人工智能時代降低汽車制造行業HPV 的方法及應用探析

摘要：探討了在人工智能時代汽車行業降低單車工時（HPV）的方法及應用。在中國汽車行業崛起的背景下，分析了自動化技術、智能制造技術、精益生產原則和供應鏈協調對降低HPV 的作用。自動化技術中的機器視覺檢測和機械臂可提高生產效率和質量；智能制造技術通過預測性維護和自適應制造優化生產流程；精益生產原則的準時制生產和全面生產維護可減少浪費、提高設備效率；供應鏈協調確保零部件及時交付。這些方法在油漆生產、排氣和制動系統制造等行業的應用，有助于提高效率、質量和可持續性。

關鍵詞：單車工時；人工智能；效率

0 前言

現代汽車行業是技術創新、經濟發展和環境可持續發展的交匯之處。隨著人工智能時代的到來，汽車行業的運營方式、生產流程和增效策略都發生了改變。各國都在努力實現可持續發展目標，以應對氣候變化所帶來的挑戰，因此人們越來越重視減少汽車的環境足跡。在此努力中，降低單車時耗（HPV）是重要的一環，它是評估汽車生產流程效率的關鍵績效指標。

在過去幾十年中，中國汽車行業已在全球舞臺上嶄露頭角。中國經濟的顯著增長、消費者購買力的不斷提高以及大量的資本投資，將中國的汽車市場推向了前所未有的高度。截至2023 年底，中國已穩居世界汽車生產和出口大國的地位，產量和出口量均超過其他任何國家。此外，中國在新能源汽車（NEV，包括電動汽車（EV）和混合動力汽車）的生產方面占據主導地位，這突現了中國在汽車領域對技術進步和環境可持續發展的堅定承諾。隨著汽車行業采用人工智能驅動的技術和創新的生產工藝，有必要深入探討優化效率、提高生產率和最大限度減少資源利用的戰略和實踐。

1 中國汽車工業的崛起

1. 1 經濟增長與市場擴張

過去幾十年來，受中國經濟快速發展和消費者需求不斷增長的推動，中國汽車工業經歷了顯著的增長和擴張。中國經濟持續增長，居民生活水平和可支配收入顯著提高。與此同時，越來越多的人期望擁有私家車和商用車，這使得消費者的購買力，尤其是在汽車行業領域內的購買力急劇上升。

中國政府推出一系列積極的政策和舉措，旨在推動汽車行業發展，這些政策和舉措在促進市場擴張方面發揮了至關重要的作用。諸如稅收減免、EV 補貼和充電站基礎設施建設等激勵措施，極大地刺激了消費者的購買使用和制造商的投資生產。此外，為解決環境問題、提高能效而實施的相關法規，進一步激發了市場對節油環保型汽車的需求。

1. 2 創新和行業領先

創新始終是中國汽車行業崛起的驅動力，大量的研發力量投入帶來了技術進步和產品創新。中國汽車企業在EV、自動駕駛技術和車聯網解決方案等領域均取得了長足進步，已躋身全球汽車行業的領軍行列。中國NEV 市場的快速增長就便是顯著的例證。在政府激勵措施和補貼的支持下，比亞迪、蔚來和吉利等國內汽車制造商已成為EV 細分市場的主要參與者，他們積極開發尖端技術，不斷擴大國內外市場份額。

中國企業紛紛采用數字化和人工智能驅動的解決方案來提高生產效率、產品質量和客戶體驗。先進的機器人技術、機器學習算法和大數據分析正融入生產流程、供應鏈管理和汽車設計中，使企業能夠持續優化運營，在創新和競爭力方面保持領先地位。

2 降低汽車HPV 的方法

2. 1 自動化技術

自動化技術通過簡化生產流程和消除人工作業，在降低HPV 方面發揮著舉足輕重的作用。自動化技術的兩個關鍵組成部分包括機器視覺檢測和機械臂［1］。

2. 1. 1 機器視覺檢測

機器視覺檢測系統利用先進的成像技術和人工智能算法，高精度、高準確度地識別汽車部件中存在的缺陷和不一致之處。通過檢測過程自動化，制造商可以實時監測和糾正質量問題，降低缺陷產品進入裝配線的概率，最終實現生產效率的提升。機器視覺檢測系統能夠融入制造流程的各個階段，包括部件制造、裝配和最終檢測等，確保在整個生產周期內開展全面的質量控制工作。

2. 1. 2 機械臂

機械臂是汽車行業自動化技術的另一個組成部分。多功能的機器人系統能夠快速、精確、穩定地完成諸如裝配、焊接、噴漆和材料處理等一系列任務。通過用機器人自動化取代人工操作，制造商可大大縮短生產周期，減少因人工操作帶來的質量缺陷，并提高工作場所的安全性。機械臂可以全天候持續工作，不會產生疲勞或停機現象，提高了汽車生產設施的生產效率。

2. 2 智能制造技術

智能制造技術是人工智能、數據分析和物聯網（IoT）等先進技術的有機融合，旨在優化汽車行業的生產流程和決策過程。這些技術充分發揮大數據的力量和實時洞察力，以提高運營效率和整體性能。

智能制造的一個典型實例是采用預測性維護系統。通過利用傳感器數據和機器學習算法，汽車制造商可以預測設備故障并主動安排維護活動，從而最大限度地減少計劃外停機時間，最大程度地延長生產正常運行時間。預測性維護不僅能防止代價高昂的延誤，降低HPV，還能延長機械設備的使用壽命，實現長期的成本節約。

智能制造技術實現了自適應制造，生產系統可根據實時需求和環境條件，動態調整速度、溫度和壓力等參數。這種靈活性使得制造商能夠優化資源利用率，快速響應市場變化，并最大程度地減少生產波動，最終降低 HPV，提高整體效率［2］。

2. 3 精益生產原則

精益生產原則源于豐田生產方式（TPS），旨在消除浪費、優化流程，并為客戶創造價值。這些原則強調持續改進、員工授權和以客戶為中心，以推動汽車行業實現卓越運營。

精益生產的一個基本方面是實施準時制（JIT）生產，通過使生產與客戶需求保持同步，最大程度地降低庫存水平和縮短生產周期。通過在需求生產時生產所需產品，制造商可以減少多余庫存，降低報廢風險，并優化現金流管理。JIT 生產不僅能通過最大程度地降低庫存成本來降低HPV，還能提高生產效率和靈活性。

另一個關鍵的精益原則是全面生產維護（TPM），其目的是通過積極主動的維護實踐和員工參與，最大程度地提高設備和機械的效率。TPM 的重點是提高設備的可靠性、減少故障和優化維護計劃，從而最大限度地減少計劃外停機時間，提高設備的整體效率（OEE）。通過在員工中培養主人翁精神和責任感，TPM 可持續改進設備性能，有助于降低汽車制造流程中的HPV［3］。

2. 4 供應鏈協調

有效的供應鏈協調對降低 HPV 至關重要，它能確保及時向生產線交付零部件和材料。供應商、制造商和分銷商之間的協作計劃、溝通和信息共享對于優化庫存水平、減少缺貨和減少供應鏈中斷至關重要。采用區塊鏈、IoT 和云計算等數字供應鏈技術可實現整個供應鏈的實時可視性和可追溯性，從而促進主動決策和風險管理。

3 汽車行業的應用

3. 1 油漆生產

油漆生產效率對汽車行業至關重要，因為它直接影響到汽車的美觀、耐用性和耐腐蝕性。通過采用自動化技術和智能制造技術，汽車制造商能夠簡化油漆生產流程、縮短生產周期并加強質量控制。

機器視覺檢測系統在確保油漆噴涂的一致性和均勻性方面發揮著至關重要的作用，可高精度地檢測出條紋、流淌和色差等缺陷。此外，利用機械臂進行精確高效的噴漆，最大限度地減少過噴，并最大程度地提高覆蓋率和表面質量。此外，JIT 生產和TPM 等精益生產原則通過優化庫存管理、減少停機維護時間和提高整體設備效率來提高油漆生產效率。通過采用這些方法，汽車制造商可以實現更高的產量、更低的成本和更優的油漆質量，最終降低 HPV 并提高客戶滿意度。

3. 2 排氣系統

排氣系統行業在汽車尾氣排放控制和環境可持續性方面發揮著至關重要的作用。該行業已采用降低HPV 的方法來優化生產流程、提高產品性能和滿足排放法規要求。自動化技術用于排氣部件的精密焊接、彎曲和裝配，以確保嚴格的公差和一致的質量。機械臂用于處理和定位排氣系統部件，減少人工操作量，提高了生產效率。智能制造技術（如預測性維護）可用于監控排氣系統制造設施中的設備和機械狀況，在引發生產延誤或質量缺陷之前發現潛在的問題。此外，JIT 生產和TPM等精益生產原則有助于優化庫存水平、設備可靠性和生產計劃，進一步提高效率并降低HPV［4］。

3. 3 制動系統

制動系統是汽車的關鍵部件，可確保汽車的行車安全和性能。在制動系統行業，降低HPV 的方法有助于提高生產效率、產品質量和客戶滿意度。

制動部件的精密加工、裝配和測試都采用了自動化技術，以確保尺寸精度和功能完整性。機器視覺檢測系統可用于質量控制，高精度地檢測裂縫、氣孔和表面不規則等缺陷。實時監控和數據分析等智能制造技術被用于優化生產流程、識別性能趨勢和改進預測性維護實踐。利用大數據和人工智能驅動的洞察力，制動系統制造商可以主動解決生產問題，最大限度地減少停機時間，優化資源利用率，最終降低HPV 并提高整體生產效率。制動系統行業還采用了JIT 生產和TPM 等精益生產原則，以簡化操作、減少浪費并提高生產率。通過消除非增值活動、優化工作流程、授權員工參與持續改進工作，制動系統制造商可以實現更高的產量、更低的成本和更優的產品質量。

4 結語

在人工智能時代，探索HPV 的方法和應用是汽車行業提高效率、質量和可持續性的關鍵一步。在經濟增長、市場擴張和技術創新的推動下，中國汽車工業的崛起突顯了解決HPV 問題對于保持競爭力和滿足消費者需求的重要性。利用自動化技術、智能制造技術、精益生產原則和供應鏈協調，汽車制造商可以優化生產流程，最大限度地減少停機時間，提高整體效率，最終達到節約成本和提高客戶滿意度的目的。

減少HPV 方法的應用對整個汽車制造行業具有深遠的影響，可促進上下游供應鏈的協作、創新和環境責任。通過采用可持續生產實踐和利用先進技術，汽車制造公司可以在當今動態的商業環境中推動持續改進、降低風險并抓住新的機遇。展望未來，不斷在研發、勞動力培訓和行業合作方面進行投資，對于保持汽車制造行業的發展勢頭、推動降低HPV的進一步發展意義重大，可確保汽車制造行業長期保持競爭力。

參 考 文 獻

［ 1 ］ 孫海鋒. 汽車總裝車間HPV 降低方法及應用探討[J]. 中國新技術新產品， 2017（2）：76-77.

［ 2 ］ 肖光萬，姬大鵬，潘興旺. 淺析汽車制造廠制造HPV 降低方法[C]//第十三屆河南省汽車工程科技學術研討會. 河南信陽：河南省汽車工程學會，2016：406-408.

［ 3 ］ 馮威，張強，吳雋. 涂裝同步工程分析之工藝理論HPV 分析[J]. 現代涂料與涂裝，2021，24（7）：59-61.

［ 4 ］ 苗翠芬. 人工智能與制造業服務化[J]. 經濟與管理研究，2023，44（7）：22-39.