为提高汽车白车身装配质量和效率,有效管理制造资源,对计算机辅助工艺设计技术进行了研究。文章按照实际生产阶段顺序,将内容分为装配序列规划、装配工艺设计和装配过程仿真三部分。对基于配合约束的装配序列规划的遗传算法、制造资源建模、交互式图形化工艺设计、工艺设计与系统仿真的数据复用、装配车间物流仿真、装配线作业平衡优化、装配过程仿真等理论和方法进行了深入的研究。在理论研究基础上,采用面向对象技术和VC++6.0、SQL Server数据库工具,设计了一个集工艺设计、生产仿真和数据管理为一体的协同系统。系统实现了可视化、模块化、智能化的工艺设计,工艺数据的管理、查询、编辑和生产指导书的自动生成,并提供了基于权限分配的用户管理。已完成的主要工作有:(1)提出将工艺设计过程与制造系统仿真无缝集成,用工艺设计的结果驱动仿真系统,用仿真结果指导修改工艺设计。(2)定义了装配配合约束的类型和特征尺寸,借助“特征标签”、可装配度函数和遗传算法实现了在装配约束条件下,装配序列规划的寻优。(3)采用直接面向制造过程的工艺设计思想,直接利用基于制造资源的装配活动单元进行工艺设计,便于对设计结果进行修改和保存。(4)创造性地使用图形化界面进行交互式工艺设计,将制造数据信息封装在简明的图形之中,方便设计和操作。(5)建立了装配车间布局的数学模型,在虚拟车间中实现了装配过程物流仿真、布局面积和物流路径长度的计算。(6)提出了一种基于作业约束的求解装配线平衡问题的遗传算法,改进了算法的编码方法,添加了装配作业之间的约束条件。(7)在考虑有限缓冲区和随机发生故障对装配线性能影响的基础上,对装配生产过程进行了仿真,将得到的设备利用率、缓冲区利用率、工位工作时间和工位甘特图等统计数据以图形显示。(8)引入用户自建资源数据库的思想,使本文研究的工艺设计系统不仅适用于汽车白车身装配环境,也可广泛应用在其它生产制造行业和领域,具有极强的通用性。在系统开发的过程中,无先例可循,上述大多设计思想均是自主设计。实践证明,该系统能有效地管理车身装配中的产品数据,提高装配效率,帮助工艺人员对装配过程进行直观的评估和验证,并可应用于其它多种行业和领域。