浅析数字化设计在汽车零部件开发中的应用

浅析数字化设计在汽车零部件开发中的应用

发表时间：2018-10-09T10:25:06.333Z 来源：《防护工程》2018年第14期作者：钟荣涛

[导读] 随着全球化进程的不断加快，汽车作为主要代步工具越来越多的参与到我们的生活当中

钟荣涛

东风柳州汽车有限公司广西柳州 545005

摘要：随着全球化进程的不断加快，汽车作为主要代步工具越来越多的参与到我们的生活当中。汽车行业的竞争也越来也大，如何在竞争中立于不败之地，数字化设计成为每一个想要发展的公司都必须考虑的问题。本文首先介绍了数字化设计的定义以及特点，对数字化有一个基本的了解。在此基础上详细地介绍了数字化设计在汽车零部件开发中的应用，这样能够让我们清楚地认识如何利用数字化设计进行汽车零部件的开发；在汽车零部件的开发中需要进行什么样的创新来提高产品质量，促进企业发展。

关键词：数字化设计；汽车零部件；开发；应用

1数字化技术在汽车设计制造中应用概况

1.1 数字化技术的概念

数字化技术利用计算机系统、数据库、多媒体技术等，进行信息获取、信息处理，并与实际生产需求相结合，进行产品外观及结构的设计、性能的模拟以及生产制造，以生产出符合需求的产品。在此过程中，计算机及信息技术发挥了重要的作用。例如，数据库中的交互图形系统，可以实现快速计算和数据分析处理。计算机辅助软件的开发和使用可以实现产品设计的可视化和便捷化。数字化技术能够有效缩短产品开发时间、降低产品开发成本、提高产品质量，在今天产品制造日益精密化、复杂化的环境下，具有十分重要的意义。在企业的数字化体系建设过程中，包含着设计与生产平台的构建，以及评审体系的建立，涉及范围广、部门多，且一定程度上取决于公司运行和管理的结构。因此，实现汽车设计制造中的数字化，需要对企业进行全方面的考量，从而企业提升开发能力和核心竞争力。

1.2 数字化技术应用于汽车设计制造时遵循的原则

针对数字化技术的特点，汽车设计制造应遵循两个原则：科学性和实用性。科学性主要体现在汽车设计方案中，设计者需对汽车制造技术要求、数字化技术要点以及影响制造效果的因素全面了解，使数数字化技术在汽车设计生产中得到最大化利用。除了设计方法的科学化，设计理念和精神、设计手段等都要遵循科学方法，只有将数字化技术贯穿到汽车的实际设计生产中，才能更好的发挥其优势，实现行业新技术的探索和研发。实用性原则建立在汽车的实际生产情况上，由于汽车实际制造车间较科研场所来说比较简陋，生产能力较为落后，因此，一些精度高、难度大的生产任务难以实现。因此，为了使设计方案尽可能满足实际生产能力，数字化技术的容错率应适度提高，并充分考虑影响设计方案的外部因素。此外，企业坚持实用性能够避免不必要的投入，最大限度保证技术可靠性和经济性，提高汽车生产制造水平，提升产品竞争力。

1.3 数字化技术之于汽车设计制造的意义

数字化技术对于汽车设计与制造环节具有十分重要的意义。数字化技术较传统制造技术具有许多优势。首先，数字化技术的分散性和独立性能够将复杂整体分解化、详细化，并转化为数据，方便查找及实用。其次，数字化技术建立在计算机技术的基础上，因此能够进行个几何数据的计算，同时可以对模型进行和修正。例如，力学、声波等信息通过计算、建模的步骤，可以将具体信息直观的反映出来，且易于修改。此外，由于数字化技术大量使用信息系统，因此广泛使用于汽车产品设计等需要数据处理和融合、数据传输以及数据选择的环节。未来信息计算的发展也将带动汽车数字化水平的提高，汽车设计制造过程的现代化将是汽车行业发展的必然趋势。

2数字化设计在汽车零部件开发中的应用

数字化技术广泛应用于汽车新产品的开发，其中逆向工程技术最为常见。逆向工程技术将多种技术进行结合，常用于产品的快速改造或仿制，是新技术应用的关键。在使用中，根据可用数据信息，制作出自由曲面并对其进行反求设计，和实体设计，从而得到所需模型产品。目前，逆向工程技术广泛应用于激光快速成型中。在汽车设计中，由于设计师常通过油泥模型制作进行构思创作，因此需要对制作好的油泥模型进行信息采集，这时可以采用非接触式三坐标测量技术。该技术主要通过三坐标测量机获汽车模型的三维数据信息。由于其不需要接触，因此能够适用于大多数测量实体，并节省测试时间。在汽车模型的测量中，除了以上部分，还需对数据噪声点进行处理，避免尖角或边沿对数据的影响。此外，数字化技术还常用于汽车覆盖模具尤其是拉伸模型的设计。通过对覆盖模件的三维模型设计，配以部分优化，实现模件的构建。以拉延筋为例，通过构建二维特征曲线得到拉延筋曲面，将其与光滑曲面相连接，从而得到所需模件，可以大大提升设计效率，提高设计方案的准确性。

2.1计算机辅助设计系统

随着计算机技术不断取得重大成就，许多与数字化辅助设计相关的软件也应运而生。这些软件能够通过三维图像、动画等，将汽车零部件的形状、大小等，更形象、更直观地表现出来，让设计人员能够更清楚更明白自己的设计思路，并能随时进行修改。突破了传统人工绘图二维设计的局限，极大地节省了生产研发时间，有利于产品的尽快投产，及早进入市场。在研发的过程中，可以通过参数等形式，将零部件开发的过程传输到电脑上面，对生产研发过程进行指导的同时，也能对设计产品的质量、形状等进行时时监督，保证零部件的性能。采用数字化建设平台，能够极大的提高设计人员的效率、产品质量以及创新能力。

2.2计算机辅助分析

在传统的设计当中，汽车零部件抗压能力的测试通常是通过先制造出实物来，再利用实物进行试验，对结果再进行研究分析。这样不仅浪费了巨大的人力物力，同时在实验中也存在着极大的误差。而对汽车零部件进行数字化设计时，通过CAE等软件对实验过程进行模拟，分析汽车各零部件的结构强度、疲劳强度以及安全性能等。在提高工作人员效率的同时，极大的提高了设计产品的精度。

对汽车控制系统设计分析时，大多数使用计算机辅助控制系统进行。该系统可以采用图形的方式对该系统的操作方法做出介绍，使之能够被大多数人所掌握。通过模拟仿真分析，可以为汽车零部件的开发设计提供必须的数据支持。同时，控制系统分析技术可以对发动机、ABS等零部件的开发进行仿真模拟，也可以对汽车的物理性能以及参数进行分析。

2.3产品数据管理

产品数据管理是在计算机软件技术的支持下，整理、处理与产品有关的所有的数据等。PDM管理的主要领域包括图纸、电子文