探討機械工程自動化技術在汽車工業(yè)中的應用研究

姜 楠

（非凡智能機器人有限公司，遼寧 沈陽 110101）

引言

在汽車工業(yè)上運用機械工程自動化技術，可以促使汽車操作系統(tǒng)實現(xiàn)質的飛躍，這種飛躍不僅會提高汽車的安全性能，給公眾開車出行帶來更多便利，而且可以減少汽車廢氣污染、降低汽車能源損耗，這也必將成為汽車工業(yè)今后發(fā)展的趨勢所在。但是由于機械工程自動化技術在汽車工業(yè)方面應用時間較短，所以相關研究普遍缺乏成熟。因此，在當前背景下對機械工程自動化技術在汽車工業(yè)上的應用作用、應用模式、應用分析展開探討，具有非常重要的意義。

1 機械工程自動化技術在汽車工業(yè)上的應用

1.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)

隨著信息技術的快速發(fā)展，其應用領域不再僅僅局限在產(chǎn)品的分配、消費階段，而是逐步進入到了產(chǎn)品的生產(chǎn)階段。利用信息技術，車企可以開發(fā)出種類豐富的自動系統(tǒng)軟件，以此來實現(xiàn)汽車自動減速、自動泊車功能[1]。

1.1.1 自動減速系統(tǒng)軟件

自動減速系統(tǒng)軟件主要基于主動巡航系統(tǒng)，主動巡航系統(tǒng)在傳感器的輔助下，可以對前后車的位置跟蹤定位，同時對其車速加以監(jiān)測。如果前、后方?jīng)]有車輛，系統(tǒng)會讓汽車勻速前進。如果前、后有車輛，系統(tǒng)會根據(jù)前、后方車輛的車距、車速，控制剎車系統(tǒng)及油門，實現(xiàn)自動化加速或減速，以此來保障行車的安全及效率。

1.1.2 自動泊車軟件系統(tǒng)

自動泊車軟件系統(tǒng)主要是為了防止在停車過程中出現(xiàn)保險杠被撞彎、交通堵塞擁擠等意外情況所研發(fā)。自動泊車軟件系統(tǒng)的工作原理不一而足，一部分是在汽車前端安裝雷達，利用雷達碰到障礙物會反彈的原理，判斷車輛與障礙物之間的距離。還有一部分在汽車前端安裝感應器，通過感應器發(fā)出的信號判斷車輛與障礙物的距離。待障礙物與車輛的距離確定后，更精準地實現(xiàn)車輛自動停泊。

1.2 系統(tǒng)調節(jié)工作

在汽車工業(yè)上應用機械工程自動化技術，需要多系統(tǒng)聯(lián)合操作。傳感器、雷達等傳感系統(tǒng)在接收到相關數(shù)據(jù)信號后，會將相關數(shù)據(jù)傳送到計算機，計算機會對相關數(shù)據(jù)進行分析整理，發(fā)出與之相應的操作指令，以此來實現(xiàn)汽車的自動化操作。以自動化減速這一指令為例，就需要自動檢測系統(tǒng)和自動制動系統(tǒng)有機配合。在汽車高速運行過程中，如果汽車間距較長，駕駛人員通常能夠采用有效措施防止汽車追尾事件發(fā)生。但是如果汽車間距過過小，駕駛人員則很難及時做出有效反應，此時汽車緊急制動系統(tǒng)就會啟動，確保汽車能夠安全停泊，防止前、后兩車追尾。

2 機械工程自動化技術在汽車工業(yè)中的應用模塊

2.1 可編程邏輯模塊

汽車工業(yè)中的可編程邏輯模塊，是指通過對傳輸數(shù)據(jù)加以監(jiān)測，以實現(xiàn)汽車自動化操作?？删幊踢壿嬆K在汽車工業(yè)中的應用主要體現(xiàn)在PLC、產(chǎn)品識別檢測和數(shù)控設備控制等領域。

2.1.1 PLC

PLC 是可編程控制的英文簡稱，PLC 在汽車工業(yè)中主要體現(xiàn)在對輸入的指令加以判定，以及加工設備的閉鎖及動作放行。例如在輸入刀補過程中，PLC 會對刀補差值加以判斷，一旦刀補差值超過既定限度，PLC 就發(fā)出警報。通過合理應用PLC，可以最大限度減少人為操作誤差。

2.1.2 產(chǎn)品識別檢測

在汽車裝配過程中可以通過安裝攝像頭比對系統(tǒng)的方式，對零部件的不同類型加以判斷。與此同時，在發(fā)動機安裝過程中，通過對機身的二維碼加以掃描，即可識別該發(fā)動機的類型、型號，為員工組裝發(fā)動機零部件提供依據(jù)，這對于員工組裝發(fā)動機效率的提高是極為有利的。

2.1.3 數(shù)控設備控制

數(shù)控設備控制主要體現(xiàn)在加工程序、控制程序等程序方面。例如在冗長復雜的程序中通過運用R 值對重要加工數(shù)值賦值的方式，進行補償、修正[2]。

2.2 中央控制單元模塊

汽車工業(yè)上的中央控制單元模塊具體是指基于網(wǎng)絡接口對信號、指令加以調配、傳達。隨著時代的不斷發(fā)展，汽車中央控制單元模塊體積日益縮小，但是其功能卻日益強大，車內空調、繼電器控制、車內和車外照明就是最為常見的功能。而要想實現(xiàn)這些功能，必須對中央控制單元模塊加以合理設計，使其滿足靈活拓展的需求，并且要高集成度[3]。

3 機械工程自動化在汽車工業(yè)中的應用分析

3.1 自動駕駛化

從汽車工業(yè)的發(fā)展歷程來看，自動化是汽車今后發(fā)展的一個必然趨勢，也是汽車安全駕駛的一個必然要求。從安全駕駛的角度來看，在汽車工業(yè)應用機械工程自動化技術的核心就在于駕駛自動化。首先，自動駕駛可以減少酗酒、疲勞、情緒問題等引發(fā)的交通事故。其次，自動駕駛可以在一定程度緩解城市病。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，早晚出行高發(fā)期交通堵塞現(xiàn)象日益嚴重，而運用自動駕駛可以有效避免出現(xiàn)路怒癥現(xiàn)象。最后，自動駕駛可以為駕駛人員提供正確的路況信息，幫助駕駛人員正確規(guī)劃出行路線，而這對于駕駛人員駕駛負擔的減輕是極為有利的[4-5]。

3.2 提高控制系統(tǒng)運轉效率

我國汽車自動化應用起步較晚，當前仍處于發(fā)展初級階段，在此階段不論是配套產(chǎn)業(yè)，還是設備供應商水平都相對偏低。以設備設計制造標準為例，歐美等西方發(fā)達國家早已形成了完善的設備設計、制造標準，對于各種設備的設計準則、制造標準都有著嚴格的要求。但是當前我國設備供應商對于設備設計、制造標準普遍缺乏了解，即使從元器件廠家和汽車加工廠家獲得了一些制造要求，也沒有將其運用到設備設計生產(chǎn)當中，而這也導致設備設計生產(chǎn)依舊處于密集化、中低端生產(chǎn)[6-7]。

除了設備設計、制造標準缺乏規(guī)范外，我國汽車工業(yè)在運用機械工程自動化過程中還存在以下問題。

1）我國機電行業(yè)缺乏健全的管理標準、管理機制，大部分車企都采用美標或歐標，但是由于缺乏核心技術，所以在發(fā)展過程中受到了諸多限制。

2）雖然當前我國日益加強對自動化系統(tǒng)研究的重視程度，但是國內自主品牌由于市場競爭力較弱，研究經(jīng)費投入普遍較少，所以在自動化系統(tǒng)研發(fā)方面進展緩慢。

3）當前我國自動化系統(tǒng)市場大都被日本、歐美等國家占據(jù)，我國自主生產(chǎn)的自動化系統(tǒng)市場份額較低，由于日本、歐美等國家不論是技術還是市場規(guī)模都占據(jù)絕對優(yōu)勢，所以我國自動化系統(tǒng)要想與其同臺競技，仍需很長一段時間。

4 結語

在汽車工業(yè)中運用機械工程自動化技術，將其合理運用到中央控制單元模塊、可編程邏輯模式當中，同時加強對汽車自動化駕駛和汽車控制系統(tǒng)的研究。只有這樣，才能提高汽車生產(chǎn)效率，推動汽車工業(yè)優(yōu)化升級，促進汽車工業(yè)朝著信息化、智能化和現(xiàn)代化方向發(fā)展。