摘要：本文对数字化工厂技术在其白车身焊装线前期规划中的应用进行了阐述。介绍了基于数字化工厂建立的技术原理及前期规划的内容、流程、实施方法和应用。由于在前期规划中进行了3D仿真、动态模拟等，因而大大缩短了各工位夹具与抓具的设计时间并提高了准确率，显著减少了后期修改工作量。

　　进入21世纪，国内的汽车制造行业发展迅猛，规模不断扩大，市场竞争日趋激烈，诸多因素威胁着汽车主机厂的生存环境。因而汽车企业根据市场需求做出快速反应和决策，推出新的产品，有效缩短产品的生产准备周期是提高企业竞争力的必要手段。随着新车型的不断引入以及增效降本、自主规划等要求的提出，低成本、高质量、短时间成为各大厂家追逐的目标。因此规划与工艺部门必须要有一个创新的解决方案来解决工艺设计、工艺规划、工艺仿真、工艺验证及与供应商协作等核心问题。在此背景下, 许多汽车公司通过借鉴国内其它汽车厂家在此方面的成功经验引入了“数字化工厂”制造规划系统[1,2,3]。　　

　　数字化工厂主要是将整个生产的信息总结为三类对象：产品、工艺及资源。产品主要是指汽车的零件信息, 包含车身零件、装配件及标准件。工艺是指如何将产品设计具体实现的方法，以及零件安装后的质量特性，一般汽车厂都会以工艺卡的形式体现整个装配的工艺。资源是指为生产提供的工装设备以及人员，具体包含焊钳、机器人、工位器具、工装夹具以及操作者等。数字化工厂技术实际上就是将产品、工艺及资源有机的结合起来, 在三维环境下，可以直观地观察到每个工位包含的全部信息。这样可以使工艺规划人员很容易地发现设计中存在的问题并能及时地反馈到设计部门, 将制造成本降低到最小。　　

　　简单来讲，以产品全生命周期的相关数据为基础，根据虚拟制造的原理，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，进一步可以扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。本文针对焊装领域数字化工厂软件的应用情况进行相关的研究。

1　 数字化工厂软件建立的目的及用途（技术原理）　　

　　数字化工厂软件主要应用在产品开发和过程开发的前期，一旦设备、工装投入制造，再次更改周期，成本将大大增加，因而在制造前对产品设计和过程设计的合理性进行分析就显得尤为重要。数字化工厂软件建立的技术原理也主要是针对产品设计和过程设计，主要包括以下几个方面：

1.1　 产品结构及工艺性分析：研究产品搭接关系，分析复杂结构，判断其可制造性并对不合理的部位制定对策, 也就是产品设计阶段的工艺评审。通过这样的同步工程开发，降低了过程设计阶段进行产品更改或者进行非常复杂的设备、工装制造的风险，从而减少了过程设计的周期和资金投入。

1.2　 资源配置：在三维场景下观察零件在相应工位的装配情况，进行各工位的资源配置。如焊枪、夹具、钢结构等。

1.3　 资源优化：根据定义的工艺参数选择合适的焊枪，并且在正确选择了焊枪、变压器、焊接控制器、机器人、夹具等资源的基础上进行资源优化。

1.4　 焊点分配：沿着各工位分布焊点, 并确认所有的焊点都得到了处理，没有焊点被遗漏。同时可看到焊点的显示情况。

1.5　 简化过程文件的编制：可自动生成工序卡、工具明细表、设备明细表、焊接参数等。

1.6　 物流布局：进行3D空间布局，使整个车间及生产线的物资、物流清晰直观。

2　　数字化工厂软件的组成及数据库建立

2.1　数字化工厂软件的组成　　 对焊装数字化工厂软件进行归纳和分类，可以分为四大模块：工艺规划模块（Process Designer）、工艺仿真模块（Process Simulate）、仿真及离线编程模块（Rob CAD）和物流仿真模块（Plant）。

2.2　数据库的建立　　　　 针对四大模块所需的资源和资料进行数据库建立。　　 数据库建立包括创建资源库、建立产品库及操作库。数据库是最本质的东西，只有建立了一个庞大完善的数据库，将产品、工艺和资源有效的联系起来，才能在三维环境下进行三维布局、工艺仿真及物流仿真等工作。　　 资源库的建立是耗时最长的工作, 由于所有的工作都是在三维环境下进行，所以所有的物资都要建立数字化工厂软件识别的3D模型（*co，*cojt, *ce），如图1所示，