人工智能在汽車制造工業(yè)中的應(yīng)用價值與前景

高夢鴿，邢夢穎

（洛陽科技職業(yè)學(xué)院，河南 洛陽 471000）

0 引言

汽車行業(yè)擁有龐大的產(chǎn)業(yè)鏈，包括汽車的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等業(yè)務(wù)，在當(dāng)今世界經(jīng)濟活動中占有重要地位。面對日益激烈的競爭，汽車行業(yè)希望借助人工智能技術(shù)降低成本，增強競爭力。本文結(jié)合汽車制造工業(yè)的發(fā)展，列舉了在汽車行業(yè)有較多應(yīng)用的人工智能代表技術(shù)，如語音識別、計算機視覺等，并從生產(chǎn)線設(shè)備、質(zhì)量檢測、倉儲物流、整體運維4個方面分析人工智能在汽車制造工業(yè)中的應(yīng)用，展望人工智能在汽車制造工業(yè)中的應(yīng)用前景[1]。

1 人工智能概述

人工智能是研究、開發(fā)用在模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)、應(yīng)用為一體的新型學(xué)科。在人工智能技術(shù)的支持下，衍生出了一種能夠以人類智能相似方式做出反應(yīng)的智能機器。當(dāng)前，人工智能領(lǐng)域的研究涉及機器人、語言識別、圖像識別、自然語言知識處理、專家系統(tǒng)等[2]。

2 汽車制造業(yè)中主要的人工智能技術(shù)

2.1 計算機視覺

計算機視覺技術(shù)試圖創(chuàng)建能夠從圖像或者多維數(shù)據(jù)中獲取“信息”的人工智能系統(tǒng)。在汽車制造業(yè)中，計算機視覺是應(yīng)用最廣最成熟的技術(shù)之一。比如在工業(yè)機器人生產(chǎn)線上，計算機視覺可以幫助生產(chǎn)機械獲得更加精確的測量數(shù)據(jù)，保證生產(chǎn)線的高精度。

2.2 大數(shù)據(jù)分析

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)指對各種不同來源的非結(jié)構(gòu)化或者結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中挖掘信息，觀察和追蹤發(fā)生的事情，從而幫助人類決策和判斷。在汽車制造業(yè)生產(chǎn)線上，操作人員利用大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)并預(yù)測生產(chǎn)線狀態(tài)，提前進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，防止在車輛生產(chǎn)時出現(xiàn)故障。

2.3 機器人

機器人技術(shù)涵蓋了機器人的設(shè)計、建造運作等。得益于人工智能技術(shù)的進(jìn)步，機器人技術(shù)有了更廣泛和靈活的應(yīng)用，在設(shè)備生產(chǎn)加工的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)柔性化生產(chǎn)。汽車生產(chǎn)線上的機械臂在使用的過程中，可以應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)形式來提升設(shè)備的精準(zhǔn)度，并在這個過程中強化各個設(shè)備的協(xié)作關(guān)系。

2.4 語音識別與自然語言處理

自然語言處理是讓系統(tǒng)理解并明白人類寫作、說話方式的核心技術(shù)，而語音識別技術(shù)則是自然語言處理的眼睛與耳朵，它們的結(jié)合使用可以完成文字抽取，信息歸納，語音轉(zhuǎn)文字等多項任務(wù)，在相關(guān)的文件處理、售后服務(wù)以及汽車的交互功能中廣泛應(yīng)用[3]。

2.5 云計算

云計算是利用網(wǎng)絡(luò)將本地任務(wù)上傳至云端服務(wù)器進(jìn)行處理，從而實現(xiàn)本地設(shè)備無法實現(xiàn)的功能的技術(shù)。云計算包括車載電腦的路徑規(guī)劃、手機互動、車輛自檢、行車數(shù)據(jù)記錄及分析等功能均有云計算的支持。

2.6 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

增強現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實是基于虛擬和現(xiàn)實環(huán)境，并結(jié)合視覺識別、機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等多種前沿技術(shù)的集合體。此項技術(shù)能為車企通過打造虛擬場景，以提高產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)效率，同時為車輛本身的智能化升級提供支持

3 人工智能技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用

3.1 人工智能技術(shù)在汽車制造生產(chǎn)線的應(yīng)用

3.1.1 產(chǎn)線設(shè)備維護(hù)

（1）人工智能技術(shù)在汽車制造工廠運維的應(yīng)用。汽車制造工廠一條生產(chǎn)線在生產(chǎn)管理的時候會出現(xiàn)一系列的故障報警。人工智能機器在設(shè)備運行時能夠完成一系列的自我診斷、自我分析、自我判斷，找到故障的位置，并根據(jù)故障的位置和故障的表現(xiàn)，采取有針對性的措施維修故障。在設(shè)備檢修管理的過程中，相關(guān)人員還可根據(jù)以往的信息和標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)經(jīng)驗來實現(xiàn)設(shè)備的自我修復(fù)、自我完善。不僅如此，在人工智能化技術(shù)的支持下還能夠在同一時間實現(xiàn)多個車型的共線生產(chǎn)管理，形成定制化的車型生產(chǎn)、開發(fā)模式，根據(jù)客戶的需要來打造出汽車生產(chǎn)服務(wù)一體化鏈條。

（2）人工智能技術(shù)在汽車預(yù)測性維護(hù)的應(yīng)用。在汽車制造的過程中，如果生產(chǎn)線出現(xiàn)問題，將會對整個汽車行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的損失。這個時候借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和多元化分析算法就能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運行故障，根據(jù)設(shè)備的運行故障來采取對應(yīng)的解決措施。比如，汽車制造生產(chǎn)線的設(shè)備在運行一段時間后就需要更換，通過分析歷史的運營數(shù)據(jù)，機器可以提前知道刀具會損壞的時間，從而提前準(zhǔn)備好更換的配件。

3.1.2 產(chǎn)線設(shè)備參數(shù)優(yōu)化

汽車制造生產(chǎn)線工位比較多，在具體實施操作的時候會牽扯到設(shè)備的使用、材料的管理、人員的分配等。借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠提升以上工作的效率，優(yōu)化汽車的生產(chǎn)加工工藝，提高汽車生產(chǎn)加工品質(zhì)。生產(chǎn)線引入模塊化理念，多工位實現(xiàn)自動化裝配。同時，推進(jìn)云端技術(shù)，將所有智能機器人和生產(chǎn)線數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理，實現(xiàn)后臺操作、調(diào)整機器人工況數(shù)據(jù)，進(jìn)行跨廠之間的信息對比。

3.2 人工智能技術(shù)在汽車制造質(zhì)量檢測和分析預(yù)測中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)能夠?qū)ζ囆旭傔^程中的實時性速度信息進(jìn)行收集整理，之后利用網(wǎng)絡(luò)云端來將這些信息傳輸?shù)绞謾C客戶端，人們在打開手機之后就能夠了解路況信息，實現(xiàn)對車輛行駛道路情況的精準(zhǔn)預(yù)測。同時，借助VR設(shè)備，設(shè)計人員可以對零件進(jìn)行預(yù)裝配，以觀測未來實際裝配效果。數(shù)據(jù)眼鏡可以對看到的零件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)缺陷與問題，對員工或工程師進(jìn)行針對性支持。

3.3 人工智能技術(shù)在汽車制造倉儲物流的應(yīng)用

倉儲物流包括的環(huán)節(jié)很多，包含產(chǎn)品的入庫、管理、上架、下架、物流運輸?shù)?，將計算機技術(shù)引入這些環(huán)節(jié)能夠簡化以上工作程序，提升倉儲物流工作效率。不僅如此，在先進(jìn)技術(shù)的支持下，還能夠輔助相關(guān)人員實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，通過數(shù)學(xué)規(guī)劃等運籌優(yōu)化算法和遺傳算法，實現(xiàn)倉庫上下架策略管理。在汽車制造工廠倉儲中，各種類型的全自動流水線、自動分撥、倉儲和配送機器人已經(jīng)開始慢慢應(yīng)用，基于人工智能技術(shù)，可以讓每一個物料都有最優(yōu)路徑，最短時間送達(dá)。

4 人工智能技術(shù)在汽車制造中的展望—無人駕駛汽車

安全推動無人駕駛汽車生產(chǎn)的重要因素：無人駕駛的實現(xiàn)能夠充分保證汽車的行駛安全。而想要實現(xiàn)這一發(fā)展目的，在汽車制造生產(chǎn)加工領(lǐng)域，要確保以下幾個主要系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作：（1）防抱死制動系統(tǒng)。在防抱死制動系統(tǒng)的作用下來密切監(jiān)督車輪胎的使用情況，了解車輪胎在什么樣的情況下會鎖死，在車輪胎鎖死之后需要有關(guān)人員在第一時間做出反應(yīng)?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)所產(chǎn)生的報警反應(yīng)要比駕駛?cè)藛T本身做出的反應(yīng)更為精準(zhǔn)。（2）自動停泊系統(tǒng)。車輛的自動停泊系統(tǒng)也是無人駕駛技術(shù)發(fā)展的重要成就性體現(xiàn)。在自動停泊系統(tǒng)的作用下，無人駕駛車輛能夠像駕駛?cè)藛T一樣觀察周圍的環(huán)境，根據(jù)周圍環(huán)境來做出及時的反應(yīng)。（3）個性化配置。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在汽車個性化配置中，能夠滿足人們對汽車產(chǎn)品的需求，并在使用過程中會根據(jù)乘員的身高體重變化來自動調(diào)節(jié)座椅，根據(jù)他們的不同需要來進(jìn)行個性化的空間設(shè)計。

無人駕駛汽車的開發(fā)實現(xiàn)還需要依托以下幾個技術(shù)形式：

（1）人員狀態(tài)感知人工智能算法。為了能夠更好地發(fā)揮人工智能技術(shù)在汽車制造中的作用，需要持續(xù)性開發(fā)人員狀態(tài)感知智能系統(tǒng)，在人機交互實現(xiàn)的過程中借助過往歷史數(shù)據(jù)信息來打造基于用戶意圖的深層模型。在用戶沒有提出明確需求的前提下，在各種場合向用戶提供必要信息。未來的智能系統(tǒng)必須能夠掌握人類社會規(guī)范并相應(yīng)地采取行動。

（2）持續(xù)性開發(fā)人類能力，拓展人工智能技術(shù)。在人工智能技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的主動學(xué)習(xí)和處理，在精準(zhǔn)化算法的支持下，還能夠更好地優(yōu)化汽車制造生產(chǎn)。

（3）可視化人機操作交互界面?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的可視化技術(shù)和人機界面能夠幫助人們更為全面了解大量和汽車制造生產(chǎn)相關(guān)的信息。打造出來的可視化用戶界面會根據(jù)人們的理解方式來清晰展現(xiàn)各個數(shù)據(jù)信息的處理流程和處理結(jié)果。人類在操作無人駕駛汽車的過程中，汽車的信息獲取直接影響人們的汽車操作成效。在人工智能技術(shù)的支持下，人們能夠獲得更為全面的數(shù)據(jù)信息，即通過增加車載智能系統(tǒng)計算能力和使相關(guān)系統(tǒng)互聯(lián)的方式來實現(xiàn)。在這些情況下，可視化人機界面技術(shù)可以快速傳達(dá)正確的實時響應(yīng)信息。

5 結(jié)語

綜上所述，人工智能在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用是汽車生產(chǎn)制造創(chuàng)新發(fā)展的重要體現(xiàn)，經(jīng)過長時間的發(fā)展，在汽車生產(chǎn)加工領(lǐng)域已經(jīng)形成了完善的應(yīng)用體系。在這個體系中，人工智能作為重要主導(dǎo)技術(shù)形式，正在引領(lǐng)整個汽車領(lǐng)域的革新。相信在人工智能技術(shù)的日益完善下，汽車制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也會進(jìn)一步優(yōu)化，汽車生產(chǎn)制造業(yè)將會朝著簡約化、完善化的方向發(fā)展。