輕量化汽車(chē)零部件制造系統(tǒng)的多層次建模與仿真

輕量化汽車(chē)零部件混合設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)減輕車(chē)輛質(zhì)量、降低CO2的排放量來(lái)提高汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能。由于汽車(chē)從原材料提取、制造、使用到報(bào)廢的整個(gè)生命周期都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，因此汽車(chē)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到使用的整個(gè)過(guò)程都需要符合環(huán)保要求。由于復(fù)合材料輕量化零部件的創(chuàng)新程度較高，所需的環(huán)境數(shù)據(jù)尚未出現(xiàn)在生命周期清單（LCI）數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，因此影響了復(fù)合材料輕量化部件有效的生命周期評(píng)估（LCA）。由于制造業(yè)的能源和資源需求在很大程度上是在上游產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段中定義的，因此需要在早期產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段確定產(chǎn)品的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)最優(yōu)，并為決策支持提供有關(guān)未來(lái)能源和資源需求所必要的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)就是通過(guò)使用特定的軟件工具，通過(guò)數(shù)據(jù)和模型（如CAD模型）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造。

為了克服LCI中數(shù)據(jù)的不足，通過(guò)獲得輕量化部件與環(huán)境相關(guān)的LCA數(shù)據(jù)，提出了一個(gè)不同學(xué)科耦合的多層次仿真模型，即一個(gè)離散事件仿真過(guò)程鏈接一個(gè)成形過(guò)程的物理過(guò)程模型。該模型從不同層次的制造領(lǐng)域整合其LCI數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，且已被應(yīng)用到一個(gè)特定的建模案例當(dāng)中，并結(jié)合Anylogic和Matlab成功實(shí)現(xiàn)耦合，分析了汽車(chē)零部件制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案對(duì)環(huán)境的影響。所研究的多層次仿真模型是基于各種假設(shè)，并未應(yīng)用到真實(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程當(dāng)中，因而只能起到一定的示范作用。

刊名：Procedia CIRP（英）

刊期：2016年第41期

作者：Malte Sch?nemann et al

編譯：劉瑞琦