破局汽车制造内卷 | 如何用达索系统虚拟孪生重塑焊接工艺？
汽车产业变革浪潮下的制造突围之路
当前，全球汽车产业在能源转型与红海竞争的双重压力下，产品多元化开发能力、轻量化技术水平、安全性能突破及迭代速度已成为车企的核心竞争维度。在行业深度“内卷”的背景下，作为核心制造环节的白车身焊接工艺，其设计周期冗长、焊接精度波动、产线柔性不足等痛点，正直接制约车企对市场需求的响应效率。
在此背景下，达索系统3DEXPERIENCE平台（以下简称"达索3DE平台"）的虚拟孪生技术，为车企提供从工艺规划到虚拟验证的数字化转型解决方案。作为达索系统重要的合作伙伴，钛闻软件持续助力企业落地该平台，构建数据闭环，帮助车企将传统依赖工程师经验的决策模式，升级为基于实时仿真数据的科学决策体系，从而在研发效率、成本控制与质量管控三个关键维度形成突围优势。这一转变对于应对当前行业"降本增效"的普遍诉求具有显著战略价值。
图1. 汽车产业变革浪潮下的制造突围之路
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达索3DE平台白车身焊接全流程赋能体系
达索3DE平台DELMIA数字化规划及仿真技术，为汽车制造商提供覆盖同步工程分析、数字化工艺规划、三维焊装车间布局、机器人焊接可行性验证、路径自动规划、虚拟示教及PLC虚拟联调的全流程解决方案，推动制造体系向高效精准的数字化智能模式转型。钛闻软件凭借丰富的行业实施经验，可为企业提供该平台的定制化部署与技术支持，确保项目顺利落地。
图2. 达索3DE平台白车身焊接虚拟产线
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焊接工艺规划
图3. 白车身焊接MBOM定义
· 焊接工艺路线
基于已定义的焊接MBOM结果，详细规划白车身逻辑层面的制造次序，涵盖每个组装环节所需的转运、上料、拼接及焊接工序。系统支持以多种不同的方式，将MBOM白车身件及紧固件分配到每一道工序。同时可借助系统强大的B.I.智能分析工具，实时分析MBOM物料消耗情况。工艺路线定义完成后，通过产线平衡及资源利用率分析工具，能够精准地识别瓶颈工位，并据此调整工艺路线工序的分布，消除瓶颈工位，从而实现产线最高生产效率。
图4. 白车身焊接工艺路线定义
· 焊枪分析
达索3DE平台支持工程师调用企业现有焊枪库或系统自带焊枪，对每个紧固件进行可制造性分析，快速确认最终的焊枪型号，并根据需要输出插枪图。对于存在问题的紧固件，平台依托其问题管理板块，能够实现问题的闭环管理，确保问题得到及时解决。
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机器人仿真中
达索3DE平台提供了一套完整的数字化工厂布局解决方案，其内置参数化资源库，包含参数化设备模型、2000+套主流机器人、焊枪等资源数据，支持工程师快速调用，完成工厂布局。同时，达索3DE平台支持异构CAD数据导入，通过定义设备运动关系，最终将其转换成系统能识别的资源类型。
对于就旧生产线，支持通过点云扫描技术，快速地实现现有工厂的数字化重建。
· 机器人仿真及验证
基于已定义的白车身焊接工艺路线，对产线上所有机器人所需完成的焊接任务进行验证和优化。
动态可达性分析：借助机器人运动学模型与高精度CAD数据，通过运动关系解算引擎实时校验焊枪/夹具的末端可达性，并支持多轴联动路径的动态碰撞检测（包括工具与工件、机器人与设备间的干涉）。
紧固件自动分配：在多机器人协同工作环境下，根据机器人工作产线/单元布局及紧固件分布情况，系统能够自动将紧固件分配至最适合的机器人，显著提高工作效率。
路径自动规划及优化：根据当前机器人分配的紧固件组及机器人Via点、主位置点等，自动生成机器人无干涉焊接路径，并支持工程师对生成的结果进行优化，进一步提升生产效率。
焊接参数映射：达索3DE平台自带焊接参数文件（包括焊接电流、电极压力及焊接时间等）以及机器人电机运动参数文件，同时支持工程师自定义。基于配置的工艺参数文件，虚拟环境下的工艺仿真能够更接近现实生产，从而能快速响应节拍优化需求。
· PLC虚拟联调
达索3DE平台支持与达索体系下的CATIA ControlBuild或第三方OPC Server进行高实时性的连接。可通过“模型在环（MiL）”“软件在环（SiL）”及“硬件在环（HiL）”三个层面的应用，在虚拟环境下执行预定义的PLC控制逻辑，能够发现并消除潜在故障，实现自动化设备的运动仿真和PLC控制逻辑仿真验证。这一过程能够加速产线启动进程，精准预测工作站周期时间，确保产线效率与稳定性。
· 离线程序导入/导出
系统提供目前市面上各种主流品牌机器人模型以及标准离线程序转换器，如ABB、KUKA、FANUC等。平台支持工程师基于已验证的机器人仿真任务，输出可直接用于生产现场的机器人离线程序（OLP），实现从虚拟调试到物理产线的无缝衔接，显著减少现场调试时间并提升精度。同时，平台也支持将实体机器人离线程序或第三方编程应用编制的离线程序，导入到虚拟环境进行验证及优化，进一步保障生产过程的可靠性。
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结束语
面对汽车制造业全域竞争白热化的产业变局，白车身焊接工艺的数字化升级正成为突破制造瓶颈的核心杠杆。达索3DE平台构建的虚拟孪生闭环（虚拟仿真→多物理场协同→全生命周期管理），形成了贯穿工艺开发全链路的数字主线。
当工艺决策从依赖经验转向依托仿真数据，企业得以在产品多元化开发、轻量化技术落地与安全标准升级的多维战场中，构建兼具敏捷性与确定性的新型制造体系。这本质上是为车企提供了实现「降本、提质、增效」三角平衡的科学路径。作为达索系统重要的合作伙伴，钛闻软件依托深厚的技术积累和行业经验，可为企业提供从方案咨询、平台部署到持续优化的全生命周期服务，助力中国制造迈向智能未来。
吴峥
钛闻软件
工艺实施部技术经理
拥有8年以上制造业数字化技术服务经验，深耕于汽车（5年）及工业装备（3年）等领域的数字化建设落地。专注于达索3DE数字化制造板块的项目实施与交付。擅长从业务流程与用户痛点出发，为企业提供数字化建设规划、需求分析与方案设计。在数字化工艺规划、数字化工艺仿真、CATIA应用及培训等核心领域经验深厚，致力于赋能企业高效达成工艺数字化建设目标。
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作为达索系统重要的合作伙伴，钛闻软件在中国拥有1500多家客户。这些客户长期使用达索系统从需求、设计、工艺、仿真到制造的全生命周期解决方案，总装机量超过30000多套。钛闻软件非常注重客户的实施服务和应用支持，紧扣客户需求，引入最佳实践，让先进软件发挥出相应价值。
