某型轿车前车门装配公差分配的优化
汽车装配优化问题
汽车装配优化问题汽车装配是汽车生产的一个重要组成部分。
为保证装配质量，提高劳动生产率，生产厂家会根据汽车的结构特点，将其分解成为可单独组织装配的单元（称为操作），然后合理地安排人员流水作业进行装配。
部分操作间存在优先关系，即必须某项操作完成，另一项操作才能开始装配。
每名工人需要完成几项操作（这几项操作合在一起称为一个工位），要求各个工位的实际作业时间应尽可能相等。
问题1：某装配线共有16项操作，操作的作业时间（操作上方的数字）及优先关系见下图，假设装配线有3个工位，试建立数学模型，合理安排装配计划，给出各项操作的作业起始和结束时间，使得各工位的实际作业时间尽可能相等。
问题2：针对问题1中的数学模型，设计一个近似求解算法，求解类似问题（问题相关数据如下，假设给定工位数为8个）的近似最优解。
二、基本假设与符号说明911 304 22 38 25基本假设：1）所有操作工序存在顺序约束，即每个操作存在紧前作业和紧后作业，每个操作不能独立存在。
2）每个操作不可再分，即每个操作必须在一个工位完成，不能分开在不同的工位中进行。
符号说明：n：工位数错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
n）：工位错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
n）：工位时间N：操作数错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
N）：操作工序错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
N）：操作工序所用的时间错误！未找到引用源。
：关键路线总时间错误！未找到引用源。
：关键路线按工位的平均时间错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
n）：按关键路线划分的工位错误！未找到引用源。
：给定的工位时间发差值三、模型的建立Step1: 计算关键路线按工位的平均时间错误！未找到引用源。
1)找出关键路线（工作时间最长的工序路线）（基于网络计划计算）2)计算关键路线总时间错误！未找到引用源。
3)计算关键路线按工位的平均时间错误！未找到引用源。
某型轿车前车门装配公差分配的优化
某型轿车前车门装配公差分配的优化范满珍;徐家川;焦学健;宋龙龙【摘要】由于轿车车门装配不仅关系到汽车外观质量，还关系到企业的制造成本.为了优化轿车车门装配公差分配，结合制造成本—公差分配模型，提出了采用粒子群算法对车门进行装配公差分配优化，并建立了基于田口质量定义的质量成本理论对其进行评价，最后以某型轿车前车门装配公差分配为例进行验证，结果表明该轿车前车门优化后10个测量点均能满足公差要求，装配质量明显提高，并且优化后总损失成本减少了7.33%，验证了该公差分配的合理性，为正确处理汽车外观质量和制造成本之间的矛盾提供一定的参考.%The car door assembly tolerance allocation is not only relative to the quality of automobile appearance, but also the enterprise manufacturing cost. In order to optimize tolerance allocation of a car door assembly, a tolerance allocation method based on particle swarm optimization algorithm is presented by using the manufacturing cost-to-tolerance allocation mathematical model. Secondly, the method is evaluated by a quality and cost metric model based on Taguchi's quality concepts. Final-ly, the optimal assembly tolerance allocation of the front door for a car is taken as an example for the test. Results show that the ten measure points of front door optimized by particle swarm are all meet tolerance requirements and the assembly quality of car front door is greatly improved. Besides, the tolerance allocation method is proved reasonably by the result that the total loss function reduced by 7. 33% after optimization. The proposed methodcould be used to deal with the relationship between the quality of automobile appearance and manufacturing cost.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P616-621)【关键词】车门装配;公差分配;粒子群算法;质量成本【作者】范满珍;徐家川;焦学健;宋龙龙【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博 255049;山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博 255049;山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博 255049;内蒙古工业大学能源与动力工程学院，内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TH160 引言车门装配公差分配是指汽车车门在设计阶段按照一定的要求为装配各组成环分配合理的公差［1-2］，当零件公差分配较小时，产品质量提高，但是相应的制造成本增加;当零件公差分配较大时，产品的制造成本减少，但是相应的产品质量也降低。
基于多目标化的某轿车车门优化设计
１ 、 车 门 中 部 加 载 １ ０ ０ ０ ０ Ｎ的压力 ； 车 门静强度 车门铰链 ２ 、 车 门 中 部 加 载 许用强度
和门锁 １ ５ ５ ６ ０ Ｎ的压力 ： ３ 、 车 门 中 部 加 载 ２ ４ ５ ０ ０ Ｎ 的压 力
通 过对 车 门静 力学 分析 ，从 而判 断 出车 门薄 弱处 即车 门刚度较 小处 的位 置 以及 车 门强度 是 否 达 到 国家标 准要求 ，为车 门结构进 一 步优化 设计 提 供参考 。
板厚度 ； ｘ 车ｆ ３ ＃ ｆ － 板中加强板厚度 ； ｘ 车门内板窗
框前 三角板厚 度 ； ｘ ８ 车ｆ ｑ ￣ ＇ ｂ 板窗框 前三 角板厚度 。
３ ． １ 目标 函数 的确立
其 中下沉 刚度 和一 阶频率数 学模 型 的决定 系 数为 ０ ． ９ ９ ９ ９ ， 调整 系数为 ０ ． ９ ９ ９ ５ ， 两 者都接 近于 １ ， 由此 可得 ， 所 建立 的模型精 度符合 要求 。
锯， 观察模 态分 析结果 。分 析 车门 的整体扭 转 、 弯 曲振 型 ， 以此得 结构 的 固有 频率 。 模型 的 固有 频率
如表 １ 所示 。
表 １ 车 门前 ６阶模 态 参数
模 态 Ｉ 固有 频 率 （ Ｈ ｚ ） １ Ｏ ２ Ｏ ３ Ｏ ４ ５ ６
工况 １
０ ０ ． ０ ６ ３ ０ ． １ ０ ９
工况 ２ 门 铰 链 处 Ｕ ｘ ＝ ０ 、 在门内板左上角施加 ７ ５ ０ Ｎ的 ｘ向力
Ｕｙ ＝０、 Ｕｚ ＝０
由表 １ 可知， 车 门处 于 自由 一自由状态 时 ， 所
工况 ３ 门锁 处 Ｕ ｘ ＝ ０ Ｕｙ ＝ ０ 在 门 内板 右下 角施 加 ７ ５ ０ Ｎ 的 Ｘ向 力
移动公差在车身公差优化中的应用
乘用 车的车身是整车的重要组成 部分 ， 整车其他零 部 是
高 。因此 ， 极值法适用于低精度或者较 高精度但 组成 环较少 的装配 ， 不完全适合轿车 的公差分 配。
表 ｌ 总成 一 单 件 公 差 分 配 总 则
为 冲压件分 配公差要遵循一定 的规则 ， 车身公 差分配 流 程如图 ２所示 。公差分 配流程表 明， 在装配 误差大 于车身指 定的经济公差 时 ， 先采 用调 整公差 带 的方法 ， 优 如果仍 不符
数据都在其理论设计 值附 近做随机 波动 。若随机 变量 ｘ服
１ 车 身 冲 压 件 公 差
１１ 车身装配质量 ．
从 参数为 、－ Ｏ 的正态分布 ， 则其 概率 密度为 ， ）： （ 一
己 【 Ｔ
一
， ＞０ ，一
＞ ＜。 。
（） １
汽车从设计到生产是一 系列 复杂的过程 ， 以难免产 生 所 装 配误差。图 １为车身装配的影 响因素 ， 根据误差 产生 的原
的 调 整 将 引起 一 个 区 域 内测 点 误 差 的 变 化 ， 整 不 当会 导 致 调
会超过 ６个 ， 因此完全采用概率算法会产生较 大的误差 。
２ ）极 值 法
公差 ＝ （ Ａ部 件 ） ＋ （ Ｂ部 件 ）
（） ３
该 方 法装 配 过 程 简 单 ， 产 效 率 高 ， 且 对 装 配 技 术 要 生 而
第３ ２卷
第 ９期
轿车车门装配位置优化
三维空间的齐次坐标转换方法优化车门的装配位置 ,通过迭
从流程图可以看出 ,每次迭代 ,车门上点阵到车体上曲面
代使代表间隙分布均匀程度的目标函数达到最小 。将该方法
的距离和总在两个个步骤中被减小 :
应用于实测数据得到了明显的效果 。
(1) 通过找出每一点到车体曲面的最小距离使点阵到车
参考文献
体上曲面的距离和减小 ,这一步骤利用 UGII 提供的曲面分析
〔摘要〕这里以坐标测量机为测量手段 ,分别测量轿车车门和车身配合面 ,利用 UGII C确定轿车车门最佳装配位置 。有效地提高了轿车车门装配质
量。
关键词 :轿车 ;车门 ;装配位置 ;UGII
馆 〔Abstract〕The paper presents a new method to measure and improve the assembly quality between BIW 书 and car door by using the coordinate measuring machine and UGII software. The method improves car door 图 assembly quality effectively and can be used in whole car assembly .
大 问题中为 17mm ; T ( t) 为车门坐标系的变换矩阵 。我们的目
交 的即是求得使 F 最小的 T 。
图 2 车门装配位置优化算法
海 上面的最小化问题是一个复杂的非线性问题 。目前常见
ρ
ρ
上 的解法是分别将点系 Xi 和Ni 所在的曲面方程代入式 (3) ,之后
利用解析的方法求得 T ( t) 。但由于实际车体和车门配合面 的曲面方程无法精确得知且该配合面是由若干小曲面拼接而
某车型前车门结构设计与优化
某车型前车门结构设计与优化作者：徐昊地来源：《中国科技博览》2016年第17期[摘要]随着天津一汽骏派D60城市SUV的发布，天津一汽另一款三厢车正在研发。
此三厢车前车门的部分研发过程即为本文的内容。
利用CAE（计算机辅助分析）手段可以在前期设计阶段就给出性能合格的产品，并节省大量试制、实验的时间和金钱，并缩短研发周期。
采用有限元分析在车门设计前期计算出车门各项刚度和强度指标，并优化车门不合格的指标，在试制实验之前，提供最终版车门模型。
[关键词]车门，刚度，强度优化中图分类号：U463.834 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0257-021 引言CAE在车身设计中与实验的关系有两种：1、在有试验的基础上，通过试验结果验证有限元模型准确性，在正确的有限元模型基础上进行仿真优化，并用优化结果指导实际部件的设计，从而达到节约试验成本、缩短研发周期的目的。
2、轿车研发初期并没有确定能用的Catia 模型数据，也并没有试制计划，这时就需要用电脑仿真出一个满足边界条件初始模型，在此模型基础上根据标准施加边界条件、载荷，计算位移和应力等评估指标，根据指标，对模型进行优化。
进而设计出符合标准的部件。
从而作为试制试验的数据。
后者前期设计完全脱离实体部件，其设计过程完全靠电脑完成，是现代化设计的趋势。
本文是第二种方法，用计算机辅助设计出可以供试制试验的前车门钣金数据。
2 正文有限元模型建模：在车身发布V1版Catia数据后，采用HyperMesh中shell单元建模。
如图1所示：有限元模型建成后，按公司内部《车门结构工况定义规范》添加边界条件。
包括：车门模态，扭转刚度，侧向刚度，自重下垂，腰线刚度，本体铰链安装点刚度，内饰安装孔刚度等指标。
最终汇总出前车门结算结果表，发现前车门窗框侧向刚度里的Hinge侧窗框侧向刚度、前车门内饰安装孔刚度里的内饰安装点3-6号四个安装点刚度、后视镜刚度里的X向刚度不合格。
前后门窗饰板间隙偏小问题分析与解决
10.16638/ki.1671-7988.2020.13.055前后门窗饰板间隙偏小问题分析与解决曹倩（上汽通用汽车有限公司尺寸工程科，上海201206）摘要：随着汽车行业的竞争日趋激烈，汽车产品的感官质量越发受到重视，而外饰匹配是其中一项重要的衡量标准。
文章针对某车型前后门窗饰板间隙问题，依据尺寸链详细剖析各个环节的原因，综合考虑项目节点、更改难度、成本等因素，采用了偏差控制的方法有效解决问题。
分析过程采取手工样件验证、重复装配实验、Python数据分析等手段，最终消除了缺陷。
文章旨在分享实际生产过程中解决相关复杂问题的思路与经验。
关键词：外饰匹配；偏差控制；均值偏移；数据波动中图分类号：U463.83+9.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)13-176-03Analysis of Front Door and Rear Door Appliques’ Gap IssueCao Qian（SAIC General Motors Corporation Limited Dimension Engineering Division, Shanghai 201206）Abstract:With the increasingly fierce competition in automobile industry, the perception quality has been paid more attention, and the exterior matching is a quite important evaluation criterion. This paper focuses on the gap between front door and rear door applique of a certain model, according to the dimension chain to analyses each relevant cause, and considering the project schedule, difficulty level, and cost, finally the deviation control method is adopted. The analysis process adopts manual sample verification, repeated assembly experiments, and Python tool to eliminate the defect. Here aims to share the ideas and experience of solving related complex problems during manufacture.Keywords: Exterior matching; Deviation control; Mean deviation; Data fluctuationCLC NO.: U463.83+9.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)13-176-03前言随着生活水平的提高，人们不仅关注汽车的性能，对外观和精致度也平添了更多的期待。
轿车前端结构优化方法
轿车前端结构优化方法刘维海1，程秀生1，朱学武2，马志良2，唐洪斌（1吉林大学汽车工程学院，吉林长春130022；2 第一汽车集团技术中心，吉林长春200011）摘要：为了使轿车具有优良的正面抗撞性能，在设计开发阶段需要应用仿真计算的方法对轿车前端结构进行优化。
本文综合考虑正面16公里40% 偏置刚性碰撞（AZT)、正面50km/h刚性墙碰撞（FRB）和正面56km/h 40%可变形壁偏置碰撞（ODB）三种工况，首先对轿车前端结构进行优化计算，然后将优化结构进行整车碰撞仿真验证，结果表明前端优化结构在整车条件下的碰撞仿真中表现理想。
最后，总结出一套轿车前端结构优化流程，该流程对轿车设计开发具有重要的指导意义。
关键词：碰撞；保险杠横梁；吸能盒；前纵梁Optimizing Method of a Passenger Car’s Front StructureLiu Weihai1；Cheng Xiusheng1；Zhu Xuewu2；Ma Zhiliang2；Tang Hongbin2(1. College of Automotive Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China；2.FAW Groups Research andDevelopment Center, Changchun 130022, China)Abstract：In the phase of passenger car design, it’s important to optimize front structure with FE simulation for getting excellent crashworthiness. In this study, optimizing the front structure in subsystem level firstly, then further optimizing the in full vehicle level under the 16 km/h AZT, 50 km/h FRB and 56 km/h 40% ODB impact modes, Simulation results shows that the front structure has an excellent crashworthiness in full vehicle impact simulation.At last, an optimization method of front structure is summarized which can guide the car design in future.Key words：Impact Bumper beam Crash box Front rail0前言随着我国汽车安全强制性法规的逐步完善以及消费者对汽车安全性认识的提高，各大汽车企业与研究机构投入大量人力、物力提高汽车安全性能。
面向公差原则的装配体公差优化分配
面向公差原则的装配体公差优化分配在制造业中，装配体的精准度至关重要。
如同一位精确无误的钟表匠，工程师们必须确保每一个零件都在公差的严格框架内舞蹈，以保证整个机械的和谐运作。
然而，公差分配的艺术并非易事，它需要一种既科学又富有创造力的方法来达到最优解。
想象一下，一个装配体就像是一张错综复杂的蛛网，每个节点都是一个零件，每条线则是它们之间的公差关系。
如果我们随意拉扯这个网络的任何一端，都可能导致整个结构的不稳定。
因此，公差的优化分配就像是在进行一场精密的平衡游戏，每一步都必须计算得当，以确保整个系统的稳固与协调。
在这个过程中，我们面临的挑战是多方面的。
首先是成本的考量，因为更严格的公差通常意味着更高的生产成本。
这就像要求一位画家用更细的画笔作画，虽然细节会更加丰富，但所需的时间和精力也会成倍增加。
其次，我们还要考虑生产效率，过于严苛的公差要求可能会导致生产线上的瓶颈，就如同一条河流被突然收窄，水流的速度和流量都会受到影响。
那么，如何在这个充满挑战的领域中找到我们的北极星呢？答案就在于面向公差原则的优化分配。
这一原则鼓励我们在设计初期就考虑公差的合理设置，而不是事后修补。
这就像是在建筑一座大厦之前，先打好坚实的地基，而不是等到大楼摇晃时才匆忙加固。
具体来说，我们可以采用统计公差分析方法，通过模拟和预测来评估不同公差设置对整个装配体性能的影响。
这种方法就像是给了我们一副X光眼镜，让我们能够透视那些肉眼不可见的细节，从而做出更加明智的决策。
同时，利用现代计算机技术进行仿真和优化也是不可或缺的一环。
通过建立数字化的模型并进行虚拟测试，我们可以在不产生任何实际成本的情况下，探索各种可能的公差组合。
这就像是在虚拟世界中进行无数次的实验，直到找到那个最完美的配方。
当然，任何技术都不是银弹。
面向公差原则的优化分配也需要与其他质量管理措施相结合，比如持续改进和员工培训等。
这些措施就像是给一座花园浇水施肥，虽然看似微不足道，但却是花朵盛开不可或缺的养分。
轿车车体装配尺寸偏差控制技术
文章编号:1004-132 (2000)11-1215-06轿车车体装配尺寸偏差控制技术来新民 副教授来新民 林忠钦 陈关龙 摘要:基于偏差流理论,针对夹具的优化设计及鲁棒设计、柔性件装配偏差分析与综合、制造过程在线测量、故障诊断和偏差在线补偿,从设计和制造并行角度对车体偏差控制进行了系统综述,论述了面向设计和面向制造的偏差控制的辩证统一关系。
结合所提出的偏差流库和偏差流检测站的概念,给出了偏差流控制的系统模型,丰富了偏差流理论。
关键词:轿车车体装配;尺寸偏差控制;偏差流理论;统计过程控制中图分类号:F 27312 文献标识码:A 收稿日期:1999—01—25 轿车车体制造的尺寸偏差直接影响到诸如风噪声、密封性、行驶平稳性等整车性能。
90年代初,美国轿车车体综合误差在±2mm 以上,显著高于日本车体的±1mm 水平,为此丢掉了近30%的国内市场。
随着为期3年的“2mm 工程”项目的成功,1996年其车体制造赶上了世界先进水平,逐步夺回了原有的市场份额。
可见开展轿车车体制造尺寸偏差控制研究的重要意义,该领域的研究正在成为工业界和学术界的热点问题之一。
典型车体通常由250多个薄板冲压件在55～75个装配站上焊装而成,装夹定位点可达1700～2500个,焊点多达4100个。
车体装配的多层次体系结构见图1,若干零件经焊装成为分总成,分总成C 11—后围总成 C 21—后纵梁拼装件 C 22—左轮罩总成 C 23—右轮罩总成 C 24—地板拼装件 C 31—左后纵梁总成 C 32—右后纵梁总成 C 33—安全带支架 C 34—备胎支架 C 35—中地板 C 36—后地板 C 37—地板接长件 C 41—左后纵梁 C 42—定位碗头 C 43—加强板图1 车体装配的多层次体系结构又变成下一层装配中的零件,其尺寸偏差主要源于零部件间的干涉、工夹具定位的不稳定性、零件本身的偏差、焊装变形。
白车身四门装配调整
ｇｙ
（５）侧 围外 板铰链 安装 孔位 置和铰 链安装 面与 侧 围外轮 廓精度不 足 ，影响 四门的调整装 配 由于 四门在 装配的平度和间隙是以侧围外板来作为参考依据的 ，故
而 实现这两种装 配的手法又有很多种 ，车门装具 设计 是 一项 比较复杂 的工程 ，需要根据不 同车 型而定 ，并 且 受车 身制造精 度制约较 大。
（３）车 门装配铰 链实 际生产精 度不 足 ，影 响四 门
常见影响Ｉ￣１＂１装配调整因素
的调 整装配 通常汽车生产 用铰链 ，从连接方式来看分 为两种 。一种是直接以 螺栓装配来联接车 身铰链 ，一种
１．设计 因素
是直 接与车身焊接连接 铰链 。以前者 为例进行分析 ，受
设计 因素是 指在产品 当初设计 时就 存在的缺 陷，没 铰链影 响的四门装 配调 整主要有 ：铰链孔 的精度影响铰
有把四门之间的匹配关系做好，导致从后序模具开发到 链相对于车门定位精度，门支板平面至转轴中心间距、
实际生产过程 中出现四门之 间的 匹配不 良，间隙和平 度 侧围安装下孔中心至转轴中心间距和侧围安装上孔中心
无法满足客 户需求。所以在生产过程 中 ，如果 出现 四门 至转 轴中心间距影 响四门调整平度 ，下支板孔 中心与转
三坐 标 来检 测 。如 果侧 围外 板 铰链 安 装孔 位置 精 度不
足 ，会直接 影响 四门调 整装配的 间隙 ，侧 围外板 铰链安
装面与侧 围外轮廓尺 寸精度不 良 ，会直接影 响四门装配
调 整的平度 ，如 图２所示。
图４ 外置式 装具
４．焊接夹具及相关零件 的影响 如果 焊接 夹具 定 位基 面 与 内板 存 在差 异 ，会直
动 ，四门的平 度会恢 复到调 整前 的状态 。
某车型车门对新产品工艺设计的优化
17410.16638/ki.1671-7988.2018.13.060某车型车门对新产品工艺设计的优化俞亚昕，和丹萌，袁晓瑛（陕西重型汽车有限公司车身厂，陕西 西安 710200）摘 要：在产品的全生命周期中，立项开发与批量生产往往在时间上相隔甚远，但这并不影响双方相辅相成的关系。
产品的开发应当考虑到生产的便捷，产品在生产过程中也应当及时反馈遇到的问题，以避免新产品在开发过程中重蹈覆辙。
关键词：开发与生产；工艺优化；CAE 分析中图分类号：U466 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)13-174-03The Technology Improvement from a Car DoorYu Yaxin, He Danmeng, Yuan Xiaoying( Shaanxi heavy duty automobile co. ltd Shaanxi Xi ’an 710200 )Abstract: There is a long time from development to production in the whole life cycle of product. The development and the production are all helpful to each other. We should think about the convenient for production when we do the development. We also should learn about the problem from the production.Keywords: Development and Production; Technology Improvement; CAE Analysis CLC NO.: U466 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)13-174-03 在产品的全生命中期中，从设计阶段到批量生产阶段，往往需要漫长的时间。
基于装配工艺仿真的车门公差分配优化方法研究
基于装配工艺仿真的车门公差分配优化方法研究栾新慧;刘惠国;刘银华【摘要】车身、车门零部件公差对车门装配质量具有重要影响,而轿车车门装配偏差不仅影响汽车外观质量,还关系到汽车企业的制造成本.鉴于此,对后车门装配工艺影响因素进行分析,通过装配工艺仿真建立了车门偏差关系模型.在此基础上,提出基于成本和Taguchi过程能力指数的综合公差优化分配模型,进而利用粒子群算法对建立的模型进行优化计算,得到车身、车门各关键测点的公差结果,为面向整车匹配质量的车身、车门零部件制造与质量评价提供了有效的理论依据.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2018(056)002【总页数】4页(P12-15)【关键词】公差分配;装配偏差;质量;粒子群算法【作者】栾新慧;刘惠国;刘银华【作者单位】200093 上海市上海理工大学机械工程学院;200093 上海市上海理工大学机械工程学院;200093 上海市上海理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH160 引言车门装配公差分配是汽车设计阶段的重要部分。
在现代企业中，如何保证产品的质量要求，合理控制制造成本，车门等关键零件部的公差分配是保证产品装配质量的重点。
传统装配公差分配模型是以最小制造成本为目标的分配模型，该模型是一个比较复杂的非线性模型[1-5]。
因此，许多学者采用遗传算法、粒子群算法等进行优化处理[6-7]。
鉴于传统公差分配仅考虑降低加工成本、忽视质量损失的问题，于涛[8]等进行了基于田口玄一新质量观的公差分配研究。
在实际生产过程中，车门作为车身的外覆盖件，其装配后往往会出现下垂或门间隙不均匀等问题，导致车门密封不好、配合间隙不均、平整度差等缺陷。
其中，车身、车门制造质量是影响上述性能表现的重要因素。
因此，如何在现有生产工艺条件下使整车外观与性能达到要求，车身、车门公差的合理分配及其制造实现就显得尤为重要。
本文提出基于成本和Taguchi过程能力指数的公差优化模型，进而利用粒子群算法对建立的模型进行优化计算，得到优化目标与公差间的关系，为零件制造商的制造水准评价提供了理论依据。
一种乘用车前舱40% 偏置碰中小腿得分偏低问题的优化设计
表1
2 背景描述
某 款 乘 用 车 PRO 阶 段 车 辆 进 行 C-NCAP 摸底试验时，发现正面 40% 偏置碰 试验中小腿得分偏低，需要进行优化分析。
按 照 C-NCAP 2018 ODB（offset deformable barrier）试验工况要求，偏置可 变形壁障 , 试验速度 64km/h。通过模拟分析 及碰撞试验发现，由表 1 可知，前隔板试验值 侵入量为 135.7mm，基准模型值为 149.6mm, 超出目标值 (130mm)5.7mm. 搁脚板试验值侵 入量 122mm, 基准模型值为 82.5mm, 试验值 超出目标值 (60mm)62mm。脚踏板安装点侵
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺
一种乘用车前舱 40% 偏置碰中小腿得分偏低问题的 优化设计
刘灵祥 周世玉 陈旭红 吴雄兴 上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007
摘 要：本文通过变更零件结构和变更材料牌号和焊点数量，提高某款乘用车 PRO 数据阶段前舱零件 40% 偏置碰 性能，减少前围板的侵入量，保证车内成员的安全生存空间。
关键词：有限元模型 40% 偏置碰 刚度 材料 焊点
An Optimized Design for the Low Score of the Middle Calf in the 40% Offset Impact of the Front Cabin of a Passenger Car Liu Lingxiang Zhou Shiyu Chen Xuhong Wu Xiongxing
加速度峰值 (g) 速度回弹时刻 (ms)
前隔板最大侵入量 (mm)
脚踏板安装点侵入量 (mm)
搁脚板侵入量 (mm)
轿车车门刚度非线性优化分析
轿车车门刚度非线性优化分析傅华娟【摘要】以某轿车车门为例,对汽车车门结构进行了建模并确定了车门、载荷及约束的处理条件,然后根据该模型利用ABAQUS软件对车门在下沉工况下进行刚度分析,从而得到了车门上较大的变形区域,在释放载荷下,较大的变形区域没有完全恢复初始状态.为此本文对车门提供了优化方案,为车门的设计、改进提供了依据.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2010(000)012【总页数】3页(P41-43)【关键词】轿车车门;ABAQUS;垂向刚度;有限元分析【作者】傅华娟【作者单位】常州机电职业技术学院,江苏,常州,213164【正文语种】中文【中图分类】U463.83+41 引言车门是车身的重要构件，它是由具有复杂空间曲面形状的内板、外板以及起局部加强作用的加强板通过冲压和点焊组合而成的空间薄壁板壳结构。
内、外板由钢板冲压而成，外板的形状与整车相协调。
在门的边缘处，外板包着内板，形成一个刚性体。
内板上冲有各种形状的孔洞、窝穴、加强筋，以便增加强度和安装附件；内板上还有各种加强板、支架，以消除应力集中，增加强度。
除了保证外形美观以外，车门的开、关应可靠。
为此，车门应有足够的刚度。
若刚度不足，会导致车门局部区域出现过大的变形，影响密封性，从而影响车的正常使用。
本文利用ABAQUS有限元分析软件对某轿车的车门进行了非线性有限元分析，对其垂向刚度进行了研究，分析了前门的变形情况，并根据分析结果提出优化方案，为前门的设计提供参考。
2 模型建立忽略车门内饰板、车窗玻璃、门把手、门锁等结构，根据设计部门提供的某轿车白车身及前门数模建立有限元分析模型，对模型进行了有限元离散处理。
所有零部件都采用板壳单元进行离散，进行网格划分，根据以往经验，划分基准为10mm的四边形和三角形单元，并将三角形单元控制在5%以内。
并尽量采用四边形板壳单元模拟。
点焊采用FASTER单元模拟，缝焊用刚性单元来模拟。
汽车装配优化问题
汽车装配优化问题汽车装配是汽车生产的一个重要组成部分。
为保证装配质量，提高劳动生产率，生产厂家会根据汽车的结构特点，将其分解成为可单独组织装配的单元（称为操作），然后合理地安排人员流水作业进行装配。
部分操作间存在优先关系，即必须某项操作完成，另一项操作才能开始装配。
每名工人需要完成几项操作（这几项操作合在一起称为一个工位），要求各个工位的实际作业时间应尽可能相等。
问题1：某装配线共有16项操作，操作的作业时间（操作上方的数字）及优先关系见下图，假设装配线有3个工位，试建立数学模型，合理安排装配计划，给出各项操作的作业起始和结束时间，使得各工位的实际作业时间尽可能相等。
问题2：针对问题1中的数学模型，设计一个近似求解算法，求解类似问题（问题相关数据如下，假设给定工位数为8个）的近似最优解。
二、基本假设与符号说明911 304 22 38 25基本假设：1）所有操作工序存在顺序约束，即每个操作存在紧前作业和紧后作业，每个操作不能独立存在。
2）每个操作不可再分，即每个操作必须在一个工位完成，不能分开在不同的工位中进行。
符号说明：n：工位数错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
n）：工位错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
n）：工位时间N：操作数错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
N）：操作工序错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
N）：操作工序所用的时间错误！未找到引用源。
：关键路线总时间错误！未找到引用源。
：关键路线按工位的平均时间错误！未找到引用源。
（i=1，2错误！未找到引用源。
n）：按关键路线划分的工位错误！未找到引用源。
：给定的工位时间发差值三、模型的建立Step1: 计算关键路线按工位的平均时间错误！未找到引用源。
1)找出关键路线（工作时间最长的工序路线）（基于网络计划计算）2)计算关键路线总时间错误！未找到引用源。
3)计算关键路线按工位的平均时间错误！未找到引用源。
自-一汽大众汽车前端分装线平衡与优化研究
摘要本文针对一汽大众奥迪车前端分装线的调查与研究,提出了个人的意见。
装配线作业是汽车生产的重要环节。
装配线的动作高效化、时间标准化、管理可视化以及装配现场的布局合理化对于汽车前端的装配效率、装配成本、以及装配质量有着重要作用。
在文中以理论联系实际,运用工业工程的知识对奥迪车前端分装线进行研究，利用mｏｄ法得到各工位的标准时间根据生产节拍确定出操作人员，再利用生产平衡率的标准对该分装线进行评定,分析其存在的问题，对存在的问题进行改善，设计出合理的设计方案，并用flexsim仿真软件对其进行仿真。
在总体考虑下,层层分析,步步深入为一汽大众奥迪车前端分装线平衡与优化提出切实可行的方法，以便达到提高装配生产的能力,同时降低装配作业的生产成本的目的。
关键词 MOD法 Flｅxsim 生产线平衡生产线优化ＡbsｔrａｃｔThis paper is the sｕrvey and reseａｒcｈａbouｔ faｗ Volｋswageｎａn audi fronｔrｅpａckｉng line, and I puｔs ｆoｒwａrd perｓｏｎal ｏpinｉoｎs. Thｅ asｓemblｙｌｉne homework is ａｎ imｐortant link in pr ｏdｕction of cars．Ｔhe ａｃtion oｆ the assｅmｂly ｌine， sｔandardiz ｅd timｅ，hiｇh efｆｉciencｙ manａgｅmｅnt ｖisｕalizatｉｏn and ｔhe ｌａyｏut ｏf ｔｈe ａsｓeｍblｙ site raｔｉoｎaｌizａtion has aｎimportaｎｔ role for the ｃar ｆｒｏnt assｅmblｙｅfficｉｅnｃy, cost, an ｄａssembly quality.Ｉｎ this ｐapeｒ, uｓing tｈe tｈeｏrｙｗitｈ the practice o ｆ inｄustrial engineeriｎg knoｗlｅｄge of an ａudi, ｐacking fronｔline ｏｆ eaｃh sｔatiｏｎｏf ｔhe ｍoｄ get ｓtanｄａｒd time accｏrdｉng to prｏducｔion tｏdeteｒminｅｔhe bｅat operaｔion peｒｓonｎｅl, ｒecycle proｄｕction ratｅof tｈe ｓtａndａrd of baｌaｎce paｃｋing ｌine ｅｖａlｕatｅd and the analyｓis of its exiｓting proｂlems, ｔｈｅexｉstｉng prｏｂlems， aｎd ｄesignｅd to improve rationａl design sｃhｅme, and flexｓiｍ simulatiｏｎsｏｆtware ｏf ｔhe simulaｔion. In geｎeｒal, laｙer upｏn laｙｅr, consiｄer seｎtences.fiｎallｙ.an analysi ｓ for faw Volkswagen ａｎ auｄi froｎt liｎe bａlａnｃｅ packiｎg and oｐtimizaｔion and feasibｌe ｍethoｄ, sｏ as to iｍprｏve the ability o ｆthe asｓｅmbly ｐroｄucｔｉｏn and reduce aｓsｅmblｙｗork of ｔhｅｐrｏducｔｉｏn ｃost of purpose.ﻭKey words: MOＤ methoｄ Flexsim line baｌanｃe liｎe Optimizatｉon目录1 绪论ﻩ错误!未定义书签。
3DCS在车门尺寸优化中的应用
3DCS在车门尺寸优化中的应用李文斌;张宾;赵辉;邵玉【摘要】车门尺寸精度直接影响车身的匹配外观及整车NVH等性能,硏究其尺寸偏差特性对提升整车品质具有重要意义。
本文以瑞风A60前门为例,利用3DCS软件对前门总成的装配偏差进行仿真模拟,分析偏差源因子,并进行全因子实验设计,优化了尺寸匹配水平,实现车门目标尺寸能力达标。
【期刊名称】《汽车制造业》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】2页(P44-45)【关键词】尺寸优化;车门;应用;尺寸偏差;DCS软件;尺寸精度;仿真模拟;装配偏差【作者】李文斌;张宾;赵辉;邵玉【作者单位】[1]安徽江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司工艺研究所;[1]安徽江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司工艺研究所;[1]安徽江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司工艺研究所;[1]安徽江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司工艺研究所;【正文语种】中文【中图分类】U463.834车门尺寸精度直接影响车身的匹配外观及整车NVH等性能，研究其尺寸偏差特性对提升整车品质具有重要意义。
本文以瑞风A60前门为例，利用3DCS软件对前门总成的装配偏差进行仿真模拟，分析偏差源因子，并进行全因子实验设计，优化了尺寸匹配水平，实现车门目标尺寸能力达标。
汽车车门的焊接装配是一个多工位、多层次的装配过程，装配偏差的累积规律比较复杂，而传统的极值法、概率法等尺寸链分析方法不能准确地分析出装配过程中的偏差源、贡献度等因素，尺寸调试周期长、成本高，且对人的技能要求高。
利用3DCS建立三维尺寸链模型，运用蒙特卡罗随机抽样法能精确地分析出复杂装配过程的偏差流，明确影响目标尺寸的主要因子，进行针对性地优化改进，快速有效地实现尺寸目标。
本文建立了瑞风A60前门总成三维尺寸链模型，通过尺寸能力评估，进行全因子实验设计预测，优化了尺寸匹配水平，并依据偏差源分析制定控制计划，经实际生产验证，能有效满足尺寸目标。
汽车车门装配尺寸控制
汽车车门装配尺寸控制摘要：国内在轿车车门的装配过程中出现很多问题，尤其是车门铰链、车门安装点等安装件的性能，大大影响了车门的机械性能和品质。
分析车门装配工艺设计、提高装配质量是主机厂十分关注的问题。
通过CMM 三坐标测量设备监控车身定位尺寸，通过设计、工装、焊接工艺进行车身尺寸的优化；通过冲压模具以及门盖型面预变形及包边质量控制确保门盖型面，以及通过安装工具确保装配位置的稳定性。
有效地提高了轿车车门装配质量。
关键词：汽车车门；装配尺寸；偏差控制汽车车门是车身四门两盖中最重要的部件，对于乘员的舒适性影响最大。
汽车车门应该具有足够的强度和刚度、良好的密封性能，同时防止开闭困难。
在轿车总装车间，通常内饰一班负责将来自涂装厂车身上的四个车门拆卸，并固定于吊具上运至车门分装线，然后四个车门分别经过数个工位进行装配，装配过后的车门便可以输送到最终线进行最后的装配。
合理的装配工艺对保证车门装配质量、提高装配生产效率、减轻劳动强度、减少占地面积、降低生产成本等都有重要影响。
装配工艺是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产计划及技术准备主要依据。
本文使用机械系统装配方法，对车门装配工艺的设计进行分析。
1 车门装配单元划分首先将车门分拆成若干个独立装配单元，可以在装配工作上组织平行装配作业，缩短装配周期。
各装配单元能预先调整试验，各部分能以较完善的状态送去总装，有利于保证车门的最终质量。
汽车车门装配单元可划分为玻璃升降器总成、门锁总成、车门内饰板总成、车门线束总成、车门密封条总成等部件。
这些装配单元可以安排在不同的工位上进行，简化了装配过程，可以更好地平衡每个工位的装配内容，也有助于质量检验操作。
2 影响车门装配的主要因素车门的装配的配合关系主要是车门之间、以及车门与侧围、之间的配合关系。
因此，影响车门装配尺寸的主要因素有三种：（1）白车身的尺寸偏差。
白车身的尺寸偏差主要是侧围Y向、以及侧框宽度偏差、侧围铰链定位偏差等因素影响；（2）车门尺寸偏差。
驾驶室装配紧固件的工艺优化实例简析
驾驶室装配紧固件的工艺优化实例简析摘要：本文结合某重卡车型驾驶室部分紧固件存在的问题现状，从装配工艺性方面分析了现有紧固件存在的问题及不足，提出新的紧固件选用方案，相对现有结构简化了装配工艺流程，同时提升了紧固件的装配质量，实车体现新的紧固件选用方案后在解决现有问题的情况下，简化了装配工艺，降低了劳动强度，提升了装配效率。
关键字：紧固件，工艺优化，装配质量Liu Cuiqiao(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd ShaanxiXi’an 710200)[Abstract]：Combined with the existing problems of some fasteners in the cab of a heavy truck model, this paper analyzes the problems and shortcomings of the existing fasteners from the aspect of assembly technology, and puts forward a new fastener selection scheme, which simplifies the assembly process compared with the existing structure and improves the assembly quality of fasteners, After the new fastener selection scheme is reflected in the real vehicle, the assembly process is simplified, the labor intensity is reduced and the assembly efficiency is improved under the condition of solving the existing problems.Keywords:fasteners, process optimization, assembly quality前言标准件是汽车的主要紧固件，约占汽车整车零部件总数量的50%左右，是汽车产品开发的重要环节，一般来说在满足设计需求的情况下，优先选用现生产在用的紧固件，同一产品或同类产品，尽量减少紧固件品种和规格，以提高通用化程度和装配效率。
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由于车门总成各零件的几何形状和尺寸都是各有各的特点,很难用一个数学模型来描述产品的加
工成本—公差关系[9] ,为此参考文献[10] 用零件的加工特征尺寸代表零件尺寸给出车门总成内孔、平
面特征尺寸的加工成本公差模型:
内孔特征:
C( t) = 12. 6691e( -37. 5279t)
+
2.
486
e
(
617
0引言
车门装配公差分配是指汽车车门在设计阶段按照一定的要求为装配各组成环分配合理的公差[1-2] , 当零件公差分配较小时,产品质量提高,但是相应的制造成本增加;当零件公差分配较大时,产品的制造 成本减少,但是相应的产品质量也降低. 因此,合理的平衡汽车外观质量和制造成本之间的矛盾,优化 车门装配公差分配有着极其重要的意义.
1 装配公差分配优化模型
1. 1 目标函数
轿车车门装配公差优化的合理性指标一般是以经济性作为衡量标准,因此公差分配优化的目标函
数是车门装配各组成环的制造总成本之和最小,记制造总成本为 C,则有:
n
minC = ∑ωiCi ,
(1)
i=1
式中:n 为装配组成环数;ωi 为权重系数;Ci 为第 i 个组成环的制造成本.
3 前车门装配公差分配优化
3. 1 前车门装配公差分析 该型轿车前车门总成由车身侧围、铰链和前车门组成,根据该车型车身精度公差标准查得前门
与 A 柱间隙公差为±1. 5 mm,其他装配间隙为±1. 0 mm. 初始该车门总成零部件公差设定为:车身 侧围安装面轮廓度为 0. 3 mm,安装孔位置度为 0. 2 mm;铰链安装面轮廓度为 0. 3 mm,安装孔位置度 为 0. 2 mm,销轴孔位置度为 0. 2 mm;车门安装面轮廓度为 0. 3 mm,安装孔位置度为 0. 2 mm. 沿车 门四周设置10 个测点,模拟次数为 5 000,公差验证范围为±3σ,对其进行蒙特卡罗模拟分析,分析结 果如图 1 所示.
第3 期
范满珍等:某型轿车前车门装配公差分配的优化
619
40% 的测点 Cp≤1 工艺不能令人满意,而正常的工序能力 1. 0≤Cp≤1. 33 只有 50% ,不满足制造要求, 因此需要对该车门总成重新添加约束进行公差分配优化. 3. 2 优化公差分配
该型轿车前车门装配中,由侧围安装面、侧围安装孔、铰链安装面、铰链安装孔、铰链销轴孔、车门安 装面和车门安装孔构成装配组成环. 3. 2. 1 车门装配组成环制造成本
1. 2. 2 车门装配组成环加工能力约束
timin ≤ ti ≤ timax ,
(5)
式中: timin 为允许的最小加工公差; timax 为允许的最大加工公差.
2 优化方法———粒子群算法( PSO)
2. 1 粒子群算法 粒子群算法( PSO) 是根据鸟类捕食行为演变出的一种优化算法[11] . PSO 算法中每个粒子都是一
前迭代次数;c1 和 c2 为加速因子;r1 和 r2 是分布于[0,1] 之间的随机数. 2. 2 算法实现
根据 PSO 算法原理,在 MATLAB 中编程,寻找车门装配制造成本函数的最小值.
① 设置 PSO 算法的运行参数 c1 、c2 及迭代次数 k 等; ② 随机初始化粒子位置 Xi 和速度 Vi,并根据目标函数计算适应度值; ③ 根据初始粒子适应度值寻找 Pi 和 Pg; ④ 根据公式(6)与(7)更新粒子位置和速度,并根据新粒子的适应度值更新 Pi 和 Pg,找到最优解.
目前,国内外学者研究装配公差优化分配一般是以制造成本最小为目标函数,添加约束条件并配合 数学算法进行优化的[3-6] ,由于装配公差分配模型是一个比较复杂的非线性模型,因此很多学者将遗传 算法、粒子群算法等优化方法用于装配公差优化分配[7-8] . 但在轿车车门装配后经常会出现车门下垂或 门缝不均匀等问题,究其原因是由于公差分配不合理所致. 本研究采用稳定性、收敛性和算法效率较好 的粒子群算法在 MATLAB 中编程实现对该型轿车前车门装配公差分配优化,并通过田口质量定义的质 量成本理论对其进行评价,拟在保证低制造成本的条件下提高车身的装配质量和精度.
第 40 卷
每个粒子的特征由位置、速度和适应度值表示,那么第 i 个粒子的位置为 Xi = ( xi1 ,xi2 ,…,xiD) T,速度为 Vi = ( Vi1 ,Vi2 ,…,ViD) T,适应度值由成本函数式(1) 决定. PSO 算法首先随机初始化粒子的位置和速度, 计算粒子适应度值,并寻找个体极值 Pi = ( Pi1 ,Pi2 ,…,PiD) T 和群体极值 Pg = ( Pg1 ,Pg2 ,…,PgD) T,然后根 据公式(6) 和(7) 更新粒子的位置和速度[13-14] ,直到找到最优值即是制造成本的最小值,获得最优值时
7. 33% ,验证了该公差分配的合理性,为正确处理汽车外观质量和制造成本之间的矛盾提供一定的参考.
关键词:车门装配; 公差分配; 粒子群算法;质量成本
中图分类号:TH16
文献标识码:A
文章编号:1001-7445(2015)03-0616-06
Optimization of assembly tolerance allocation for the front door of a car
Abstract: The car door assembly tolerance allocation is not only relative to the quality of automobile appearance, but also the enterprise manufacturing cost. In order to optimize tolerance allocation of a car door assembly, a tolerance allocation method based on particle swarm optimization algorithm is presented by using the manufacturing cost-to-tolerance allocation mathematical model. Secondly, the method is evaluated by a quality and cost metric model based on Taguchi's quality concepts. Finally, the optimal assembly tolerance allocation of the front door for a car is taken as an example for the test. Results show that the ten measure points of front door optimized by particle swarm are all meet tolerance requirements and the assembly quality of car front door is greatly improved. Besides, the tolerance allocation method is proved reasonably by the result that the total loss function reduced by 7. 33% after optimization. The proposed method could be used to deal with the relationship between the quality of automobile appearance and manufacturing cost. Key words: car door assembly; tolerance allocation; particle swarm optimization; quality cost
个解,所以每个粒子都对应一个由目标函数决定的适应度值. 粒子以一定的速度在空间中飞行,其速度 随自身及其他粒子移动经验进行动态调整,最后在可行空间中寻找出最优解[12] .
在轿车车门装配公差优化分配中,所有车门装配组成环的公差构成一个粒子,即 X = (X1 ,X2 ,…,Xn ),
618
广西大学学报( 自然科学版)
某型轿车前车门装配公差分配的优化
范满珍1 ,徐家川1 ,焦学健1 ,宋龙龙2
(1. 山东理工大学 交通与车辆工程学院, 山东 淄博 255049; 2. 内蒙古工业大学 能源与动力工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010051)
摘要:由于轿车车门装配不仅关系到汽车外观质量,还关系到企业的制造成本. 为了优化轿车车门装配公差
分配,结合制造成本—公差分配模型,提出了采用粒子群算法对车门进行装配公差分配优化,并建立了基于田
口质量定义的质量成本理论对其进行评价,最后以某型轿车前车门装配公差分配为例进行验证,结果表明该
轿车前车门优化后 10 个 测 量 点 均 能 满 足 公 差 要 求, 装 配 质 量 明 显 提 高, 并 且 优 化 后 总 损 失 成 本 减 少 了
第 40 卷 第 3 期 2015 年 6 月
广西大学学报( 自然科学版) Journal of Guangxi University( Nat Sci Ed)
doi:10. 13624 / j. cnki. issn. 1001-7445. 2015. 0616
Vol. 40 No. 3 June 2015
收稿日期:2015-02-10;修订日期:2015-03-13 基金项目:山东省自然科学基金项目( ZR2011EL037) 通讯作者:徐家川(1969-) ,男,山东高密人,山东理工大学副教授,博士;E-mail: xujc@ sdut. 等:某型轿车前车门装配公差分配的优化
的粒子位置 Xi 即为车门装配组成环公差.