智能制造對汽車行業影響探究

陳 虎

(南京理工大學紫金學院 江蘇 南京 210046)

制造業是我國國民經濟的主體，是立國之根本、興國之利器、強國之基礎。世界強國的興衰史、近代中華民族的屈辱史都證明了制造業對一個國家的重要性，沒有強大的制造業作為基礎，一切經濟繁榮都是不穩定甚至不足以抵抗世界經濟的動蕩。《中國制造2025》作為我國實施制造強國戰略的綱領性文件于2015年發布，過去幾年中我國著重在產業結構轉型、技術創新、人工智能、資源利用效率等方面持續發力，通過努力實現中國制造向中國創造、中國速度向中國質量、中國產品向中國品牌三大轉變，推動中國到2025年基本實現工業化、邁入制造業強國之列。

一、智能制造

(一)概念

智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，在制造過程中可以進行智能活動，分析、判斷、推理、構思和決策。通過人與機器的合作共事，去擴大、延伸和部分取代人類專家在制造過程的腦力勞動。制造自動化的概念被更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。智能化是制造自動化的發展方向，在制造的各個環節都要廣泛的應用人工智能技術。

(二)特點及優勢

一般認為智能是知識和智力的總和，智能制造則是源于人工智能的研究。智能制造是一種集中于信息化時代發展的產物，在信息化時代發展的背景下，智能制造這種“人機交互”的新型表現形式也有了更大的用武之地。相對于傳統制造方法，智能制造來源于人工智能，具有先天的“智力”優勢，信息化、自動化、高效率是特點。智能制造還要包括智能制造技術和智能制造系統。

二、智能制造與汽車行業聯系

(一)聯系

智能制造與汽車行業具有先天的聯系，表現在汽車的制造、檢測、維修等方面向自動化、信息化、高效率發展轉化，而最終達到的就是智能化。智能化就是要減少技術人員的腦力勞動，讓制造系統具有思考能力，主動去檢測、推理、構思最終決策，解決問題。汽車的生產和檢測智能化可以在很大程度上降低車輛的故障率，特別是對于人為因素產生的不穩定因素有較好的解決方式。對于傳統的人工制造和后期檢測來說，智能化的系統能夠更加準確達到設定標準，穩定性可靠性較高。

(二)發展

智能制造技術與理念是汽車行業新的發展方向，主要在兩個方面實現對車輛的制造和質量檢測的自動化與智能化。一方面在于理念的提升，整車質量監督管理體系的構建與完善首先在于理念的轉變。在車輛的制造過程中面臨各種安全問題，這些問題對于整個行業都是難題，如何轉變觀念，利用現有技術建立完善整車質量監督管理體系是重中之重。加大對從業人員的技術培訓，智能制造對于人的素質和技術要求進一步提高。這就要求企業在技術創新、技術積累的同時要加強人才的培養與管理。而通過智能制造的技術，則可以很好的降低這種狀況發生，借助于智能制造精確的機械操作以及自動化的安全檢測流程，能夠在減輕工作人員工作強度的同時，保障車輛的質量水平得到正確的管理和檢測。

三、智能制造對汽車行業影響

(一)智能工廠

智能工廠作為實現制造業智能化升級的重要載體，以GPS和工業互聯網為基礎，通過制造運行管理系統、智能傳感器網絡技術以及多傳感器融合等技術，對汽車生產的底層設備控制層、中間執行層及上端企業管理層進行布局，實現企業不同業務環節之間的集成統一以及人與機器之間的協調合作，進而完成生產過程的智能化。

目前汽車生產中的自動化、信息化已經相對完善，智能化在逐步推進。智能化工廠體系架構正在搭建中，由智能裝備層、智能感知層、智能管控層和用戶層組成。其中智能裝備涉及車間生產設備，生產流程的信息化、智能化建設從而使得其狀態能夠借由智能感知層進行監測和采集，從而獲取狀態、環境、質量等信息。在此基礎上獲得的數據向智能管控層進行傳輸以支撐不同功能的系統，管控層對數據進行分析處理進一步反饋至用戶層，使用戶層可以根據實時數據信息進行合理決策，下達相應的指令。

對智能工廠的探索實踐，人機交互、智能化傳感器、虛擬現實技術也被應用到實踐中。有些汽車工廠在同一條生產線上進行串行生產，可以在保證生產進度同時實現小批量、多車型的柔性生產，滿足不同需求，提高生產效率。還有車企的智能工廠重視信息技術與硬件設備融合，從單一車型的研發到售后的全產業鏈。注重數字化工業生產、人機協作、自動運輸等信息化技術的運用，整個生產制造環節高效準確。一汽大眾佛山工廠為保證生產效率及設備利用率，通過利用智能互聯技術將各車間、各功能模塊的數據和工藝路線匯總整合，實現了全廠級的透明化生產管理。

(二)智能管理

在工業 4.0 時代下，工業互聯網平臺等技術的應用使得汽車制造業從產品設計開發、生產制造到物流運輸等環節的管理和決策以數據為基礎，實現智能管理以提升效率和質量并降低成本。SAP 系統、ERP 系統都是智能管理體系中充分運用的體現，利用底層設備對于零部件生產加工、設備調試、生產運行的數據采集和錄入形成數據庫。通過智能技術對數據進行分析處理，結果直接反饋至管理者，為決策提供數據依據。

(三)智能服務

汽車行業智能制造的產業升級不僅改變了生產模式、提升了生產效率，同時也促進了服務模式的變革，就有了智能服務的概念。智能服務是運用物聯網和互聯網技術的基礎上，分析大數據，發掘產品的不足及時改進，提供消費者切實需求的服務。智能服務關鍵在于產業鏈、服務鏈的互通，企業能夠提供各環節的實時在線服務，從而在全行業、全流程及全要素范圍內建立智能化服務體系。在工業 4.0 時代下，智能服務需要具備信息交互、需求判斷與功能選擇的能力，建立服務需求模型。在此基礎上，依據實時的信息交互數據，結合服務需求模型按需組合服務并進行反饋，從而實現智能服務。智能服務的實現一方面需要人工智能技術對數據的處理和分析能力，另一方面還需要依靠汽車制造平臺與其他服務平臺的集成，這樣才能真正實現全行業、全流程及全要素范圍內的智能化服務。

四、結語

隨著工業 4.0 時代和中國制造2025的到來以及定制化需求的增長，汽車制造企業面臨著智能化升級的轉變，而人工智能技術的應用則是汽車制造產業智能化升級的關鍵。在汽車的生產制造過程中，人工智能技術的應用能夠實現人、物、機器與系統之間的互聯互通，充分利用數字信息并挖掘其內在價值。同時人工智能技術還能在此過程中得以學習和訓練，不斷提升自身能力，實現制造智能化轉型。人工智能技術的廣泛應用，使得汽車制造企業在智能工廠、智能管理及智能服務等方面有了進一步的發展和實踐，進而提高汽車制造生產效率，完善生產過程管控，并相應地建立全行業、全流程及全要素范圍內的智能化服務體系。