探索汽车生产线规划过程

本期，技术研发总监彭超将为大家答疑解惑

共同探索「汽车生产线规划过程」「如何通过数字化仿真技术变得更科学、更柔性、更高效」

我认为现在的消费者更倾向于表达自我个性，既希望买到品质比较好的产品，同时又希望这个产品有一些独特性和多元化，这也使得汽车产品必须加速改型换代才能迎合消费者的需求变化，同时汽车生产线也必须及时做出调整来满足新的工艺需求。如果通过传统方式来设计和验证自动化生产线的工艺是否满足生产需求，则需要耗费大量的时间在生产现场对设备进行调试改进，严重影响了新产品的上市进度。因此，我们在生产线前期设计中就必须考虑引入高效、智能的虚拟仿真技术来顺应时代的需求。   我们的重点产品之一就是汽车车身零件的焊接自动化生产线及设备，简单来说就是利用自动化工装夹具设备来对零散的汽车零部件进行精确的组装夹持和定位，再利用机器人及周边设备的集成整合来实现自动焊接工作。因此在进行设计过程中，需要设计、建模、仿真一气呵成完成自动焊接的模拟工作，我通过使用惠普Z4 G5台式工作站能够随时根据用户需求调整仿真模型，使工位更加柔性化，能够快速实现不同车型夹具的切换。   图1 通过惠普Z4 G5台式工作站进行 焊接工位和夹具3D建模设计    

通过使用专业的仿真软件对机器人进行离线编程，并模拟焊接工作中机器人的运动轨迹，以便在机器人带着点焊钳进行作业时，可以提高技术的准确性，避免结构干涉。另外离线仿真编程可以让工程师不用到设备现场即可提前开展机器人的编程示教工作，将后期现场调试工作转变为前期的编程设计研发工作。

为了顺利模拟真实的工厂环境，帮助提升机器人在实际应用中的效果，我们通常会进行机器人3D场景的建模以及环境变化控制，去逐一分析机器人的姿态动作、移动路径、搬运时间、装载方式等，找出最优工作路径。

图2 使用惠普Z4 G5台式工作站进行机器人动作模拟

在实际规划过程中，一方面我们需要进行大量仿真分析工作，并且不断进行优化；另一方面，我们还需要进行协作，让客户自身参与到设计迭代的过程中。最后，在设计环节存在多款软件应用，我们需要确保各种软件应用中的兼容性。之前我们面对大量数据处理时，无法兼顾可靠性和高效性，工作站的CPU和GPU全负荷运作，工作站温度、噪音都不可避免的飚到最高值，很容易出现宕机的情况，导致所有工作毁于一旦。   惠普Z4 G5台式工作站搭载的英特尔至强W5-2455X高性能处理器和NVIDIA RTX A5000专业显卡，可以支持我们长时间运行CAE等大型仿真运维软件，整个流程，让我们无惧稳定性挑战，快速的完成设计交付，更好的满足客户需求。惠普Z系列工作站拥有全球最全面的ISV合作，通过了21,000+软硬件组合认证测试，能够流畅的运行各种软件，并将其全部功能发挥出来。相较于之前2~3天才能完成的某些产线/工位设计交付周期，在应用惠普Z4 G5台式工作站后我们可以缩短到1天内完成，整体效率得到了大幅度提升。

图3 使用惠普Z4 G5台式工作站进行焊接生产线模拟仿真

在实际工作中我更在意计算机的稳定性。作为一名研发人员，在设计中会用到各种专业的CAD、CAE软件，涉及大量的设计、建模，以及仿真来测试各种产品性能。承载设计、建模、仿真计算的工作站必须要能扛得住很多极限测试，对于我们研发部门而言几百个小时不间断跑数据也是经常出现的情形，因此一台高稳定、高性能的工作站是必不可少的数字工具。

惠普Z4 G5台式工作站搭载的英特尔至强W5-2455X高性能处理器和NVIDIARTXA5000专业显卡保证了运算效率大幅提升，品质上满足我们严苛环境下对于工作负载的“硬实力”要求。从软件支持的角度来看，我们无论是使用三维软件进行焊接夹具、端拾器、非标装配工作台等非标设备的设计，还是使用二次开发软件进行冲压Transfer端拾器及Crossbar端拾器动态模拟，亦或是使用专业机器人模拟仿真软件进行机器人离线编程和动作模拟，处理各项任务过程中都没有卡顿现象，也没有出现性能下降的问题。惠普Z4 G5台式工作站经过了360,000小时的严格测试和军标级别测试，稳定持久耐用，品质值得信赖。通过应用惠普Z4 G5台式工作站，整个设计过程的体验感得到了大幅度上升，让我们能够更加专注于研发创新本身，解决了我们的后顾之忧。

审核编辑：黄飞