奇瑞汽車QQ系列車型在伊朗汽車市場成功試水后,旗下SUV車型瑞虎也挺進伊朗市場。這一年,奇瑞汽車海外工廠的數量達到了16個,其中12個已經投產。相比之下,另一家中國汽車制造企業長城汽車業在海外市場也取得了不錯的成績,取得了超過5萬輛的出口成績。而在長城汽車開拓海外市場的過程中,達索系統產品全生命周期管理(PLM)的解決方案,使其旗下四款車型均通過了歐盟WVTA的認證,成為中國首個獲得歐盟認證的中國汽車品牌。
更多資訊請關注汽車制造頻道