2021车身大会 | 徐明：从数据驱动视角打通车身质量控制与设计制造

2021年3月23日-24日，由盖世汽车主办的“2021年中国车身大会”隆重召开。本次大会重点围绕整车轻量化、汽车安全法规、车身结构设计、车身先进材料、仿真技术、模块化架构车身等行业焦点话题展开探讨，为产业发展出谋划策。会议期间，海克斯康市场事业部副总经理和MSC CTO 徐明发表了精彩演讲，内容如下。

海克斯康市场事业部副总经理和MSC CTO 徐明

各位尊敬的来宾，大家下午好。前面听了各位专家的演讲，我也学习到了很多东西。下面我就代表海克斯康为大家介绍从数据驱动视角来打通车身质量控制与设计制造。

很多人对我们的了解可能在质量领域多一些，下面将从三个方面给大家介绍：海克斯康集团、车身方案、海克斯康智慧产业园。

海克斯康集团的市值大约在4000亿水平，全球科技公司市值排名36位。2019年销售收入350亿，全球2.1万人。在跟其他同行和业界人士交流时，大家都认为我们在行业里面很多领域都是隐性冠军。我们是全球领先的数字信息技术解决方案供应商，我们聚焦“双智战略”，我所在的部门更多侧重于智能制造，其他事业部还有智慧城市等领域。

每年，海克斯康的技术应用于75%的汽车生产，90%的飞机制造，85%的智能手机，大家用的智能手机里面大多都经过我们海克斯康的设备软件检测或设计。过去20多年，海克斯康总共收购了将近200家不同的软硬件公司。其中跟今天主题比较相关的MSC软件，很多汽车主机厂和其他供应商都在应用。后面方案比较相关的还有eMMA质量管理平台、自动驾驶和高精度定位，这是我们打造领先的数字信息技术组合的产品。海克斯康把这些产品组合在一起形成方案，给车企和供应商提供解决方案。

这是海克斯康在中国的发展历史，我们1984年起源于中航集团直属企业，自主研发中国首台高精度测量机，随后进入全球计量技术领域。去年我们开始进入工业互联网和智能制造，这里有些新的理念也跟各位专家同仁一起探讨。我们有遍布全国19大方案中心，欢迎大家到我们方案中心参观软硬件的解决方案。

先给大家看一下海克斯康的生态系统，我们是推动以质量为核心的智能制造。过去大家比较熟悉的是计量测试，下面通过一个短片看一下海克斯康的解决方案。

通过这样一个短片，大家对海克斯康能够给提供的所有方案有了一个初步的认识，包括设计工程，生产制造，计量测试。下面我就给大家来介绍一下这些方案和产品如何组合在一起，来改进我们车身的设计，做一个全生命周期的车身设计。

在车身仿真里面，我们海克斯康的解决方案被各大车企和供应商大量使用。中午沈总在聊天的时候还在说，车企在前端仿真方面急需进一步提高，这里还有非常大的提高空间。从我个人经历来讲，我在二十年前就知道国外一些车企在做数字化的白车身，里面隐藏了很多数字化的知识，然后不断地迭代。国内起步晚，从车身仿真角度来讲，我们还有很多事情要做。

过去我们在做车身仿真的时候，里面这些钣金件和焊接都是通过简化来做的，可能把它简化成具体的单元，但并没有反映车身实际的情况。过去为什么没有把真实的情况仿真，然后去做后面碰撞的计算，因为从解决方案角度来讲有些限制。

我们看一下海克斯康是如何解决这个事情的。我这里引用了一篇文章，我们过去对车身进行仿真的时候，要么是在前端设计端，后续对冲压车间、车身重建、涂装等都是独立的，形成一个一个的节点，数据之间互相不连通。海克斯康通过解决方案可以把独立数据连接起来形成车身的仿真方案，这样仿真无论是最前面的设计，还是到后面的冲压、车身甚至到涂装都可以把这个数据串联起来。后面的数据还可以通过质量管理软件方案返回到前端来改善设计，这是我们海克斯康一个非常独特的点。

将来的车身可能会进一步整合减少零件，但今天钣金焊接件还是离不开的。比如今天一个客户提出来电阻电焊焊接过程中对车身刚度影响很大，我们海克斯康就专门为它开发了电阻电焊的功能来提升车身仿真的精度。同时还会结合海克斯康的检测和数据一起进行全生命周期的车身分析。

下面举一个白车身虚拟装配的例子，白车身一个钣金件从设计到模具出来大约经过几十个月的时间，周期非常长，还要制造非常昂贵的夹具，钣金件出来之后还要回弹补偿。过去可能是用试错的方式来做，后面我把装配原型部件做出来之后装配在一起进行间隙评估。这是过去我们用物理的方式，试错的方式来进行分析的过程，这个时候我要保证尺寸完整迭代的时间非常长，一旦工艺有问题，需要改模具成本非常高。

我们看一下海克斯康虚拟装配方案是怎么实现的。我可以通过软件来建立钣金冲压，对它进行仿真，冲压出虚拟部件仿真出来以后可以通过测量工具对虚拟冲压的结果进行评判，然后回弹补偿，这时候我是在一个虚拟空间里面进行试错的，不用实际生产。通过后端的测量工具，进行虚拟装夹（FEA）和数字化评估间隙，这样就可以优化和模拟冲压模具的设计，以最大程度减少迭代，这里结合了海克斯康所有的产品和解决方案，形成全生命周期的车身解决方案。

给大家看一下流程，在白车身上，首先在设计端会从PLM数据里面把我们的CAD数据和检测计划拿到，拿到之后，在生产原型之前，开任何模具之前，我就可以把所有数据导到质量数据管理平台里面，对现有的工艺进行虚拟的评估，这个时候并没有做任何的生产。对现有白车身设计，就可以通过现有制造仿真工具对现有的设计进行工艺的虚拟仿真，仿真之后用质量数据管理平台进行虚拟的测量。我的设计出来之后没有生产任何实际的零件，这个时候我可以对现在的工艺进行评估，如果工艺有问题，可以通过可视化分析工具对现有设计进行纠正改错，这些都是在虚拟环境下完成的。

一旦将来真正到了生产以后，比如说到了原型或者制造量产的时候，进一步在产线上收集回来的数据，还可以回到质量数据管理平台里面再进行后续的分析迭代，来改进现在设计的质量。整个流程不是单一的某个点，而是把前端设计和下面车间统统连起来，把数据打通，这就是从数据驱动的视角来看车身的设计。

接下来看一个具体的例子，这是质量管理软件整车模型，找到子装配的结构，拿到装配、生产这些数据以后，不用任何实际生产就可以通过后台软件对现有的设计进行评估。如果这个时候把工艺缺陷或者生产缺陷找出来，那对后续成本节省是非常大的。我们70%的成本是在设计的时候发生的，在设计的时候我们有这样的技术手段，能对技术进行评估，对工艺进行评估，这就是对我们巨大的回报。

我们后台实际上有很多自动化的处理，自动化处理目的是为了能让更多的人拥有这项技术，后面毕竟还涉及到CAD仿真等专业性的东西。可以根据具体的工艺流程生成高质量的网格保证后台工艺的精度。这些流程都是隐藏在系统后面的，这些流程一旦固定，就可以对现有工艺进行评估了。把前端后台仿真做好以后，我就可以根据装配和仿真结果对现在工艺进行评估，看现在的设计和工艺参数能不能满足当前的要求，如果设计出现问题可以对设计进行更改，这都是虚拟环境下完成的。虚拟环境走完以后，造出原型机或者量产的时候，还可以把产线数据再收集回来，再到我们系统进行整个迭代来改进产品的质量，这是海克斯康给大家带来全生命周期的车身解决方案。

到生产的时候我们有各种各样的检测软硬件解决方案，包括自动化技术，现在不同的地方就是所有检测的结果和自动化方案得到的数据，我已经让它获得新生，把这些数据重新返还到设计端，前端进行整个工艺的验证和改进，这是以数据来驱动改进整个产品的设计。

看一下仿真结果，这个还没有制造任何的原型，我采用不同的工艺参数，取不同的点，仿真出来的结果，当前的工艺参数是我将来产品质量最好的，在原型之前就可以对它进行评估。

下面给大家提一下材料，在海克斯康我们提供一种叫集成的计算材料工程，我们把这种集成的计算材料工程组合在一起，我们相信能给大家带来10倍以上的效率，对我们所有的材料工程进行管理。这里面都包含哪些具体的功能呢？

1、虚拟材料开发。前面好几位专家都提到了材料的事情，比如说材料的配比、湿度等各种各样的组合对材料进行虚拟开发，如果一个一个的实验验证没有足够的时间。

2、虚拟材料测试。像纤维复合材料、合成复合材料甚至其它的材料可能用到车身，我可以对他们进行虚拟的测试。

3、材料的生命周期管理。很多车企现在要走出中国到国外，甚至在国内一个部门做材料试验以后，另外一个部门不知道又在做重复的实验，如何把材料的数据统一管理起来为企业节省费用，我们可以提供对材料的生命周期管理。无论是设计、生产、维护，整个材料的数据都是统一的，这样大家不会造成不匹配的情况。

4、材料交换平台。我们有很多材料供应商把它的材料数据放到材料交换平台上面。如果采购的时候，可以在平台上选择相应的材料供应商，另外我们跟国内的钢厂也在合作，把他们嵌入到平台里面，车企在分析的时候可以直接拿它的材料过来用。

5、合规及可持续性。有些材料在这个国家合规，换一个国家不合规，我们这里都换算了合规的方案。

6、工艺影响。

7、精准材料建模。

8、增材制造。我们可以处理玻璃纤维增强的塑料件，还可以处理金属件，都可以进行仿真。

9、智能材料，我们可以用AI方法进行材料的创造。

10、数字连续性（材料）双胞胎。我们用的材料都有一个数字孪生的材料对工程车身设计提供帮助。

最后给大家介绍一下，像Nastran，MSC Apex都是我们前端车厂生产的标配软件，还有Adams，Cradle。还有自动驾驶和材料各种各样的开发，都是设计仿真的角度。

从生产角度还有加工的软件，可以做注塑、工具和模具仿真加工等等，去年我们还收购了一家软件公司，进一步扩大我们产品种类。同时我们还有CNC仿真方案，CNC仿真方案可以跟增材制造方案结合在一起，还有计量的方案。

前面给大家介绍的更多是在设计数字孪生和制造数字孪生，实际上还有资产管理（全生命周期数字孪生），这是为车身提供的整体方案。

最后希望各位嘉宾如果有机会，可以到我们青岛总部去参观，这是我们海克斯康智慧产业园，谢谢大家。

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