智能制造在汽車行業中的應用

魏星雷

摘要：汽車工業不僅屬于勞動密集型產業，還屬于技術密集型產業。無論是在制造的過程中還是在生產的過程當中，對準確性以及質量的要求都比較高。面對當前的實際市場需求，為了更好的滿足眾多品種以及大批量的高質量制造需求，汽車制造商非常重視在汽車制造當中對智能制造的應用，并希望在智能制造的基礎上來促進汽車行業的整體發展。

關鍵詞：智能;汽車;應用

0? 引言

目前，我國已經成為了世界上最大的一個汽車市場，并且正在從主要的汽車制造國轉變為比較強大的汽車制造國。實現高質量的發展已經成為了我國汽車工業未來發展的一個重要任務，而智能制造屬于實現我國汽車工業高質量以及高速度發展的主要途徑，智能設備在智能制造當中屬于比較關鍵的部分，智能制造設備主要包含：全自動生產線、智能控制系統、智能儀器、工業機器人以及高端數控機床等。我國汽車工業在發展的過程中對智能制造設備的市場需求非常大，但是仍然比較缺乏獨立的核心技術，產品性能比較差以及對關鍵的設備具備較高的依賴性。

1? 汽車智能制造的具體發展內容

1.1 汽車制造工藝的分析以及優化

汽車企業在計劃建立新工廠之前，首先需要對企業實施整體定位，比如：生產的主要產品、生產模式、生產類型、核心流程（比如：發動機冷加工、熱加工以及熱處理等）以及相應的生產程序等。需要分析以及優化流程，比如：組裝、檢查以及包裝等。企業需要對智能設備、新材料、智能生產線以及新工藝的應用所帶來的具體制造流程等優化程序進行考慮。與此同時，企業還需要按照綠色制造以及循環經濟的理念，在工藝改進的基礎上實現節能減排以及降低污染排放等。當然還可以使用過程仿真軟件用來分析以及優化制造過程，在這個過程中一定要重視生產以及研發之間的協調性。

1.2 汽車生產數據的收集情況

在汽車生產的過程當中，需要及時的收集能耗、質量、加工精度以及設備狀態等數據，并且需要和訂單、人員以及程序等相關聯，這樣就可以使得生產過程實現完全的可追溯性。如果出現一些問題，可以及時的進行追溯，一直追溯到零件生產的具體批次以及原材料的供應商等，從而可以追蹤到整個的產業鏈。企業在完成智能工廠的規劃時，需要提前的考慮SCADA（監控與數據采集）系統的應用以及數據采集接口的規范性等。在改造舊汽車工廠時，可以集中精力在ESB總線應用程序的基礎上完成和其他形式數據的互聯以及挖掘。與此同時，可以加快自身的移動過程，并在移動數據交互的基礎上實現數據的挖掘，這樣就會使得工廠轉換的成本得到降低[1]。

1.3 汽車生產設備的互聯情況

設備聯網以及數據收集在汽車公司構建工業互聯網當中屬于比較基礎的部分，對工業互聯網的建設起到促進的作用，是實現設備互聯以及網絡互聯的基礎。在具體的規劃過程中，考慮設備如何的進行互連，使用哪些通信方法，接口方法以及通信協議等是非常必要的，當然還需要對收集到的數據進行分析以及處理。因此，企業一定要設置統一的標準以及統一的總線控制，保障格式的標準化，在這種基礎之上，可以實現對設備的遠程監控，實現DNC（分布式數控）的具體應用，還可以對關鍵設備實施有計劃的維護，避免出現一些不必要的成本浪費。

1.4 汽車廠的智能物流

想要使得汽車智能工廠的建設得到進一步的推進，一定要設置智能物流。由于當前對企業具備及時性的要求，生產現場的智能物流顯得非常的重要。在規劃智能汽車工廠時，一定要避免無效材料的搬運。非常多比較優秀的汽車（比如：東風日產等）都在裝配車間內集中設置了揀選區，會按照每個客戶的具體訂單分配貨物，并利用DPS快速的挑選貨物，并將其更好的分配到裝配線，這樣就可以消除線端倉庫的使用。與此同時，可以把所有比較主要的零件布置在汽車領域周圍，在使用同步供應方法的基礎上可以更好的保障質量，同時也可以使得汽車裝配生產得到加速。汽車公司可以使用具備導軌的桁架式機械手以及工業機器人實現兩個機械過程之間的物料轉移，也可以利用AGV或者懸掛式輸送機鏈來完成物料的轉移。在車間現場，需要按照前后工序之間的具體生產能力差異來對生產緩沖區進行設置[2]。

1.5 汽車的具體生產質量

在汽車生產以及管理的過車中，提高相應的生產質量屬于一個永恒的主題。在智能工廠的具體規劃中，生產質量管理屬于比較核心的業務流程。在生產管理信息系統的相關構建過程當中，必須同時計劃以及實施質量保證體系以及質量控制活動，并且要同時的保障設計以及生產質量，而不是簡單地對其實施測試。在質量控制中需要把生產主流程嵌入到生產流程，按照結構化數據存儲相應的質量記錄，以更好的實現對汽車質量數據的具體記錄，并為質量追溯提供相應的依據。構建質量管理的具體工作路徑：質量控制設置，評價，測試記錄，分析以持續改進等;質量控制需要按照生產過程的具體特點進行科學地設置。如果設置太多的質量控制點會對生產效率造成影響，而過少的質量控制點又會使得質量風險加大。因此可以把檢查分為自檢、特殊檢查、相互檢查等過程，這樣就可以大大避免風險的出現[3]。

1.6 汽車生產設備的具體管理

設備屬于生產的基本要素，發揮設備的有效性才可以使得汽車實現更好的生產管理，屬于基本性的要求。生產管理信息系統的設置離不開設備管理模塊的設置，這樣才可以使得設備釋放較大的生產能力，并使得調度算法的靈活性得到提高。通過對生產的合理安排，可以使得平均等待的時間降低;在設備管理的模塊中，要設置各種各樣設備的數據庫，設置相應的代碼，并及時的進行維護設備;實時的收集設備狀態的具體數據，為生產計劃提供相應的設備容量數據;企業一定要設置關于設備的健康管理文件，按照累積的設備運行數據設置相應的故障預測模型，并實施預測性的維護，這樣可以最大程度地降低計劃外設備的停機時間。

1.7 汽車生產廠車間的具體設計

車間設計的過程中要求使用3D設計軟件引入建筑信息模型以及建筑設計，尤其是關于水、電、氣以及網絡等管道的具體設計。與此同時，智能工廠應該對智能視頻監控系統，通風和空調系統，智能照明和照明系統，智能安全報警系統，智能火災報警系統以及智能門禁卡系統等進行控制。使用智能視頻監控系統的過程中，可以利用人臉識別技術以及其他圖像處理技術完成，可以在視頻屏幕當中過濾掉一些無用或者令人不安的信息，自動的識別不同的對象以及人物，從視頻源中分析以及提取比較關鍵以及有用的信息，并判斷相應的監控屏幕，掌握異常情況，并以最快以及最好的方式發出警報或者觸發其他的一些操作。整個汽車生產車間的相關工作分區應該按照汽車工程原理實施相應的分析，數字制造仿真軟件可以在仿真設備的布局，生產線布局以及車間物流當中進行使用[4]。

1.8 生產智能設備的具體應用

在規劃智能工廠的過程中，汽車公司一定要密切的對智能設備的具體發展狀態進行觀察。機床以及設備正在從數控技術逐漸的向智能技術轉化，在補償由于熱變形以及工具磨損造成誤差情況的同時，實現了相應的測量以及處理。非常多的企業在裝卸設備時經常會利用到工業機器人，在未來的工廠當中，金屬增材制造設備將會與切割加工以及成形加工等設備結合進行使用，這樣就會使得材料的利用率大大的得到提高[5]。

2? 汽車智能制造發展的具體策略

2.1 始終把MES系統當作核心

在實現汽車企業創建智能工廠的過程中，汽車企業MES（制造執行系統）屬于重要的著力點，MES屬于生產信息化管理系統，其是面向車間執行層的，其上接ERP系統，下接現場的數據采集器、PLC程控器、條形碼以及檢測儀器等相關設備。存在承上啟下的重要作用，企業在實施規劃的過程中，一定要對這些重點內容進行考慮。系統作用可以強化MRP計劃的具體執行功能，使得生產策劃得到貫徹落實，積極的執行生產調度，使得生產進展得到實時反饋，因此，所有構建都需要把其當作主要核心。

2.2 設置汽車生產全過程的具體數字信息化

數字信息化屬于汽車智慧工廠設置的基本保證，在設置智慧工廠的過程中，一定要對數據實施重新梳理，進而保障各類數據具備唯一性，與此同時，需要保障各類數據可以實現數字信息化，這樣在后期就可以運用到生產大數據，使得企業大數據的應用水平得到大大的提升，真正的完成數字工廠的構建。

2.3 使用數據促進決策能力的提升

決策層以及管理層屬于人類的思維以及大腦，需要面對的為公司的高層管理人員以及其他的一些管理部門。需要把整體的信息及時的匯報給這兩層，以保障高層可以及時以及快速的作出決策。而執行層、設備層以及控制層等屬于軀體、手以及腳，更多時候面對的屬于企業的個人以及實施生產管理。因此，一定要對生產大數據進行充分的使用，使得內在潛力得到挖掘，這樣才可以使得企業的決策能力得到提升。

3? 面臨的挑戰以及建議

3.1 挑戰

①自主創新的能力比較差。我國的智能設備產業在自主技術創新能力方面非常的薄弱，比如：新型傳感器以及先進的控制裝置等關鍵技術的依賴性比較強，關鍵技術的自給率非常低，在開發新技術以及新產品方面與國外的一些先進企業相比較仍然存在一定的差距。②產品性能存在較大的差距。關于家用智能設備供應商提供的產品在性能方面存在較大的差距，這樣就會對家用智能設備在汽車行業中的具體推廣以及應用造成較大的影響。③某些高端設備具備高度的外部依賴性。我國的智能裝備產業在起步方面比較晚，國內的優勢企業數量比較少，產業組織的結構非常的分散，不具備和國際競爭的相關骨干企業。④缺乏高級人才。智能設備服務具備的高級人才缺口比較大，核心競爭力非常弱等。

3.2 建議

①一定要加大對核心技術的具體研發以及投入，努力的在比較關鍵的技術研發方面實現突破，這樣就會使得汽車智能裝備產業的整體發展得到帶動，使得自主品牌裝備的具體供應能力得到提高。②提高產品以及服務的質量。在產品生產以及服務過程當中，一定要強化對質量的控制，提高相應的售后服務能力，不斷增強品牌影響力，促進市場得到健康的發展。③積極的引進以及培養高層次人才。創新激勵機制以及在職培訓等渠道，促進公司研發能力以及管理能力的提高[6]。

4? 結束語

總之，我國的汽車工業具備較大的市場規模，進而為智能設備帶來了比較廣闊的市場空間。在未來，汽車行業將會對智能設備的經濟性，產品性能以及服務等提出較高的要求。因此，我國的智能設備供應商一定要加大對核心技術的開發投入，提高相應的產品競爭力，為我國高端設備的大力發展提供大力的支持。

參考文獻：

[1]孫冠男.智能制造在汽車工業中的應用[J].汽車工程師， 2017（008）：49-51.

[2]黃克.發展中的汽車工業智能制造系統應用與探究[J].工業，2017：277.

[3]楊帆，潘云峰，楊斌.淺談機器人在汽車智能制造中的應用[J].信息記錄材料，2017，018（009）：6-7.

[4]吳忠海，李朝博，李建龍，等.試析機器人在汽車智能制造中的應用[J].內燃機與配件，2019（002）：176-177.

[5]吳闖.汽車智能制造中機器人的應用[J].科學與財富， 2019（006）：81.

[6]武亞敏，劉平，梁蓄糧.汽車產業智能制造研究分析[J].科學與財富，2017（031）：178.