汽車生產領域智能制造技術應用研究

龍錦中　吳堅　沈平

【摘 要】通過汽車配件生產領域智能制造的應用分析，結合廣西地方發展的特點發現智能制造技術應用推廣過程中存在的問題，提出通過關鍵技術裝備和軟件系統升級、多層次的人才隊伍構建、統一標準規范體系，推進傳統產業“二次創業”產業鏈，重點建設汽車生產領域智能制造技術。

【關鍵詞】汽車生產領域;智能制造;智能升級;二次創業

【中圖分類號】U466;TH-39【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0092-03

0 引言

在機械制造領域應用智能化制造技術是體現汽車工業自動化生產的高新技術，隨著我國汽車工業的進一步發展，如果各領域能通過應用智能制造技術，可有效地提高汽車工業生產的工作效率，降低工人勞動強度。

廣西智能制造處于起步階段，近期，政府出臺了相關文件，在《智能制造實施意見》中，明確要大力推進傳統機械、制糖、鋁業制造產業“二次創業”，分別要建設3個智能制造城：南寧市、柳州市、玉林市。實施創新驅動戰略，打造廣西“九張名片”：傳統優勢產業、先進制造業、信息技術、互聯網經濟、高性能新材料、生態環保產業等。

廣西作為全國較大的汽車生產基地，對研究機械制造智能技術在汽車工業生產中的應用與發展，對促進地方經濟具有非常重要的現實意義。

1 汽車生產領域智能制造技術的特點

1.1 智能控制

汽車配件生產領域智能控制是將先進自動化技術、先進制造技術、人工智能技術、傳感技術、控制技術、數字制造技術及新一代信息技術相結合，實現工廠和企業內部之間和產品全生命周期的實時管理和優化的新型制造，無需人工干預就能夠通過驅動智能設備實現其目標的自動控制，也是用計算機模擬人類智能控制的一個重要領域。在研究中發現，現有的熱交換器散熱管生產線是運用機器人控制上下料，從卷材經過一系列沖壓模具成形，再到切管、整形、成品入庫，控制整個生產流程的智能生產線具有智能信息處理、智能信息反饋和智能控制決策功能的控制方式，主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題。

1.2 ABB機器人集成制造技術

ABB是全球領先的工業機器人技術供應商，提供機器人產品、模塊化制造單元及服務，ABB機器人研發生產公司在發達的瑞士，它在工業自動化發展中屬于先進的國家，并擁有當今世界最全面、種類最多的機器人產品、技術和服務，它的產品早在1994年就進入了中國市場。經過近20年的發展，ABB公司擁有先進的機器人智能化解決方案和包括運用大數據及互聯網技術進行沖壓自動化、動力總成自動化和車身涂裝生產自動化在內的三大系統，為世界各國汽車整車廠和零配件供應商及其他工業自動化生產領域等智能制造領域提供全方位的技術支持與服務。

2 汽車生產領域智能制造描述

2.1 內涵

汽車生產領域智能制造是一種由人和機器系統共同組成的人機一體化智能控制，它以智能工廠的形式呈現。在產品的制造過程中能進行較多的智能活動，比如分析、構思、推理、判斷、動作和感知等。通過人與機器的聯合行動處理信息，代替部分或全部人類在制造過程中的勞動力，提高制造生產率。

作為一種制造技術，智能制造技術的主要作用是制造，通過運用現代計算機技術手段來開展生產制造的集成及管理工作。相對于汽車配件生產企業，智能制造的核心內容就是將整體制造的能力有效提升，因此大部分企業都很重視智能制造。隨著計算機、互聯網技術的深入發展，使得智能制造有了更強的技術力量支持它的發展。為了能夠使汽車生產領域智能制造技術得到進一步的深化和發展，需要企業引進高端技術技能型人才，利用人才的力量提升智能制造水平，特別是發展我國自有核心技術，避免發達國家對本國的技術封鎖，以確保實現我國的“中國制造2025”的智能制造遠大目標，使智能制造中國兀立在世界的東方。

2.2 特點

通過信息技術、自動化技術和先進加工技術融合，使生產設備根據客戶的產品需求隨時更換。在柔性制造體系下，運用大數據技術和思維，把消費者與生產者一體化，做到柔性化生產的同時，把數字化手段用到極致，用大數據對客戶需求進行分析和挖掘，利用信息技術先行，推動汽車生產領域智能制造創新發展。被加工產品的批量也可根據需要迅速調整，同時產品性能參數也可以根據客戶需求改變，并能迅速而有效地引入新的汽車生產領域智能制造技術，最終實現對用戶需求變化或用戶特殊要求的及時、高效反應，使汽車生產領域智能制造系統能夠自我優化并適應各種復雜的環境。

3 智能制造技術在汽車生產領域的應用

隨著我國經濟的高速發展，各個地區都用不同的方法提出相應的政策支持企業技術創新活動的展開。在不同的工業發展領域，不斷地試驗和創新過程中，逐漸實現了一體化、自動化、智能化的生產方式，通過先進的技術促進工業經濟的更好發展。在廣西汽車工業領域，應用智能制造技術主要體現在以下幾個方面。

3.1 人機操作

通過運用智能制造技術能夠很好地實現人機操作。在人機操作中，人與機器之間進行信息交換的交接。比如，在汽車配件企業生產的熱交換器，每個月要提供4萬件產品給各大汽車生產企業，并且對產品的質量要求非常高，僅僅依靠人工制造手段無法按計劃高質、高效地實現產能的要求。如今借助機器人與自動化智能技術生產設備，可以實現機器24小時生產，能很好地解決實際生產過程中無法處理的問題，生產效率與質量都有很大的提高。

3.2 虛擬化與監控生產

通過信息、自動化、監測、計算、傳感、建模和網絡方面的先進技術，實現產品全生命周期的設計和連接。這些先進的技術是通過機電一體化設計概念軟件，包括驅動機構、傳感器、過程仿真實現，預先知道生產過程中可能存在的問題，如有異常，可以通過軟件修改錯誤，直到能夠實現無過程性錯誤，實現生產虛擬化生產，減少了真實生產中的資源浪費。制造環節的各部門都設置監測看板，工廠通過生產車間的PC機采集生產過程中的工藝數據，并且產品的工藝性是在滿足產品實際性能需求的前提下，將產品加工的可行性與經濟性考慮在內，根據所采集的數據，評價產品工藝性分析方法，從技術性、經濟性和效率性3個角度進行分析。

3.3 個性化需求

利用大量數據采集和分析個性化產品，更好地滿足汽車消費者個性化、定制化、時效性需要，實現“多樣化、小規模、周期可控”的柔性化生產，提升汽車生產領域制造業的智能化水平，提升對消費者個性化服務水平。依靠有高度柔性的制造設備實現多品種、小批量的生產方式。由廠家主導生產，轉型為消費者主導，運用大數據技術和思維，把消費者與生產者一體化，做到柔性化生產的同時，把數字化手段用到極致，用大數據對客戶需要進行分析和挖掘，利用信息技術先行，推動智能制造創新發展。

4 智能制造技術應用推廣過程中關鍵問題的解決

4.1 關鍵技術裝備和軟件系統

我國智能制造裝備與技術整體發展迅速，但關鍵核心技術與高端裝備主要還是依靠日本、歐美等發達國家和地區，自主創新能力不足，還在起步探索階段，嚴重制約了我國汽車生產領域的智能制造發展。同時，高精度數控機床、控制系統和關鍵部件的自主創新能力薄弱，智能控制技術等先進技術自給率偏低。大部分加工高精密度零件的數控機床還需要進口。

后期，還需加快對智能制造關鍵技術裝備、智能化工廠、智能化產品、智能化服務的開發和應用，突破高精度、高效率和高可靠性的智能控制，提供實用的汽車智能制造等一批關鍵技術。研發智能制造相關的核心軟件，積累一批具有自主核心技術的知識產權，為實現汽車生產領域智能制造過程的智能化提供裝備與軟件支撐。

4.2 多層次的人才隊伍亟待構建

我國推進汽車生產領域智能制造過程中還存在人才不足的問題，主要體現在以下幾個方面：一是掌握智能制造技術的人才總量短缺，熟悉智能制造管理人才缺乏，沒有足夠的智能制造人才支撐。從2018年開始，我國有少部分大學開始招收智能制造專業與大數據專業等智能制造相關專業的學生進行培養。學校培養的各種層次的學習者的文化程度、學習能力、實踐能力等存在較大的差異，如何保障人才培養的質量成為人們擔憂的問題。二是汽車生產領域智能制造業人才培養方向與企業實際需求脫節問題突出，企業與學校之間的融合不夠深入。由于技術的不斷更新，學校的教學內容不能及時跟上企業的發展速度，學校的畢業生不能適應企業的人才需求。現在國家主推實行的“現代學徒制”或“訂單班”，能很好地解決人才培養與企業實際需求脫節問題。隨著國家對高職擴招100萬學生計劃的實施，需要重視與加強智能制造人才的培訓，培養出一批能夠帶動汽車制造業向智能制造轉型的領軍人物，如果能夠突破智能制造核心技術并進行技術創新的技術技能型高級人才的精心培養，相信未來在汽車生產領域的人才素養與質量都會有較大的提高。同時，需鼓勵有條件的高校、科研單位、企事業等單位建設智能制造實訓基地，培養能滿足智能制造發展需求的實用型人才。

4.3 標準規范體系尚不完善、不統一

我國智能制造標準規范體系不完善、不統一，主要原因在兩個方面。一是我國是傳統型制造業大國，智能制造起步較晚，頂層設計框架尚不完善。但是，德國電氣電子行業協會已發布工業4.0的參考架構并定義工業4.0組件，為我國頂層設計、為實現“中國制造2025”的目標、為智能制造標準規范提供了重要的參考依據，也為我國汽車行業發展智能制造產品奠定基礎。同時，以“通用汽車”“福特汽車”“克萊斯勒汽車”公司為首的美國汽車制造企業很早都從物理系統、傳感器與執行器、設備管理、數據管理、分析服務、應用與集成、商業系統7個方面構建了汽車智能制造框架。二是汽車生產領域智能制造關鍵技術標準尚不統一。各個企業之間對應標準規范尚未統一，企業內部都有自己獨立的一套內部標準規范，造成不同廠商產品間兼容性較差，集成難度高。

5 結語

隨著科技水平與社會經濟的不斷發展，對于當前的汽車生產領域，想要保持良好的發展狀態，維持高效高質量生產，必然會向智能化制造過渡。以廣西區域經濟發展所需為基礎，圍繞廣西推進傳統產業“二次創業”產業鏈，以機械裝備制造向智能制造方向轉型為主線，重點建設汽車生產領域智能制造技術，發展廣西作為汽車生產大省的優勢，實現智能化、自動化的生產管理模式，符合現代企業發展要求，夠獲得更多的社會效益和經濟效益。

參 考 文 獻

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