汽车工厂智能设计技术研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

汽车制造工业作为制造领域的代表,属于典型的离散型制造系统,其装配生产过程是按照工艺规划的路径和顺序完成相应的装配操作。一个合理的生产线布局可极大地提高设备的利用率、改进质量、减少在制品积压、降低劳动成本、提高企业竞争力。此外,合理的生产线布局对于保证车间的物流畅通、设备操作方便以及提高场地面积的使用率等方面都起着至关重要的作用。

当前,世界先进的飞机制造商已逐步利用智能设计技术实现了飞机的“无纸化”设计和生产,美国波音公司在波音 777 和洛克希德 · 马丁公司在 f35 的研制过程中,基于三维模型的智能化协同设计和虚拟制造技术,缩短了 2/3 的研制周期,降低研制成本 50%;韩国三星重工利用 delmia 软件建立了完整的智能化造船设计系统,建立了虚拟船厂,可在虚拟环境下模拟整个造船过程;美国的乔治亚南方大学通过研究离散制造系统的工艺仿真系统,利用quest软件和virtual nc技术,完成了生产线的数字化建模设计,然后利用可视化仿真技术来验证不同的生产策略对该制造系统造成的影响;德国的fraunhofer izm组织长期研究关于虚拟仿真技术的发展,参与奔驰、宝马等新厂房和新产品的设计规划和评估等,在虚拟工厂和虚拟制造方面已处于世界领先地位;b kim等提出了基于贝叶斯网络的案例-规则推理框架,并将此推理框架应用到数据集分类和识别推理上,取得了不错的研究成果;mh abid等通过研究openhaptics、physx、opengl和glut库的优缺点,开发出了基于触觉的虚拟装配平台,通过感受来自于虚拟模型中的力反馈完成产品的虚拟装配。

在国内,由于三维设计软件应用起步较晚,设计工作者大多使用当前比较流行的cad软件来完成厂房的三维建模,例如catia、solidworks等软件。但随着flexsim、delmia、tecnomatix等仿真软件的兴起,国内的许多院校、企业也已经开始研究智能设计技术。例如,华中科技大学与西门子合作的虚拟制造实验室,主要是研究基于数字双胞胎的智能工厂的相关技术,但其研究的平台主要基于西门子的产品线,与其他三维软件系统和数据管理系统的数据传递性不是特别友好;上海商飞公司利用数字化设计、分析、仿真等技术手段,实现了设计、零件制造以及装配一次成功;三一重工开发了osg 技术的三维工厂布局设计规划平台,在集团内部首次应用于其宁乡产业园的工厂布局设计与规划,缩短了工厂建设周期,并节省了因设计缺陷产生的成本;王占松等通过构建三维零件资源库的功能语义本体,实现了基于功能语义的资源检索,开发了三维模型语义检索系统,将其应用到ic装备制造业中,取得不错的应用效果;金鑫等通过研究和分析数字化工厂技术和仿真技术,提出了融合数字化技术和仿真技术的汽车制造工艺规划系统,实现了仿真技术和数字化技术在汽车制造领域中的应用;黄艳芳等在研究厂房设计流程的前提下,采用尺寸驱动的参数化设计方法,通过多个参数驱动厂房标准模型来实现厂房的参数化设计;王相兵等将模块化、智能化、参数化应用到产品的变型设计中,采用基于实例和参数化“自上而下”的设计模式,实现系列化产品的变型设计。

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2. 研究的基本内容与方案

本文针对国内外汽车工厂设计系统的现状,进行对汽车工厂智能设计系统的关键技术的分析,再结合智能制造技术的发展趋势,得出一份具有参考意义的研究性报告。

主要研究内容如下:

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3. 研究计划与安排

2019.3.15 完成开题报告、英文资料翻译

2019.3.20 分析汽车工厂设计的现状,及智能设计技术的发展趋势

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]金鑫. 基于数字化工厂的汽车制造工艺规划流程与仿真技术研究[d].吉林大学,2013.

[2]陈锦昌,许有源,姜立军,李哲林.基于vega的装配型生产线三维仿真系统[j].武汉大学学报(工学版),2006(04):66-68 142.

[3]李向兵. 汽车总装线设计步骤和方法[j]. 现代零部件. 2014(2): 87-89.

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