智能制造在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

魏星雷

摘要：汽車工業(yè)不僅屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，還屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。無論是在制造的過程中還是在生產(chǎn)的過程當(dāng)中，對(duì)準(zhǔn)確性以及質(zhì)量的要求都比較高。面對(duì)當(dāng)前的實(shí)際市場(chǎng)需求，為了更好的滿足眾多品種以及大批量的高質(zhì)量制造需求，汽車制造商非常重視在汽車制造當(dāng)中對(duì)智能制造的應(yīng)用，并希望在智能制造的基礎(chǔ)上來促進(jìn)汽車行業(yè)的整體發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能;汽車;應(yīng)用

0? 引言

目前，我國(guó)已經(jīng)成為了世界上最大的一個(gè)汽車市場(chǎng)，并且正在從主要的汽車制造國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^強(qiáng)大的汽車制造國(guó)。實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展已經(jīng)成為了我國(guó)汽車工業(yè)未來發(fā)展的一個(gè)重要任務(wù)，而智能制造屬于實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車工業(yè)高質(zhì)量以及高速度發(fā)展的主要途徑，智能設(shè)備在智能制造當(dāng)中屬于比較關(guān)鍵的部分，智能制造設(shè)備主要包含：全自動(dòng)生產(chǎn)線、智能控制系統(tǒng)、智能儀器、工業(yè)機(jī)器人以及高端數(shù)控機(jī)床等。我國(guó)汽車工業(yè)在發(fā)展的過程中對(duì)智能制造設(shè)備的市場(chǎng)需求非常大，但是仍然比較缺乏獨(dú)立的核心技術(shù)，產(chǎn)品性能比較差以及對(duì)關(guān)鍵的設(shè)備具備較高的依賴性。

1? 汽車智能制造的具體發(fā)展內(nèi)容

1.1 汽車制造工藝的分析以及優(yōu)化

汽車企業(yè)在計(jì)劃建立新工廠之前，首先需要對(duì)企業(yè)實(shí)施整體定位，比如：生產(chǎn)的主要產(chǎn)品、生產(chǎn)模式、生產(chǎn)類型、核心流程（比如：發(fā)動(dòng)機(jī)冷加工、熱加工以及熱處理等）以及相應(yīng)的生產(chǎn)程序等。需要分析以及優(yōu)化流程，比如：組裝、檢查以及包裝等。企業(yè)需要對(duì)智能設(shè)備、新材料、智能生產(chǎn)線以及新工藝的應(yīng)用所帶來的具體制造流程等優(yōu)化程序進(jìn)行考慮。與此同時(shí)，企業(yè)還需要按照綠色制造以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，在工藝改進(jìn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排以及降低污染排放等。當(dāng)然還可以使用過程仿真軟件用來分析以及優(yōu)化制造過程，在這個(gè)過程中一定要重視生產(chǎn)以及研發(fā)之間的協(xié)調(diào)性。

1.2 汽車生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集情況

在汽車生產(chǎn)的過程當(dāng)中，需要及時(shí)的收集能耗、質(zhì)量、加工精度以及設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并且需要和訂單、人員以及程序等相關(guān)聯(lián)，這樣就可以使得生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)完全的可追溯性。如果出現(xiàn)一些問題，可以及時(shí)的進(jìn)行追溯，一直追溯到零件生產(chǎn)的具體批次以及原材料的供應(yīng)商等，從而可以追蹤到整個(gè)的產(chǎn)業(yè)鏈。企業(yè)在完成智能工廠的規(guī)劃時(shí)，需要提前的考慮SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)的應(yīng)用以及數(shù)據(jù)采集接口的規(guī)范性等。在改造舊汽車工廠時(shí)，可以集中精力在ESB總線應(yīng)用程序的基礎(chǔ)上完成和其他形式數(shù)據(jù)的互聯(lián)以及挖掘。與此同時(shí)，可以加快自身的移動(dòng)過程，并在移動(dòng)數(shù)據(jù)交互的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的挖掘，這樣就會(huì)使得工廠轉(zhuǎn)換的成本得到降低[1]。

1.3 汽車生產(chǎn)設(shè)備的互聯(lián)情況

設(shè)備聯(lián)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)收集在汽車公司構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中屬于比較基礎(chǔ)的部分，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)起到促進(jìn)的作用，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基礎(chǔ)。在具體的規(guī)劃過程中，考慮設(shè)備如何的進(jìn)行互連，使用哪些通信方法，接口方法以及通信協(xié)議等是非常必要的，當(dāng)然還需要對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及處理。因此，企業(yè)一定要設(shè)置統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以及統(tǒng)一的總線控制，保障格式的標(biāo)準(zhǔn)化，在這種基礎(chǔ)之上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)DNC（分布式數(shù)控）的具體應(yīng)用，還可以對(duì)關(guān)鍵設(shè)備實(shí)施有計(jì)劃的維護(hù)，避免出現(xiàn)一些不必要的成本浪費(fèi)。

1.4 汽車廠的智能物流

想要使得汽車智能工廠的建設(shè)得到進(jìn)一步的推進(jìn)，一定要設(shè)置智能物流。由于當(dāng)前對(duì)企業(yè)具備及時(shí)性的要求，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的智能物流顯得非常的重要。在規(guī)劃智能汽車工廠時(shí)，一定要避免無效材料的搬運(yùn)。非常多比較優(yōu)秀的汽車（比如：東風(fēng)日產(chǎn)等）都在裝配車間內(nèi)集中設(shè)置了揀選區(qū)，會(huì)按照每個(gè)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(cāng)庫(kù)的使用。與此同時(shí)，可以把所有比較主要的零件布置在汽車領(lǐng)域周圍，在使用同步供應(yīng)方法的基礎(chǔ)上可以更好的保障質(zhì)量，同時(shí)也可以使得汽車裝配生產(chǎn)得到加速。汽車公司可以使用具備導(dǎo)軌的桁架式機(jī)械手以及工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)兩個(gè)機(jī)械過程之間的物料轉(zhuǎn)移，也可以利用AGV或者懸掛式輸送機(jī)鏈來完成物料的轉(zhuǎn)移。在車間現(xiàn)場(chǎng)，需要按照前后工序之間的具體生產(chǎn)能力差異來對(duì)生產(chǎn)緩沖區(qū)進(jìn)行設(shè)置[2]。

1.5 汽車的具體生產(chǎn)質(zhì)量

在汽車生產(chǎn)以及管理的過車中，提高相應(yīng)的生產(chǎn)質(zhì)量屬于一個(gè)永恒的主題。在智能工廠的具體規(guī)劃中，生產(chǎn)質(zhì)量管理屬于比較核心的業(yè)務(wù)流程。在生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的相關(guān)構(gòu)建過程當(dāng)中，必須同時(shí)計(jì)劃以及實(shí)施質(zhì)量保證體系以及質(zhì)量控制活動(dòng)，并且要同時(shí)的保障設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)質(zhì)量，而不是簡(jiǎn)單地對(duì)其實(shí)施測(cè)試。在質(zhì)量控制中需要把生產(chǎn)主流程嵌入到生產(chǎn)流程，按照結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)相應(yīng)的質(zhì)量記錄，以更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車質(zhì)量數(shù)據(jù)的具體記錄，并為質(zhì)量追溯提供相應(yīng)的依據(jù)。構(gòu)建質(zhì)量管理的具體工作路徑：質(zhì)量控制設(shè)置，評(píng)價(jià)，測(cè)試記錄，分析以持續(xù)改進(jìn)等;質(zhì)量控制需要按照生產(chǎn)過程的具體特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)地設(shè)置。如果設(shè)置太多的質(zhì)量控制點(diǎn)會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率造成影響，而過少的質(zhì)量控制點(diǎn)又會(huì)使得質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)[3]。

1.6 汽車生產(chǎn)設(shè)備的具體管理

設(shè)備屬于生產(chǎn)的基本要素，發(fā)揮設(shè)備的有效性才可以使得汽車實(shí)現(xiàn)更好的生產(chǎn)管理，屬于基本性的要求。生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的設(shè)置離不開設(shè)備管理模塊的設(shè)置，這樣才可以使得設(shè)備釋放較大的生產(chǎn)能力，并使得調(diào)度算法的靈活性得到提高。通過對(duì)生產(chǎn)的合理安排，可以使得平均等待的時(shí)間降低;在設(shè)備管理的模塊中，要設(shè)置各種各樣設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)置相應(yīng)的代碼，并及時(shí)的進(jìn)行維護(hù)設(shè)備;實(shí)時(shí)的收集設(shè)備狀態(tài)的具體數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)計(jì)劃提供相應(yīng)的設(shè)備容量數(shù)據(jù);企業(yè)一定要設(shè)置關(guān)于設(shè)備的健康管理文件，按照累積的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)設(shè)置相應(yīng)的故障預(yù)測(cè)模型，并實(shí)施預(yù)測(cè)性的維護(hù)，這樣可以最大程度地降低計(jì)劃外設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。

1.7 汽車生產(chǎn)廠車間的具體設(shè)計(jì)

車間設(shè)計(jì)的過程中要求使用3D設(shè)計(jì)軟件引入建筑信息模型以及建筑設(shè)計(jì)，尤其是關(guān)于水、電、氣以及網(wǎng)絡(luò)等管道的具體設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，智能工廠應(yīng)該對(duì)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，智能照明和照明系統(tǒng)，智能安全報(bào)警系統(tǒng)，智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)以及智能門禁卡系統(tǒng)等進(jìn)行控制。使用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，可以利用人臉識(shí)別技術(shù)以及其他圖像處理技術(shù)完成，可以在視頻屏幕當(dāng)中過濾掉一些無用或者令人不安的信息，自動(dòng)的識(shí)別不同的對(duì)象以及人物，從視頻源中分析以及提取比較關(guān)鍵以及有用的信息，并判斷相應(yīng)的監(jiān)控屏幕，掌握異常情況，并以最快以及最好的方式發(fā)出警報(bào)或者觸發(fā)其他的一些操作。整個(gè)汽車生產(chǎn)車間的相關(guān)工作分區(qū)應(yīng)該按照汽車工程原理實(shí)施相應(yīng)的分析，數(shù)字制造仿真軟件可以在仿真設(shè)備的布局，生產(chǎn)線布局以及車間物流當(dāng)中進(jìn)行使用[4]。

1.8 生產(chǎn)智能設(shè)備的具體應(yīng)用

在規(guī)劃智能工廠的過程中，汽車公司一定要密切的對(duì)智能設(shè)備的具體發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行觀察。機(jī)床以及設(shè)備正在從數(shù)控技術(shù)逐漸的向智能技術(shù)轉(zhuǎn)化，在補(bǔ)償由于熱變形以及工具磨損造成誤差情況的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的測(cè)量以及處理。非常多的企業(yè)在裝卸設(shè)備時(shí)經(jīng)常會(huì)利用到工業(yè)機(jī)器人，在未來的工廠當(dāng)中，金屬增材制造設(shè)備將會(huì)與切割加工以及成形加工等設(shè)備結(jié)合進(jìn)行使用，這樣就會(huì)使得材料的利用率大大的得到提高[5]。

2? 汽車智能制造發(fā)展的具體策略

2.1 始終把MES系統(tǒng)當(dāng)作核心

在實(shí)現(xiàn)汽車企業(yè)創(chuàng)建智能工廠的過程中，汽車企業(yè)MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）屬于重要的著力點(diǎn)，MES屬于生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，其是面向車間執(zhí)行層的，其上接ERP系統(tǒng)，下接現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集器、PLC程控器、條形碼以及檢測(cè)儀器等相關(guān)設(shè)備。存在承上啟下的重要作用，企業(yè)在實(shí)施規(guī)劃的過程中，一定要對(duì)這些重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行考慮。系統(tǒng)作用可以強(qiáng)化MRP計(jì)劃的具體執(zhí)行功能，使得生產(chǎn)策劃得到貫徹落實(shí)，積極的執(zhí)行生產(chǎn)調(diào)度，使得生產(chǎn)進(jìn)展得到實(shí)時(shí)反饋，因此，所有構(gòu)建都需要把其當(dāng)作主要核心。

2.2 設(shè)置汽車生產(chǎn)全過程的具體數(shù)字信息化

數(shù)字信息化屬于汽車智慧工廠設(shè)置的基本保證，在設(shè)置智慧工廠的過程中，一定要對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施重新梳理，進(jìn)而保障各類數(shù)據(jù)具備唯一性，與此同時(shí)，需要保障各類數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息化，這樣在后期就可以運(yùn)用到生產(chǎn)大數(shù)據(jù)，使得企業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平得到大大的提升，真正的完成數(shù)字工廠的構(gòu)建。

2.3 使用數(shù)據(jù)促進(jìn)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(duì)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(shí)的匯報(bào)給這兩層，以保障高層可以及時(shí)以及快速的作出決策。而執(zhí)行層、設(shè)備層以及控制層等屬于軀體、手以及腳，更多時(shí)候面對(duì)的屬于企業(yè)的個(gè)人以及實(shí)施生產(chǎn)管理。因此，一定要對(duì)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的使用，使得內(nèi)在潛力得到挖掘，這樣才可以使得企業(yè)的決策能力得到提升。

3? 面臨的挑戰(zhàn)以及建議

3.1 挑戰(zhàn)

①自主創(chuàng)新的能力比較差。我國(guó)的智能設(shè)備產(chǎn)業(yè)在自主技術(shù)創(chuàng)新能力方面非常的薄弱，比如：新型傳感器以及先進(jìn)的控制裝置等關(guān)鍵技術(shù)的依賴性比較強(qiáng)，關(guān)鍵技術(shù)的自給率非常低，在開發(fā)新技術(shù)以及新產(chǎn)品方面與國(guó)外的一些先進(jìn)企業(yè)相比較仍然存在一定的差距。②產(chǎn)品性能存在較大的差距。關(guān)于家用智能設(shè)備供應(yīng)商提供的產(chǎn)品在性能方面存在較大的差距，這樣就會(huì)對(duì)家用智能設(shè)備在汽車行業(yè)中的具體推廣以及應(yīng)用造成較大的影響。③某些高端設(shè)備具備高度的外部依賴性。我國(guó)的智能裝備產(chǎn)業(yè)在起步方面比較晚，國(guó)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)企業(yè)數(shù)量比較少，產(chǎn)業(yè)組織的結(jié)構(gòu)非常的分散，不具備和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的相關(guān)骨干企業(yè)。④缺乏高級(jí)人才。智能設(shè)備服務(wù)具備的高級(jí)人才缺口比較大，核心競(jìng)爭(zhēng)力非常弱等。

3.2 建議

①一定要加大對(duì)核心技術(shù)的具體研發(fā)以及投入，努力的在比較關(guān)鍵的技術(shù)研發(fā)方面實(shí)現(xiàn)突破，這樣就會(huì)使得汽車智能裝備產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展得到帶動(dòng)，使得自主品牌裝備的具體供應(yīng)能力得到提高。②提高產(chǎn)品以及服務(wù)的質(zhì)量。在產(chǎn)品生產(chǎn)以及服務(wù)過程當(dāng)中，一定要強(qiáng)化對(duì)質(zhì)量的控制，提高相應(yīng)的售后服務(wù)能力，不斷增強(qiáng)品牌影響力，促進(jìn)市場(chǎng)得到健康的發(fā)展。③積極的引進(jìn)以及培養(yǎng)高層次人才。創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制以及在職培訓(xùn)等渠道，促進(jìn)公司研發(fā)能力以及管理能力的提高[6]。

4? 結(jié)束語

總之，我國(guó)的汽車工業(yè)具備較大的市場(chǎng)規(guī)模，進(jìn)而為智能設(shè)備帶來了比較廣闊的市場(chǎng)空間。在未來，汽車行業(yè)將會(huì)對(duì)智能設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，產(chǎn)品性能以及服務(wù)等提出較高的要求。因此，我國(guó)的智能設(shè)備供應(yīng)商一定要加大對(duì)核心技術(shù)的開發(fā)投入，提高相應(yīng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)高端設(shè)備的大力發(fā)展提供大力的支持。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]黃克.發(fā)展中的汽車工業(yè)智能制造系統(tǒng)應(yīng)用與探究[J].工業(yè)，2017：277.

[3]楊帆，潘云峰，楊斌.淺談機(jī)器人在汽車智能制造中的應(yīng)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(jī)器人在汽車智能制造中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（002）：176-177.

[5]吳闖.汽車智能制造中機(jī)器人的應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富， 2019（006）：81.

[6]武亞敏，劉平，梁蓄糧.汽車產(chǎn)業(yè)智能制造研究分析[J].科學(xué)與財(cái)富，2017（031）：178.