汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的探索及實(shí)踐應(yīng)用研究

楊瑞新

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷得到突破，為各行各業(yè)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)作為信息化時(shí)代的核心技術(shù)之一，將其應(yīng)用于汽車智能制造行業(yè)中，能夠?yàn)槠囍悄苤圃鞓I(yè)注入新的生命力。因此，本文通過分析汽車智能制造中運(yùn)用機(jī)電一體化的價(jià)值，探究機(jī)電一體化在汽車智能制造行業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用，闡述汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r，以期推動(dòng)汽車智能制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足進(jìn)步和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車智能制造 機(jī)電一體化 實(shí)踐應(yīng)用

Exploration and Practical Application Research of Mechatronics Technology in Automobile Intelligent Manufacturing

Yang Ruixin

Abstract：In recent years， with the continuous breakthrough of science and technology in China， the foundation has been laid for the realization of industrial intelligent transformation in all walks of life. As one of the core technologies of the information age， mechatronics technology can be applied to the automotive intelligent manufacturing industry to inject new vitality into the automotive intelligent manufacturing industry. Therefore， this paper analyzes the value of mechatronics in automobile intelligent manufacturing， explores the practical application of mechatronics in automobile intelligent manufacturing industry， and expounds the future development of mechatronics technology in automobile intelligent manufacturing， in order to promote the great progress and development of automobile intelligent manufacturing industry.

Key words：automotive intelligent manufacturing， mechatronics， practical application

機(jī)電一體化技術(shù)是一種機(jī)械、電子、信息科學(xué)三者為一體的機(jī)械微電子復(fù)核技術(shù)。通過機(jī)電一體化技術(shù)，一方面能夠?qū)鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造升級(jí)，另一方面則能促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)，加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。隨著中國(guó)制造2025發(fā)展戰(zhàn)略的提出，我國(guó)許多傳統(tǒng)制造行業(yè)開始逐漸注重對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，其中尤其是汽車智能制造行業(yè)，依托機(jī)電一體化技術(shù)，已經(jīng)不斷朝著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。由此可見，探索機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造中的實(shí)踐應(yīng)用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 汽車智能制造中運(yùn)用機(jī)電一體化的價(jià)值

1.1 有利于汽車智能制造信息化

通過在汽車智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠在汽車制造階段時(shí)，在汽車各個(gè)重要位置安裝感應(yīng)裝置，一方面能夠?qū)ζ囘\(yùn)行狀態(tài)開展實(shí)時(shí)監(jiān)控，另一方面則能對(duì)周邊環(huán)境信息進(jìn)行采集，幫助駕駛者智能化操控汽車。除此之外，機(jī)電一體化技術(shù)也為實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持[1]。憑借機(jī)電一體化技術(shù)，能夠在汽車行駛過程中自動(dòng)收集路面信息，并借助信息系統(tǒng)處理汽車運(yùn)行狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)汽車的智能化行駛。

1.2 有利于汽車智能制造系統(tǒng)化

在汽車智能制造過程中，傳統(tǒng)的機(jī)械制造方式無(wú)法滿足多種汽車零部件之間的協(xié)同控制，同時(shí)也無(wú)法使汽車零部件之間形成有效的信息交互。例如，汽車在駕駛過程中，主要依靠駕駛者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)控制車速。此時(shí)如果駕駛者為新手，則其經(jīng)驗(yàn)判斷能力將稍顯不足，因此會(huì)提升汽車行駛過程中的意外發(fā)生概率。而通過在汽車智能制造中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，則能為汽車配備智能化的信息系統(tǒng)，幫助駕駛者及時(shí)分析路面信息，增強(qiáng)汽車的安全性以及信息系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。

1.3 有利于汽車智能制造環(huán)?；?/p>

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)汽車保有量直線上升。根據(jù)我國(guó)公安部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2021年9月，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量已經(jīng)達(dá)到3.90億輛，其中汽車2.97億輛。伴隨我國(guó)汽車保有量的不斷提升，必然對(duì)環(huán)境造成更大的破壞。基于此，降低汽車的碳排放量成為重中之重的問題。但是，依托傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方案較難控制汽車的全面指標(biāo)，也未能達(dá)成節(jié)能減排的根本目的。而通過使用機(jī)電一體化技術(shù)，則能借助智能化控制系統(tǒng)，有效降低汽車在使用過程中的碳排放量，從而實(shí)現(xiàn)汽車的環(huán)保化制造。

2 汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 自動(dòng)變速器設(shè)置

在汽車智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠在升級(jí)汽車自動(dòng)變速器的同時(shí)，將汽車的操控水平提升一個(gè)臺(tái)階。與此同時(shí)，通過機(jī)電一體化設(shè)置汽車的自動(dòng)變速器，還能有效降低駕駛者操控汽車的難度，提升駕駛者的整體操控體驗(yàn)。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于汽車的自動(dòng)變速器設(shè)置中，能夠依托信息技術(shù)對(duì)汽車基本狀態(tài)進(jìn)行自檢分析，然后對(duì)汽車的電子電路展開監(jiān)控，進(jìn)而向駕駛員傳輸汽車的運(yùn)行條件[2]。當(dāng)汽車在行駛過程中出現(xiàn)熄火等問題時(shí)，系統(tǒng)將在第一時(shí)間向駕駛員預(yù)警，提醒其注意即將帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。而當(dāng)自動(dòng)變速器出現(xiàn)故障時(shí)，傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)無(wú)法處理此類問題，而應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的汽車，則能將自動(dòng)變速器設(shè)置快速切換至手動(dòng)控制狀態(tài)，以確保變速器的穩(wěn)定有效運(yùn)行。由此可見，在汽車智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠促進(jìn)自動(dòng)變速器設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。該應(yīng)用舉措不僅能夠有效提升自動(dòng)變速器的功能，還能使汽車系統(tǒng)逐漸朝著智能化方向發(fā)展。

2.2 制動(dòng)防抱死技術(shù)

將機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用于汽車的制動(dòng)防抱死系統(tǒng)中，一方面能夠有效限制汽車后輪的移動(dòng)條件，另一方面則能使汽車系統(tǒng)和制動(dòng)防抱死技術(shù)形成統(tǒng)一的作用體系，從而提高汽車的整體操控水平。例如在車速控制方面，當(dāng)汽車面臨緊急制動(dòng)需求時(shí)，汽車搭載的智能化系統(tǒng)能夠快速聯(lián)動(dòng)制動(dòng)防抱死技術(shù)，快速控制汽車車速，在提高汽車行駛的安全性的同時(shí)，將智能化價(jià)值進(jìn)行集中呈現(xiàn)。在傳統(tǒng)汽車制造行業(yè)中，主要通過后輪制動(dòng)的方式控制汽車車速，這樣顯然無(wú)法滿足汽車的緊急制動(dòng)需求。而通過機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的制動(dòng)防抱死技術(shù)，能夠?qū)︸{駛者的駕駛習(xí)慣進(jìn)行分析，為駕駛者匹配最合適的控制技術(shù)。而在機(jī)械制動(dòng)方面，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的制動(dòng)防抱死技術(shù)能夠在后輪制動(dòng)的基礎(chǔ)上，加入前輪制動(dòng)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)整車的制動(dòng)技術(shù)控制。除此之外，當(dāng)汽車在行駛過程中，基于機(jī)電一體化技術(shù)的制動(dòng)防抱死技術(shù)，能夠通過對(duì)路面狀況進(jìn)行分析，為駕駛者提供制動(dòng)輔助等功能，從而提升汽車的智能化駕駛體驗(yàn)。

2.3 激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)

在汽車智能制造中，依托機(jī)電一體化技術(shù)，能夠打造以激光和雷達(dá)為技術(shù)核心的全新測(cè)距系統(tǒng)。將該系統(tǒng)放置于汽車前部，能夠?qū)ζ嚽岸说恼系K物進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，進(jìn)而確保汽車始終與障礙物保持安全距離。該測(cè)距系統(tǒng)的運(yùn)行過程主要包括以下幾方面。首先，在汽車行駛過程中，透過激光和雷達(dá)設(shè)備，能夠?qū)ζ嚽胺降恼系K物進(jìn)行捕捉，然后借助汽車搭載的自動(dòng)化信息檢測(cè)系統(tǒng)，分析汽車與障礙物之間的距離。其次，信息系統(tǒng)在收集到足夠信息后，能夠?qū)φ系K物的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而使障礙物與汽車形成實(shí)時(shí)安全距離。最后，向駕駛者發(fā)出預(yù)警信息，使其對(duì)當(dāng)前測(cè)距內(nèi)容有所了解，從而把控汽車速度和前進(jìn)方向[3]。在激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)中，機(jī)電一體化技術(shù)所帶來(lái)的處理器設(shè)備是其實(shí)現(xiàn)信息傳輸，確保測(cè)距成功的關(guān)鍵。由此可見，正是機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造中的應(yīng)用，為汽車制造實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展創(chuàng)造了技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3 汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

3.1 自動(dòng)化方向發(fā)展

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新和完善，勢(shì)必使汽車智能制造行業(yè)逐漸朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。在此過程中，汽車的相關(guān)工藝和設(shè)計(jì)，也將隨之發(fā)生翻天覆地的變化。在未來(lái)的發(fā)展方向中，汽車智能制造需要依靠機(jī)電一體化技術(shù)，拓展諸如智能控制、智能算法等操作技術(shù)，并將其加入汽車智能制造的工藝和設(shè)計(jì)中，從而使整個(gè)汽車生產(chǎn)過程更具精確性和效率性。此外，在汽車智能制造技術(shù)發(fā)展過程中，更多地要與日益發(fā)達(dá)的信息技術(shù)相結(jié)合，并依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算等新興技術(shù)，為汽車智能制造行業(yè)搭建完善的工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，從而為用戶提供更具個(gè)性化的定制服務(wù)[4]。

3.2 綠色化方向發(fā)展

對(duì)于汽車制造行業(yè)，始終都是造成環(huán)境污染的重要因素之一。尤其是汽車生產(chǎn)過程中存在的噪聲污染、粉塵和紫外輻照污染、化學(xué)物質(zhì)污染、矽塵污染等，上述污染因素加重了人們對(duì)汽車制造行業(yè)的刻板印象。因此，為了打破人們的刻板印象，并在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間找到發(fā)展平衡點(diǎn)，需要依托機(jī)電一體化技術(shù)升級(jí)汽車智能制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)技術(shù)升級(jí)換代，加強(qiáng)生產(chǎn)過程中的綠色和環(huán)保屬性。除此之外，通過將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于汽車智能制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅能夠有效提升汽車制造效率，還能降低汽車制造過程中的能源消耗，使汽車智能制造行業(yè)始終朝綠色化方向發(fā)展。

3.3 安全性方向發(fā)展

對(duì)于汽車智能制造行業(yè)而言，數(shù)據(jù)信息的安全性至關(guān)重要。尤其是在信息化時(shí)代背景下，許多汽車制造技術(shù)環(huán)節(jié)都需要依托信息技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。如果數(shù)據(jù)信息得到泄露，將嚴(yán)重影響汽車的安全質(zhì)量?；诖?，以信息科學(xué)技術(shù)為核心的機(jī)電一體化技術(shù)，將為汽車智能制造提供安全性能的保障。一方面，依托機(jī)電一體化技術(shù)，能夠?qū)ζ囍悄苤圃煨袠I(yè)的安全系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，從而提升安全系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)安全漏洞的能力，并對(duì)安全漏洞展開及時(shí)處理，降低安全問題發(fā)生的可能性。另一方面，依托機(jī)電一體化技術(shù)，能夠建立有效的入侵檢測(cè)系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，能夠?qū)ξ唇?jīng)允許的非法訪問用戶進(jìn)行抵御和攔截，同時(shí)還能抵抗一定程度的非法入侵，保障系統(tǒng)的整體安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)制造2025戰(zhàn)略計(jì)劃的發(fā)布，汽車制造行業(yè)也需要逐漸朝智能化方向轉(zhuǎn)型，而通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠快速達(dá)成該目標(biāo)。依托機(jī)電一體化技術(shù)，能夠在自動(dòng)變速器設(shè)置、制動(dòng)防抱死技術(shù)、激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)等實(shí)踐應(yīng)用中，為汽車智能制造帶來(lái)重大改變。而在未來(lái)的發(fā)展中，汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)也應(yīng)該時(shí)刻朝著自動(dòng)化、綠色化、安全性的方向發(fā)展，才能推動(dòng)汽車智能制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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