基于人工智能平臺的汽車制造技術(shù)發(fā)展分析

丁惟云，張殿平，馬春輝，張雷雷，貢澤飛

（中國重汽集團濟南動力有限公司，山東 濟南 250101）

現(xiàn)階段，汽車制造行業(yè)在新經(jīng)濟發(fā)展背景下面臨著新的變革與創(chuàng)新，在智能化、數(shù)字化的支持與幫助下，發(fā)展方向愈加明晰。計算機技術(shù)在汽車制造行業(yè)的廣泛應(yīng)用，使得汽車制造行業(yè)的智能化水平不斷提高，而隨著人工智能平臺的建立與完善，自動駕駛與智能車載系統(tǒng)應(yīng)運而生，為汽車制造提供了新的發(fā)展思路，使其能夠最大程度地滿足人們的現(xiàn)代化發(fā)展需求。

1 人工智能平臺含義

人工智能是指利用計算機技術(shù)輔助人們完成工作和學(xué)習(xí)。作為現(xiàn)代化的智能產(chǎn)物，人工智能可以通過智能化的分析充分了解人們的工作和生活，以數(shù)據(jù)化、智能化的手段提高工作效率。將人工智能與計算機程序相結(jié)合，不僅能夠完成各項工作，還能夠拓展人工智能的探索范圍。當前，人工智能的高速發(fā)展使其應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。人工智能平臺的搭建，對最大程度提高工作效率，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需要具有積極的意義。人工智能通過將計算機科學(xué)與思維科學(xué)有機地融合，使得人們的生活更加智能化、科技化，有助于提升人們的生活質(zhì)量和水平。而人工智能的現(xiàn)代化發(fā)展，需要以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，深入研究邏輯與形象思維。除此之外，數(shù)學(xué)工具在人工智能平臺領(lǐng)域應(yīng)用也較為廣泛，標準邏輯與模糊數(shù)學(xué)都在人工智能領(lǐng)域發(fā)揮了各自的優(yōu)勢作用，推動人工智能平臺的創(chuàng)新性發(fā)展。

2 人工智能平臺在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

2.1 智能生產(chǎn)線

智能生產(chǎn)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）在汽車制造工廠（如圖1所示）運維中的應(yīng)用。在進行汽車制造時，生產(chǎn)管理過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的故障報警，將人工智能機器有效的應(yīng)用其中，能夠使其完成自我診斷、分析，從而迅速找到發(fā)生故障的準確位置，依據(jù)故障位置和表現(xiàn)采取更具針對性的措施對故障進行維修。當設(shè)備在進行維修管理時，相關(guān)工作人員能夠依據(jù)以往的經(jīng)驗，對設(shè)備進行完善和優(yōu)化。除此之外，人工智能技術(shù)能夠在同一時間內(nèi)實現(xiàn)不同車型生產(chǎn)線的共同管理，實現(xiàn)定制化車型生產(chǎn)與開發(fā)，依據(jù)客戶需求進行汽車生產(chǎn)服務(wù)的一體化。（2）在汽車預(yù)測性維護中的應(yīng)用。生產(chǎn)線在汽車制造中具有重要意義，當生產(chǎn)線出現(xiàn)異常時，會影響汽車行業(yè)的正常運營，甚至為汽車行業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與多元化分析算法能夠幫助工作人員及時、準確的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)的故障問題，從而能夠依據(jù)設(shè)備的運行故障有效采取針對性解決措施。例如，一般來說，汽車制造生產(chǎn)線設(shè)備運行一段時間后需要及時更換，對數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析后，能夠預(yù)判刀具的大致?lián)p壞時間，采取應(yīng)對措施及時更換相關(guān)配件。（3）在優(yōu)化生產(chǎn)線設(shè)備參數(shù)中的應(yīng)用。由于汽車制造生產(chǎn)線工位多，因而在實際生產(chǎn)中涉及到設(shè)備使用、材料管理以及人員分配等多項工作內(nèi)容，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠最大程度提高工作效率，實現(xiàn)生產(chǎn)加工工藝的優(yōu)化，提升汽車生產(chǎn)質(zhì)量。將模塊化理念引入到生產(chǎn)線后，能夠?qū)崿F(xiàn)多工位的自動化裝配，而云端技術(shù)的有效應(yīng)用，則能夠確保對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)督和管理，及時調(diào)整工況，實現(xiàn)跨廠信息對比。

圖1 汽車制造工廠

2.2 智能機器人

2.2.1 搬運機器人

汽車制造要求嚴謹，要保證任何零件安裝準確，避免對汽車安全造成不良影響。由于汽車零件的精度要求高、形狀復(fù)雜且重量較大，因此，為有效提升零件的精度和生產(chǎn)效率，部分汽車零件制造商采用數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)零件的日常加工和生產(chǎn)。人工上料存在精度不高、精確程度不夠且勞動負荷較大，影響了零件的制造效率。因此，零件的加工與生產(chǎn)多由工業(yè)機器人完成。機器人主要采用計算機設(shè)定程序的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)搬運過程中自動化、精確化，進而提高了工作的運行效率，保證零件加工的可靠性和有效性。當前，人工智能搬運系統(tǒng)在減速殼的生產(chǎn)與加工中扮演著重要的角色，越來越多的汽車制造中采用了該種技術(shù)。由于搬運機器人一次性可以搬運多種零件，因而可以代替人工在相同時間內(nèi)做更多的工作。比如，在進行整車制造中，由于車重量大，人工無法完成移動工作，而智能搬運機器人則可以輕松完成該項工作，縮短制造時間、提高制造效率。智能搬運機器人在汽車檢查中能夠發(fā)揮重要作用，當汽車完成整體安裝后，可以利用搬運機器人對汽車進行全方位的檢查，避免汽車因制造出現(xiàn)問題而影響后期的銷售以及品牌發(fā)展，保障汽車整體設(shè)計與制造。

2.2.2 焊接機器人

經(jīng)濟的發(fā)展、綜合國力的提升離不開汽車制造行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展，當汽車制造技術(shù)得到明顯提高，對其他制造領(lǐng)域的發(fā)展也具有一定的促進作用。加之汽車行業(yè)的市場競爭較為激烈，因此，多數(shù)汽車制造企業(yè)為在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位，選擇借助人工智能平臺有效控制焊接機器人的方式實現(xiàn)汽車的整體構(gòu)造。焊接機器人能夠在汽車車身裝焊中發(fā)揮重要作用，比如，在進行電阻點焊時，由于該技術(shù)主要涉及到底板、車架、車門以及車身的整體焊接，因此，會采用大量的電阻點焊技術(shù)，焊接機器人則能夠高效地完成上述復(fù)雜工藝。焊接技術(shù)在汽車制造中的主要應(yīng)用有以下幾種形式：（1）逆變焊接電源。逆變焊接電源的優(yōu)勢在于能夠有效降低焊接變壓器的重量與體積，因此，在實際焊接時，可以通過將變壓器與焊鉗組成一體式點焊鉗的方式，使得焊接機器人能夠依據(jù)汽車的部件運動軌跡而自由發(fā)生變化，從而逐步提升電源的熱能源，有助于達到綠色、節(jié)能環(huán)保的目的。（2）焊鉗自動更換裝置，在實際焊接中容易產(chǎn)生各種各樣的問題，因此，采用模塊化設(shè)計焊接自動更換裝置，能夠有效解決焊接中遇到的因焊接零件不同而造成取換困難問題。（3）機器人控制系統(tǒng)，對于控制系統(tǒng)來說，在應(yīng)用的過程中既需要對機器人本身進行控制，還需要做好焊接過程中的自動控制工作，以隨時發(fā)出焊接指令的方式，提高焊接效率。通常情況下，自動監(jiān)測系統(tǒng)會與控制系統(tǒng)相結(jié)合，為提高汽車制造檢修提供保障。

2.2.3 裝配噴涂機器人

當前，越來越多的汽車制造企業(yè)在進行裝配過程中采用裝配機器人的方式代替人工工作。其優(yōu)勢主要在于，不僅能夠提高工作效率，還能夠降低工人的勞動強度，確保裝配零件的精確性。裝配機器人主要應(yīng)用于擋風(fēng)玻璃密封劑涂覆、車輪安裝與輪胎準備以及車門安裝。其中，密封劑對于擋風(fēng)玻璃的安全和牢固性具有重要意義，但裝配工人往往忽視了該環(huán)節(jié)的重要性，而采用裝配機器人進行該環(huán)節(jié)的操作時，能夠大大提升汽車的安全性能。車輪是影響汽車安全行駛的重要因素，對汽車整體性能具有重要的作用，很大一部分的顧客對輪胎安裝有著較高的要求，因此，將裝配機器人應(yīng)用到汽車輪胎和車身的安裝中，能夠確保車胎與車身有更好的適配性，提升汽車的質(zhì)量，保證汽車安全。人工智能平臺的應(yīng)用能夠保障車門與車身安裝的合理性，實現(xiàn)高度匹配。噴涂機器人能夠有效借助人工智能平臺實現(xiàn)最佳的工藝效果。

2.3 智能新模式

隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)的高速發(fā)展，汽車制造企業(yè)選擇與互聯(lián)網(wǎng)平臺進行合作，從而獲得新的發(fā)展思路和方向，借助互聯(lián)網(wǎng)對客戶需求進行精準把控，確保收集的信息更加精準，從而實現(xiàn)定制化的銷售。定制化銷售的過程中，汽車企業(yè)只有對客戶需求有更詳細的了解，才能通過數(shù)據(jù)信息對客戶的行為習(xí)慣、選擇進行科學(xué)性的分析，從而滿足客戶個性化、差異化的需求。

3 人工智能平臺在汽車制造技術(shù)發(fā)展中實例分析

3.1 無人駕駛汽車發(fā)展

近年來，我國汽車產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益（如表1所示）持續(xù)攀升，汽車產(chǎn)業(yè)利潤總額逐年增加，對汽車制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的意義。與此同時，無人駕駛汽車作為新型、智能化汽車，能夠在計算機系統(tǒng)的幫助下有效應(yīng)用智能駕駛系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛。無人駕駛依托人工智能平臺，對汽車制造業(yè)的發(fā)展影響深遠。在生產(chǎn)組織方面，推動信息技術(shù)與機械加工的一體化，確保汽車制造業(yè)的生產(chǎn)效率。與此同時，5G技術(shù)為無人駕駛技術(shù)提供了技術(shù)支持，進一步推動了汽車生產(chǎn)制造節(jié)能、環(huán)保理念的深入落實，在滿足消費者個性化需求的基礎(chǔ)上，推動汽車制造業(yè)升級。

表1 我國部分年份汽車工業(yè)經(jīng)濟效益

該類型的汽車可以將自動控制、環(huán)境交互以及視覺識別等多項人工智能技術(shù)相融合，是衡量汽車工業(yè)化水平的重要標志之一，在汽車行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展中具有較為廣闊的應(yīng)用前景和市場空間。利用車載傳感系統(tǒng)能夠?qū)Φ缆翻h(huán)境進行全方位地感知，依據(jù)獲得的道路、車輛以及障礙物信息，實現(xiàn)動態(tài)化的車輛控制，保證車輛轉(zhuǎn)向、速度正常，從而對道路進行科學(xué)、合理規(guī)劃，提高車輛的安全性和可靠性，使得車輛能夠順利到達預(yù)定目標地點。

3.2 主要系統(tǒng)

無人駕駛汽車所依賴的人工智能平臺系統(tǒng)主要包括：（1）防抱死制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)汽車輪胎使用狀況的有效監(jiān)督，對汽車輪胎在何種狀況下會發(fā)生鎖死問題進行全方位掌握，當輪胎鎖死后，需要相關(guān)人員對其迅速做出反應(yīng)。在人工智能平臺的幫助下能夠增加報警功能的精確性。（2）自動停泊系統(tǒng)。自動停泊系統(tǒng)的應(yīng)用對無人駕駛技術(shù)的發(fā)展具有重要的作用，自動停泊系統(tǒng)能夠使無人駕駛長時間保持穩(wěn)定的行駛環(huán)境，并對周圍環(huán)境及時作出反應(yīng)，從而改變行駛速度和方向。（3）個性化配置。人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠最大程度提高汽車的個性化程度，滿足人們對汽車的個性化需求，依據(jù)乘車人員的身高與體重進行座椅的自動化調(diào)節(jié)。

3.3 技術(shù)依托

為進一步發(fā)揮人工智能平臺在汽車制造中的積極作用，應(yīng)提高對人員狀態(tài)感知系統(tǒng)重視程度，加大開發(fā)力度，通過人機交互保證對以往數(shù)據(jù)信息進行深入分析，從而打造出與用戶需求相符的更深層次的模型。當用戶未提出明顯需求的情況下，依據(jù)不同的場合向用戶提供相對精準的信息。因此，在未來智能化系統(tǒng)中需要對人類社會規(guī)范予以明確把握。除此之外，需要保持較高的人工智能技術(shù)開發(fā)能力。只有不斷提高人工智能技術(shù)的應(yīng)用能力，才能確保人工智能始終保持對數(shù)據(jù)信息具有主動學(xué)習(xí)和處理的狀態(tài)，利用精準化的算法，實現(xiàn)汽車制造生產(chǎn)的優(yōu)化與升級。積極借助可視化人機交互界面，使得人們能夠更加全面、準確的了解汽車制造相關(guān)信息和技術(shù)，從而確保打造出的可視化界面能夠依據(jù)人們的需要展現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)信息處理。人類借助人工智能技術(shù)，可以獲得更為全面的數(shù)據(jù)信息，進而在增加車載智能系統(tǒng)計算能力的基礎(chǔ)上，確保有關(guān)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)、互通，而可視化人機界面技術(shù)則能夠快速、準確的傳達動態(tài)化、實時化的響應(yīng)信息。

4 結(jié)語

總而言之，人工智能平臺在汽車制造領(lǐng)域具有重要的作用，也是汽車生產(chǎn)與制造的創(chuàng)新性的表現(xiàn)，在大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)的支持下，汽車制造中的人工智能平臺相關(guān)應(yīng)用體系日益成熟、完善。因此，需要重視人工智能技術(shù)的有效應(yīng)用，推動汽車制造領(lǐng)域的革新與創(chuàng)新，人工智能平臺的發(fā)展對汽車制造業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品布局和結(jié)構(gòu)都將產(chǎn)生積極的影響，相信未來汽車制造業(yè)也會向著簡約化、智能化發(fā)展，為我國綜合實力的提升做出重要貢獻。