车辆工艺单元设计方法及数字化设计生产系统与流程

本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种车辆工艺单元设计方法及数字化设计生产系统。

背景技术

随着计算机软件技术和制造技术的飞速发展，数字化技术与制造技术的进一步融合，数字化虚拟制造技术的业务范围可以涵盖产品研发、试制验证、制造规划以及生产导入的整车开发流程，经过多年国外的运行实践，数字化虚拟制造技术已经成为汽车研发制造主流发展方向。目前产品设计、工艺设计、生产规划三者衔接过程中还存在较多的人工作业内容，在人工智能设计方面有较大优化空间。

目前，在车辆的装配和设计过程中，由于各个部门之间的不协调，难以及时获取设计或装配信息，不便于了解整车的设计或装配过程，在后期工作中带来不便，耗费较多的人力物力。产品的结构树按照各个大的系统(如车身、动力总成、底盘、内饰等)进行搭建，在各个大的系统里通常放置多个虚拟总成，虚拟总成下面有很多总装线上装配的零件，车辆设计或装配中不易构建产品结构树和工艺路线结构树，需要总装工艺工程师一个一个的把总装线上的零件放置到工艺路线结构树下，费时费力，带来不便，且工作量大容易出现问题，同时不能保证产品结构树的零件数据与工艺路线结构树下的数据同步更新，不能保证零件结构树与工艺路线结构树下的零件一一对应。

产品设计初期，工厂的物流、包装、设备、仓储系统的工程师未参与设计，未能及时了解设计情况，可能造成后期需重复开发料架及重新规划物流、包装、生产节拍方案，浪费时间及开发成本。汽车生产的物流、仓储、总装车间各部门都在互相独立运行，仓库方面规划方面采用粗放式管理,只规定了零件大致存放区域,对于仓库内零件占用空间只能实地查看，新零件入库是否有足够的存储空间，也只能实地查看。物流规划方面，新车型在总装线上装配时，上万个零件需要从仓库运送到总装线的工位料架结构树，物流配送方面，需要多次尝试配送方案，才能满足生产节拍要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种车辆工艺单元设计方法，用于解决车辆设计或装配中不易构建产品结构树和工艺路线结构树，费时费力，产品零件与工艺路线不匹配的问题。

本发明还提供一种数字化设计生产系统。

本发明还提供一种模拟系统。

本发明还提供一种存储介质。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，根据本发明实施例的车辆工艺单元设计方法，包括以下步骤：

针对指定车型，从iva库中获取所述指定车型的装配零件的iva，其中，所述iva库中包括多个装配零件的iva；

将获取的所述指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成所述指定车型的产品结构树和工艺路线结构树。

进一步地，所述针对指定车型，从iva库中获取所述指定车型的装配零件的iva的步骤之前，还包括：

创建一iva库和一工艺节点库；

针对总装线上的每一装配零件，建立对应的iva，并存入所述iva库中；

所述iva库中的每个iva与所述工艺节点库中的相应的工艺节点对应。

进一步地，所述将获取的所述指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成所述指定车型的产品结构树和工艺路线结构树的步骤之前，还包括：

根据完整车辆所需的iva建立标准产品结构树；

根据流水线、工位、工艺节点，分别搭建标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构并调入相应的iva与所述标准流水线结构、所述标准工位结构、所述标准工艺节点结构配合得到标准工艺路线结构树。

进一步地，所述将获取的所述指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成所述指定车型的产品结构树和工艺路线结构树包括：

根据iva的属性调入相应的iva，将调入的iva与对应的工艺节点相匹配建立所述指定车型的所述工艺路线结构树。

进一步地，所述属性包括编号、名称、所属项目、代码、零件参数、包装信息、运送信息、料架信息中的至少一个。

进一步地，所述将获取的所述指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成所述指定车型的产品结构树和工艺路线结构树的步骤之后，还包括：

根据工位中的设备和所述标准工位结构建立所述指定车型的工位结构树，将所述工位结构树中的设备与所述工艺路线结构树中每个工位所需装配零件的iva比对，以确定所述工位结构树中的设备与所述所需装配零件的iva是否匹配，当所述工位结构树中的设备与所述所需装配零件的iva匹配时，计算所述工位结构树中的设备装配所述所需装配零件的iva对应的零件的需求时间；当所述工位结构树中的设备与所述所需装配零件的iva不匹配时，提示设备不匹配。

进一步地，所述将获取的所述指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成所述指定车型的产品结构树和工艺路线结构树的步骤之后，还包括：

根据工位中的料架建立包括所述料架的料架结构树，将所述工艺路线结构树中的iva与所述料架进行匹配，当所述工艺路线结构树中的iva与所述料架不匹配时，提示料架不匹配。

进一步地，所述根据工位中的料架建立包括所述料架的料架结构树的步骤之后，还包括：

建立包括包装的包装结构树，将所述工艺路线结构树中的iva与所述包装进行匹配，当所述工艺路线结构树中的iva与所述包装不匹配，提示包装不匹配。

进一步地，所述建立包括包装的包装结构树的步骤之后，还包括：

建立包括仓库的仓储结构树，判断所述包装到所述料架的运送时间与所述仓库的剩余空间，当所述运送时间与所述剩余空间和设定条件不符时，提示不运送。

进一步地，所述根据工位中的料架建立包括所述料架的料架结构树的步骤之后，还包括：

建立包括物流车的物流结构树，根据单位时间零件需求量、所述工位中料架与所述工位中零件的数量，计算单位时间内需要运送的零件数量、料架数量以及运送顺序；获取工位中零件剩余量，当所述零件剩余量小于预设值时，提示所述零件剩余量不足。

第二方面，根据本发明实施例的数字化设计生产系统，包括：

装配模块，用于针对指定车型，从iva库中获取所述指定车型的装配零件的iva，其中，所述iva库中包括多个装配零件的iva；

所述装配模块还用于将获取的所述指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成所述指定车型的产品结构树和工艺路线结构树。

进一步地，还包括：创建模块，所述创建模块用于创建一iva库和一工艺节点库；针对总装线上的每一装配零件，建立对应的iva，并存入所述iva库中；并将所述iva库中的每个iva与所述工艺节点库中的相应的工艺节点对应。

进一步地，所述数字化设计生产系统还包括：

标准模块，所述标准模块用于根据完整车辆所需的iva建立标准产品结构树；

所述标准模块用于根据流水线、工位、工艺节点，分别搭建标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构并调入相应的iva与将所述标准流水线结构、所述标准工位结构、所述标准工艺节点结构配合得到标准工艺路线结构树。

进一步地，所述装配模块还用于根据iva的属性调入相应的iva将调入的iva与对应的工艺节点相匹配建立指定车型的所述工艺路线结构树。

进一步地，所述数字化设计生产系统还包括：设备模块，所述设备模块用于根据工位中的设备和所述标准工位结构建立所述指定车型的工位结构树，将所述工位结构树中的设备与所述工艺路线结构树中每个工位所需装配零件的iva比对，以确定所述工位结构树中的设备与所述所需装配零件的iva是否匹配；当所述工位结构树中的设备与所述所需装配零件的iva匹配时，所述设备模块计算所述工位结构树中的设备装配所述所需装配零件的iva对应的零件的需求时间；当所述工位结构树中的设备与所述所需装配零件的iva不匹配时，所述设备模块提示设备不匹配。

进一步地，所述数字化设计生产系统还包括：料架模块，所述料架模块用于根据工位中的料架建立包括所述料架的料架结构树，将所述工艺路线结构树中的iva与所述料架进行匹配；当所述工艺路线结构树中的iva与所述料架不匹配时，所述料架模块提示料架不匹配。

进一步地，所述数字化设计生产系统还包括：包装模块，所述包装模块用于建立包括包装的包装结构树，将所述工艺路线结构树中的iva与所述包装进行匹配；当所述工艺路线结构树中的iva与所述包装不匹配时，所述包装模块提示包装不匹配。

进一步地，所述数字化设计生产系统还包括：仓储模块，所述仓储模块用于建立包括仓库的仓储结构树，判断所述包装到所述料架的运送时间与所述仓库的剩余空间；当所述运送时间与所述剩余空间和设定条件不符时，所述仓储模块提示不运送。

进一步地，所述数字化设计生产系统还包括：物流模块，所述物流模块用于建立包括物流车的物流结构树，根据单位时间零件需求量、所述工位中料架与所述工位中零件的数量，计算单位时间内需要运送的零件数量、料架数量以及运送顺序；获取工位中零件剩余量且当所述零件剩余量小于预设值时，所述物流模块提示所述零件剩余量不足。

第三方面，根据本发明实施例的模拟系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明上述实施例所述的车辆工艺单元设计方法。

第四方面，根据本发明实施例的存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明上述实施例所述的车辆工艺单元设计方法中的步骤。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

根据本发明实施例的车辆工艺单元设计方法，解决了车辆设计或装配中不易构建产品结构树和工艺路线结构树，费时费力，产品零件与工艺路线不匹配的问题，能够快速构建产品结构树和工艺路线结构树，便于了解产品设计或装配过程，减少产品零件与工艺路线的匹配时间，减少人工操作工作量，减少后期生产系统之间匹配时间，使得产品结构树与工艺路线结构树下的零件一一对应，产品结构树的零件数据与工艺路线结构树下的数据同步更新，提高设计或装配过程中系统同步工程的同步效率。

附图说明

图1为为标准产品结构树示意图；

图2为标准工艺路线结构树示意图；

图3为本发明实施例的车辆工艺单元设计方法中iva同步工程流程图；

图4为本发明实施例的车辆工艺单元设计方法中图像化iva同步工程的示意图；

图5为图4中产品结构树的整车示意图；

图6为图4中工艺路线结构树的工艺路线示意图；

图7为本发明实施例的数字化设计生产系统的一个示意图；

图8为本发明实施例的数字化设计生产系统的另一个示意图。

附图标记：

数字化设计生产系统100；

创建模块10；装配模块20；标准模块30；设备模块40；

料架模块50；包装模块60；仓储模块70；物流模块80。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的车辆工艺单元设计方法。

如图1至图6所示，根据本发明实施例的车辆工艺单元设计方法，包括以下步骤：

针对指定车型，从iva库中获取指定车型的装配零件的iva，其中，iva库中包括多个装配零件的iva；将获取的指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树。

iva(intelligentvirtralassembly)表示智能虚拟总成，可以包含编号、名称、所属项目、代码，其名称需要定义为标准名称，同时其内可以包含零件的尺寸、重量、材料、包装要求、运输要求等信息；工艺路线一般包含三个层级，第一层级可以为各流水线名称和未分配调取的iva集合，第二层级可以为各流水线所包含的工位，第三层级可以为工位所需装配的零部件，其零部件可以用工艺节点表示。

产品设计初期，可以以标准产品结构树为模板，生成新项目车型的产品结构树，根据车型的iva中的项目属性，产品结构树可以自动调用该车型项目的iva，与标准产品结构树中iva名称相同的可以调入相应的iva，名称不同的可以挂入未分配iva集合，最终也可以根据iva所归属的系统，把未分配的iva挂入相应的系统下，删除未使用的iva。

产品设计初期，可以以标准工艺路线结构树为模板，生成车型新项目的工艺路线结构树，可以根据车型的iva中的项目属性，工艺路线结构树可以自动调用该项目的iva，可以以工艺节点名称为基准，产品结构树中iva与工艺节点名称一致的可以自动匹配到工艺节点下，与工艺节点名称不一致的则匹配到未分配iva集合下，工艺工程师则可以根据工艺排序，在工位下增加工艺节点，并把未分配iva挂入到新增工艺节点下，直到未分配iva下无零件为止，至此可保证所有零件iva均已填入工艺路线结构树中，可根据工艺路线装配出一台完整的电子样车，这样可以快速的建立新产品的工艺路线，方便零件工程师和工艺工程师在产品设计前期较早的进行同步工程，减少后期工艺问题发生的概率，由于确定了每个工位所需装配的零部件，生产系统的物流、工位料架、工厂工位设备系统就可以进行生产分析。不需要总装工艺工程师一个一个的把总装线上的零件放置到工艺路线结构树下，省时省力，同时保证产品结构树的零件数据与工艺路线结构树下的数据同步更新。

预先构建好标准产品结构树和标准工艺路线结构树，将成型的iva自动调入后，以构建好的标准产品结构树和标准工艺路线结构树为模板，能够迅速将车型的iva导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树，产品结构树和工艺路线结构树中iva是对应的，避免出现不一致的问题。

根据本发明实施例的车辆工艺单元设计方法，解决了车辆设计或装配中不易构建产品结构树和工艺路线结构树，费时费力，产品零件与工艺路线不匹配的问题，能够快速构建产品结构树和工艺路线结构树，便于了解产品设计或装配过程，产品结构树和工艺路线结构树的完全对应，减少产品零件与工艺路线的匹配时间，减少人工操作工作量，减少后期生产系统之间匹配时间，使得产品结构树与工艺路线结构树下的零件一一对应，产品结构树的零件数据与工艺路线结构树下的数据同步更新，提高设计或装配过程中系统同步工程的同步效率，可以大幅减少重复搭建产品结构树和工艺路线结构树的工作量，同时也可快速验证指定车型在生产装配过程中的工艺可行性。

在本发明的一些具体实施例中，针对指定车型，从iva库中获取指定车型的装配零件的iva的步骤之前，还可以包括：创建一iva库和一工艺节点库；针对总装线上的每一装配零件建立对应的iva，并存入iva库中；通过创建iva库和工艺节点库，总装线上的每一装配零件建立对应的iva，并存入iva库中，使得每个装配零件都可以在iva库中找到对应的iva，随着车型的增加，装配零件种类的增多，需要不断增加iva数量，以保证每个零件都能从iva库里找到对应的iva；iva库中的每个iva与工艺节点库中的相应的工艺节点对应；针对整车iva库，获取与iva库中的每个iva相对应的工艺节点，iva库中的每个iva与工艺节点库中的工艺节点一一对应，当从iva库中调取某个iva时，该iva有对应的工艺节点。

在本发明的另一些具体实施例中，将获取的指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树的步骤之前，还可以包括：根据完整车辆所需的iva建立标准产品结构树；根据流水线、工位、工艺节点，分别搭建标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构并调入相应的iva与标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构配合得到标准工艺路线结构树。

首先确定完成车辆需要的零件或零件总成，再根据完整车辆的零件所对应的iva建立标准产品结构树和标准工艺路线结构树，如图1所示，为标准产品结构树示意图，整车中可以包括大的系统如动力、底盘、内饰、外饰等，还包括其他系统(在图中未示出)，继续细分可以将每个系统再分成多个细分系统，比如，底盘可以分成制动、转向、悬架等细分系统，还包括其他细分系统(在图中未示出)，细分系统中可以分成相应的各种总成，比如，转向细分系统可以分成方向盘总成、转向管柱总成、转向器总成等智能虚拟总成，还包括其他总成(在图中未示出)，将系统、细分系统、智能虚拟总成等按照一定层次分布可以得到标准产品结构树。

工艺路线一般包含流水线、流水线所包含的工位、工位所需装配的零部件，零部件可以用工艺节点表示，可以结合完整车辆所需的iva建立标准工艺路线结构树，根据车辆装配所需要的所有流水线、工位以及工艺节点建立相应的标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构，将标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构按照一定结构顺序排列后，调入完整车辆中相应的iva与标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构配合得到标准工艺路线结构树，便于了解整个工艺路线以及车辆装配所需要的零部件信息。

如图2所示，为标准工艺路线结构树示意图，工艺路线一般包括流水线、工位、工艺节点等，比如，流水线可以包括内饰一线、内饰二线、吊装线、底盘线、最终线等，还包括其他线(在图中未示出)，在每个流水线下对应相应的工位，比如，底盘线可以包括1工位、2工位、3工位、4工位，还包括其他工位(在图中未示出)，在每个工位下可以对应多个工艺节点，比如，3工位可以对应转向器总成、主减速器总成、左前滑柱总成等，还包括其他工艺节点(在图中未示出)，每个工艺节点对应相应的智能虚拟总成，也即是每个工艺节点对应一个相应的iva，将流水线、工位、工艺节点和相应的智能虚拟总成按照一定层次结构分布可以得到标准工艺路线结构树。

根据本发明的一些实施例，将获取的指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树包括：根据iva的属性调入相应的iva，将调入的iva与对应的工艺节点相匹配建立指定车型的工艺路线结构树。每个iva可以定义不同的属性，如名称、编号等，可以根据名称或编号调入相应的iva，工艺节点也可以定义不同的属性信息，可以将工艺节点的属性信息与iva的属性对比，根据对比来将iva与工艺节点对应，能保证零件iav与工艺路线结构树下的零件一一对应。可以在产品工程师设计初期，产品数据可以同时自动进入产品结构树和工艺路线结构树，减少了人工操作的工作量和保证了产品结构树和工艺路线结构树的完全对应。

根据本发明的另一些实施例，属性可以包括编号、名称、所属项目、代码、零件参数、包装信息、运送信息、料架信息中的至少一个，比如，可以包括名称，也可以包括代码和零件参数。

在一些实施例的实施过程中，将获取的指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树的步骤之后，还可以包括：

根据工位中的设备和标准工位结构建立指定车型的工位结构树，将工位结构树中的设备与工艺路线结构树中每个工位所需装配零件的iva比对，以确定工位结构树中的设备与所需装配零件的iva是否匹配，当工位结构树中的设备与所需装配零件的iva匹配时，计算工位结构树中的设备装配所需装配零件的iva对应的零件的需求时间；当工位结构树中的设备与所需装配零件的iva不匹配时，提示设备不匹配。

换言之，工艺路线中的工位内包括不同的设备，如传送板链、机械臂、吊具、滑橇等，通过工位中的设备可以完成该工位零部件的装配，可以将工位中的设备和标准工位结构结合建立指定车型的工位结构树，工位结构树包含每个工位中所对应的设备，可以将工位结构树中的设备与工艺路线结构树中每个工位所需装配零件的iva比对，通过iva的属性和设备的参数信息来确定工位结构树中的设备与所需装配零件的iva是否匹配，当工位结构树中的设备与所需装配零件的iva匹配时，说明该设备能够装配所需装配零件，此时，可以计算工位结构树中的设备装配所需装配零件的iva对应的零件的需求时间，了解装配效率，以验证装配的需求时间是否满足装配生产需要；当工位结构树中的设备与所需装配零件的iva不匹配时，提示设备不匹配，说明该设备不能够完成所需装配零件的装配，可以提示工作人员设备不合适需要更改，通过上述步骤，可以为验证工艺路线内每个工位的设备是否可适用于零件的设计数据做出依据。同时可计算出应用工位的设备装配的本工位零件所需时间，验证是否满足jph要求，其中，jhp为jobsperhour的缩写，表示单位时间工作量，本文意指一小时生产汽车的数量，同时用1/jph也可转化为每1/jph小时生产一台车，如果不满足jph可以提前进行设计或装配更改，减少后期的设计或装配时间。

在另一些实施例的实施过程中，将获取的指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树的步骤之后，还可以包括：根据工位中的料架建立包括料架的料架结构树，将工艺路线结构树中的iva与料架进行匹配，当工艺路线结构树中的iva与料架不匹配时，提示料架不匹配。

也就是说，工艺路线中的每个工位内都包含多个料架，料架也可以表示总装车间工位上摆放零件所需的容器，通过工位中的料架来摆放该工位所需装配的零件，料架的数量、形状尺寸等应和所需装配的零件相匹配，以便零件合理有序摆放，将工艺路线结构树中的iva与料架进行匹配，以确定工位中的料架是否能够满足该工位的所需装配的零件的摆放，当工艺路线结构树中的iva与料架匹配时，说明该工位中的料架能够满足该工位的所需装配的零件的摆放，当工艺路线结构树中的iva与料架不匹配时，说明该工位中的料架不能满足该工位的所需装配的零件的摆放，可以提示料架不匹配，提示工作人员需要更改该工位中的料架，可以增加料架数量或更改料架的形状尺寸参数，便于及时发现料架是否满足零件的摆放，避免后期因料架的不合适导致的装配时间长。该料架结构树可以包含各种料架、料筐形式尺寸等信息、各工位可存储料架面积，用来匹配工艺路线需求各工位存放的料架，为后期物流配送物料提供判断依据，判定单位时间内是否可以供足够的料架，以及工位是否有足够的空间存储料架。

根据本发明的一些实施例，根据工位中的料架建立包括料架的料架结构树的步骤之后，还可以包括：建立包括包装的包装结构树，将工艺路线结构树中的iva与包装进行匹配，当工艺路线结构树中的iva与包装不匹配，提示包装不匹配。在根据工位中的料架建立包括料架的料架结构树之后，可以建立包括包装的包装结构树，将工艺路线结构树中的iva与包装进行匹配，以确定现有的包装是否能够满足工艺路线结构树中的iva所对应的零件，当工艺路线结构树中的iva与包装匹配时，说明包装能够满足工艺路线结构树中的iva所对应的零件的包装需求，当工艺路线结构树中的iva与包装不匹配时，说明包装不能够满足工艺路线结构树中的iva所对应的零件的包装需求，提示包装不匹配，需要对包装进行重新设计或更换。根据目前仓库的料架及仓储区域划分，规定零件来件包装的尺寸规格，根据工艺路线结构树中的iva中包装相关要求信息，如有的零件要求不能倒置，有的零件可以堆叠，有的零件必须悬空支撑等，确认现有包装库中的包装规格是否满足工艺路线结构树中的iva所对应的零件及包装内所含iva的数量，以确定是否需要开发新的包装方案，为后期仓储物流规划提供参考。

根据本发明的另一些实施例，在建立包括包装的包装结构树之后，还可以包括：建立包括仓库的仓储结构树，判断包装到料架的运送时间与仓库的剩余空间，当运送时间与剩余空间和设定条件不符时，提示不运送。换言之，在建立包括包装的包装结构树之后，还可以建立包括仓库的仓储结构树，判断包装到料架的运送时间与仓库的剩余空间，判定出包装到料架的运送时间在现有仓储资源下是否满足，不满足可以优化包装，降低包装到料架时间，可以判定仓库的剩余空间，以确定仓库是否有足够的仓储空间，如果仓储空间不满足，可以考虑在优化iva设计，优化包装方案。可以根据各种规格包装的存储要求及仓库对于存放规范、存储区域的规定，比如，包装承重决定最高可以堆叠层数、设备限制包装堆叠的最高高度等，对包装结构树中的包装进行自动规划，检查iva对应的零件是否有足够空间按时进行存放及完成出库。

在本发明的一些具体实施例中，根据工位中的料架建立包括料架的料架结构树的步骤之后，还可以包括：建立包括物流车的物流结构树，根据单位时间零件需求量、工位中料架与工位中零件的数量，计算单位时间内需要运送的零件数量、料架数量以及运送顺序；获取工位中零件剩余量，当零件剩余量小于预设值时，提示零件剩余量不足。

也就是说，在根据工位中的料架建立包括料架的料架结构树之后，还可以建立包括物流车的物流结构树，可以根据工位中单位时间零件需求量、工位中料架与工位中零件的数量来计算单位时间内需要运送的零件数量、料架数量以及运送顺序，以便于满足工艺路线中工位的装配需要，工位中料架与工位中零件的数量可以实时监测，通过合理安排运送顺序以便及时运送不足的料架或零件。可以通过实时监测获取工位中零件剩余量，当零件剩余量小于预设值时，提示零件剩余量不足，以便及时补充不足的零件；在现有装配工艺路线中，工位料架上零件物料不足后，该工位上的员工发出预警，物流配送人员接到预警后，优先配送不足的物料。通过上述步骤可以模拟出总装生产线上工位中零件的实时剩余数量，通过设定预设值实现自动预警，无需生产线上的员工预警，同时在新车型或者多车型共线生产时，可在系统中进行零件物料配送模拟仿真，减少零件物料配送系统匹配的时间，便于调配物流车的运送。

物流结构树内可以包括物流车及其运行信息，可以包含物流车的尺寸、运载能力、运行速度等信息。根据生产节拍和工位可存放的零件数量，可计算出单位时间内所需零件数量(受工位场地所限，不同零件在工位存储的数量不同，故不同零件的供货周期需求不同)，之后可以根据iva中所包含的零件尺寸信息，可得出单位时间内需要运载的料架，最后可规划出多种物流车单位时间内运载零件的方案，挑选出最优的方案，这样物流工程师就可以和零件工程师在产品设计前期较早的进行同步工程，降低后期生产线上零件供应不足问题发生的概率，尤其是多种产品混线生产的情况。可以根据仓储结构树对零件存储布局规划及零件入库时间，对物流车运输零件组合布置及运输零件的顺序进行规划，以保证及时运输零件到装配工位，物流车可根据物流结构树和仓储结构树的指令进行iva的配送。

在实际应用过程中，以iva为基础的同步工程流程图，如图3所示，在设计或装配车辆的过程中，产品工程师可以根据产品零件设计结构和功能需求，选用所需的iva，挂入产品零件数据，并赋予iva属性，包装结构树、产品结构树、工艺路线结构树可以根据iva的项目属性，同时调用该项目所有的iva，完成三个树的组建。整车集成工程师可以检查产品结构树，确认电子样车的完整性，检验是否缺少产品零件；系统内的工艺路线结构树、包装结构树与产品结构树可以互相校验，确认其一一对应关系，如有不对应，需查明原因进行修正。可以用工位结构树中每个工位的设备，验证工艺路线结构树中每个工位所需装配的零件是否满足装配，以及装配该工位零件所需的时间，不满足工位的设备可以考虑在优化工位设备、优化iva数据、修改工艺路线之间进行平衡，即设备工程师、产品工程师、工艺工程师三者之间共同协商做出决策，用最优的方案解决不满足工位设备的问题；如果设备满足生产，说明该设备能够装配所需装配零件，此时，可以计算工位结构树中的设备装配所需装配零件的iva对应的零件的需求时间，但是生产所用的需求时间超出jph要求，此时就需要考虑在优化iva设计，优化工位设备、修改工艺路线之间进行平衡，选出最优的方案。

工艺路线结构树中iva所包含的料架信息匹配到料架结构树内，可以得到每个工位所需包含的料架，从此处可以判断出是否有需新开发料架，工位是否有足够空间摆放料架。根据jph、工位上料架所能包含的零件数量，可以计算出单位时间内需运送料架、零件的数量以及运送顺序，可以通过物流结构树进行计算，可以验证料架数量是否满足周转，工位可否在周转周期内有足够空间摆放料架，是否可及时配送料架到工位上，如不满足可以考虑在优化料架尺寸、优化iva数据之间、优化工厂工位设备、修改工艺路线之间进行平衡。

包装结构树可以根据iva中所包含的产品包装需求信息，确认产品运输过来时的包装样式、单位包装内所能包含的零件数量及包装存放的要求，为后期仓储规划提供基础依据。在物流结构树满足jph和工位的料架结构树后，物流需求、仓储规范、包装结构树共同决定了iva在仓库的存放规划，仓储结构树可以判定出包装到料架的时间在现有仓储资源下是否满足，不满足则优化包装，降低包装到料架时间。判定是否有足够的仓储空间，如果不满足，则需考虑在优化iva设计，优化包装方案，优化物流方案之间进行平衡，选出最优的方案，如果包装到料架的时间和仓储空间都满足可以生成订单配送要求。

如图4至图6所示，为图像化iva同步工程示意图，为了便于理解示意出了部分名称和结构图形，比如，在产品结构树中可以包括底盘、外饰、内饰等，还包括其他系统名称(在图中未示出)，内饰可以包括仪表板、门板等，还包括其他结构名称(在图中未示出)，仪表板可以包括仪表板装饰、副仪表板等，还包括其他结构名称(在图中未示出)，副仪表板可以包括前端盖板、副仪表板本体、后盖板等，还包括其他结构名称(在图中未示出)，前端盖板、副仪表板本体、后盖板具体结构可以如图中所示。工艺路线结构树中可以包括内饰一线、内饰二线、吊装线、底盘线、最终线等，还包括其他流水线名称(在图中未示出)，最终线中可以包括1工位、2工位、3工位、4工位等，还包括多个工位(在图中未示出)，3工位中可以包括变速杆总成、手刹总成、副仪表板本体等，还包括其他结构名称(在图中未示出)，变速杆总成、手刹总成、副仪表板本体的具体结构如图中所示，通过图形化更加形象直观，便于整个系统的应用。

在多车型混线规划使用过程中，可以根据整车生产顺序(如一小时内要求按顺序生产车型a、车型a、车型b、车型c、车型b、车型a)，依次排列出单位时间内需求iva的种类和数量，数字化生产系统可以对物流结构树的提出iva配送需求，物流结构树自动规划物流配送路径和料架运输顺序，物流规划方案输出仓储结构树单位时间内需求运出的iva，仓储结构树可以检查仓库是否有足够的库存，无库存的情况下是否有足够的存储空间存放即将运送的零件，运行无误后，便可按照仿真结构进行生产安排零部件配送及零件订单送货要求。

在使用过程中可以时刻监督生产系统运行状况，零件入库时可以通过扫描零件的条形码记录零件入库信息，出库时扫描零件的条形码记录零件出库信息，总装生产线装配零件时，扫描零件的条形码，记录每个零件对应装配在哪台车上，可实时查看仓库内零件剩余数量、生产线上零件消耗情况、已完成装配的车辆等，同时可实时记录每个零件的入库到装配到整车上的全过程，实现零件的追溯。

在装配过程中，产品工程师和工艺工程师可随时根据工艺路线结构树、工位结构树校核产品的装配的工艺性，包括节拍时间内是否能完成产品的装配；在老的工厂导入新车型产品时，可以在该工厂的工艺路线结构树和包装结构树中直接调入新的产品的结构树，从而可以虚拟验证新产品在老工厂的生产的可行性，并找出问题点；可以虚拟验证混线生产的可行性，在各个车型满足整个流程的情况下，把两个或多个整车的产品结构树根据jph需求整合为一个产品结构树，再按照整个流程运行，即可虚拟验证混线生产的可行性；根据iva中包含的产品尺寸，包装要求等信息可以自动规划包装结构树、仓储结构树、物流结构树，校核现有资源是否能满足设计的产品，生产、设计两大系统实现同步设计，极大降低生产线验证、物流规划、仓储规划等匹配的时间；定义节拍时间，根据节拍和各工位所能储存物料数量，规划工厂物流小车单位时间需补充物料数量，根据包装尺寸，规划物流小车单位时间内每次运载产品数量、种类、运载次序；根据包装和物流，则可规划仓储物料堆放分区及各物料进出流通量，最终包装、物流、仓储、工艺路线和产品设计不断同步优化，达到最优。

通过本发明实施例的上述方法步骤，解决了车辆设计或装配中不易构建产品结构树和工艺路线结构树，费时费力，产品零件与工艺路线不匹配的问题，能够快速构建产品结构树和工艺路线结构树，便于了解产品设计或装配过程，减少产品零件与工艺路线的匹配时间，减少人工操作工作量，减少后期生产系统之间匹配时间，提高设计或装配过程中系统同步工程的同步效率，使得各部门间及时获取设计或装配信息，减少后期生产系统之间的匹配时间，使得装配过程中出现的不匹配问题预先得到解决，减少后期设计或装配时间，便于了解车辆设计或装配过程中工厂物流、包装、仓储等是否存在不匹配问题，以便及时解决，降低后期开发成本，实现从设计到生产装配系统的过程仿真规划，便于规划多车型混线生产的过程，便于实时了解生产运行情况。

本发明还提供一种数字化设计生产系统100。

如图7和图8所示，根据本发明实施例的数字化设计生产系统100包括：

装配模块20，用于针对指定车型，从iva库中获取指定车型的装配零件的iva，其中，iva库中包括多个装配零件的iva；

装配模块20还用于将获取的指定车型的装配零件的iva，导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树。

可以根据指定车型自动从iva库中自动获取，将获取的指定车型的装配零件的iva导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中后可以自动进行匹配，将iva匹配到对应的位置，从而形成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树。

在一些实施例中，数字化设计生产系统100还可以包括创建模块10，创建模块10用于创建一iva库和一工艺节点库；针对总装线上的每一装配零件，建立对应的iva并存入iva库中；并将iva库中的每个iva与工艺节点库中的相应的工艺节点对应。

在另一些实施例中，数字化设计生产系统100还包括标准模块30，标准模块30用于根据完整车辆所需的iva建立标准产品结构树；

标准模块30还用于根据流水线、工位、工艺节点，分别搭建标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构并调入相应的iva与标准流水线结构、标准工位结构、标准工艺节点结构配合得到标准工艺路线结构树。

根据一些实施例，装配模块20还用于根据iva的属性调入相应的iva，将调入的iva与对应的工艺节点相匹配建立指定车型的工艺路线结构树。其中，iva的属性可以包括编号、名称、所属项目、代码、零件参数、包装信息、运送信息、料架信息中的至少一个。

根据另一些实施例，数字化设计生产系统100还包括设备模块40，设备模块40用于根据工位中的设备和标准工位结构建立指定车型的工位结构树，将工位结构树中的设备与工艺路线结构树中每个工位所需装配零件的iva比对，以确定工位结构树中的设备与所需装配零件的iva是否匹配；当工位结构树中的设备与所需装配零件的iva匹配时，设备模块40计算工位结构树中的设备装配所需装配零件的iva对应的零件的需求时间；当工位结构树中的设备与所需装配零件的iva不匹配时，设备模块40提示设备不匹配。

在本发明的一些具体实施例中，数字化设计生产系统100还可以包括料架模块50，料架模块50用于根据工位中的料架建立包括料架的料架结构树，将工艺路线结构树中的iva与料架进行匹配；当工艺路线结构树中的iva与料架不匹配时，料架模块50提示料架不匹配。

在本发明的另一些具体实施例中，数字化设计生产系统100还可以包括包装模块60，包装模块60用于建立包括包装的包装结构树，将所述工艺路线结构树中的iva与所述包装进行匹配；当所述工艺路线结构树中的iva与所述包装不匹配时，包装模块60提示包装不匹配。

在一些优选实施例中，数字化设计生产系统100还可以包括仓储模块70，仓储模块70用于建立包括仓库的仓储结构树，判断包装到料架的运送时间与仓库的剩余空间；当运送时间与剩余空间和设定条件不符时，仓储模块70提示不运送。

在另一些优选实施方案中，数字化设计生产系统100还可以包括物流模块80，物流模块80用于建立包括物流车的物流结构树，根据单位时间零件需求量、工位中料架与工位中零件的数量，计算单位时间内需要运送的零件数量、料架数量以及运送顺序；获取工位中零件剩余量且当零件剩余量小于预设值时，物流模块80提示零件剩余量不足。

本发明实施例的数字化设计生产系统100具体工作过程与上述对应实施例中车辆工艺单元设计方法一致，故在此不再赘述，详细请参阅以上对应实施例中方法步骤的说明。

根据本发明的数字化设计生产系统100，能够根据完整车辆所需的iva建立标准产品结构树和标准工艺路线结构树，针对指定车型，从iva库中获取指定车型的装配零件的iva，将获取的指定车型的装配零件的iva导入标准产品结构树和标准工艺路线结构树中，生成指定车型的产品结构树和工艺路线结构树，能够快速构建产品结构树和工艺路线结构树，减少产品零件与工艺路线的匹配时间，减少人工操作工作量，能够及时了解产品设计与生产装配过程，提高车辆设计或装配的效率，使得产品结构树与工艺路线结构树下的零件一一对应，产品结构树的零件数据与工艺路线结构树下的数据同步更新，提高设计或装配过程中系统同步工程的同步效率。

本发明还提供一种模拟系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如本发明上述实施例的车辆工艺单元设计方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明上述实施例的车辆工艺单元设计方法中的步骤。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。