人工智能技術(shù)在汽車電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

張小莉

摘 要：人工智能技術(shù)目前已經(jīng)成為當(dāng)代生活中的重要組成部分，其在各行各業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，尤其是在汽車電氣自動(dòng)化方面，其應(yīng)用更加廣泛。人工智能在改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的同時(shí)，為汽車電氣自動(dòng)化注入了新能量。本文將對(duì)汽車電氣自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀以及人工智能的特點(diǎn)進(jìn)行分析，探討人工智能技術(shù)在汽車電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：人工智能 汽車 電氣自動(dòng)化

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速增長和城市建設(shè)水平加快，人們物質(zhì)生活水平不斷提高，對(duì)于汽車的需求也越來預(yù)多。根據(jù)我國公安部統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，2021年底我國的機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到了3.95億輛，其中汽車占比達(dá)到了76.5%，較2015年增長了14.8%，汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代人類生活難以取代的交通工具。人工智能是屬于一個(gè)專業(yè)知識(shí)涵蓋面非常廣闊的新興領(lǐng)域，目前已經(jīng)在諸多領(lǐng)域中應(yīng)用，有效的提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量[1]。汽車電氣化是汽車行業(yè)持續(xù)改革的驅(qū)動(dòng)力，其也是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，而人工智能的應(yīng)用為車輛電氣化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，極大程度的促進(jìn)了汽車電氣化的發(fā)展進(jìn)程。

2 汽車電氣自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

汽車電氣自動(dòng)化是指在汽車的設(shè)計(jì)制造以及生產(chǎn)的過程中，都利用到自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化的控制，其也是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵體現(xiàn)[2]。根據(jù)我國相關(guān)調(diào)查顯示，截止2022年3月我國目前約有汽車3.07億量，新能源汽車的保有量為891.5萬量，占汽車總量的2.9%，較2020年底的492萬量增長了81.20%。其中純電動(dòng)汽車保有量為724.5萬輛，占到了新能源汽車總量的81.37%。近年來我國新能源汽車發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛，具有著極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?。隨著近年來我國政策收緊、疫情打壓等因素影響，導(dǎo)致現(xiàn)階段的新能源汽車發(fā)展前途坎坷，但仍然又大量的傳統(tǒng)汽車巨頭投入到電氣化的浪潮中，積極布局電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件的研發(fā)和制造。另外，還有大量有實(shí)力的企業(yè)紛紛跨界參與到新能源汽車的開發(fā)和制造中，汽車電氣化發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)確定了，其中電機(jī)、電池、電控系統(tǒng)作為汽車電氣化三大核心部件，逐漸進(jìn)入到了汽車零部件體系中。為了能夠順應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求，汽車企業(yè)紛紛提高了加工質(zhì)量，通過對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，改善生產(chǎn)工藝，大規(guī)模應(yīng)用各類高端生產(chǎn)設(shè)備和先進(jìn)工藝，促進(jìn)了汽車和零部件企業(yè)在嚴(yán)峻的背景中的轉(zhuǎn)型和升級(jí)優(yōu)化。

3 人工智能技術(shù)的理論及特點(diǎn)

3.1 人工智能技術(shù)的理論

目前學(xué)術(shù)界對(duì)于人工智能應(yīng)用還尚無標(biāo)準(zhǔn)定義，但對(duì)于人工智能技術(shù)的本質(zhì)理解則基本接近。人工智能作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要分支，其是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制來完成相應(yīng)的技術(shù)模擬和應(yīng)用的。這種學(xué)科的交叉、集成和應(yīng)用，可設(shè)計(jì)出能夠模擬人工智能技術(shù)形式的基本理論以及技術(shù)，從而體現(xiàn)出自動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化。目前人工智能技術(shù)已經(jīng)得到了人們的認(rèn)可，其被廣泛用于社會(huì)發(fā)展、制造業(yè)以及人類的生活中，有效推動(dòng)了信息傳輸及其自動(dòng)化控制的發(fā)展進(jìn)程。在電氣自動(dòng)化運(yùn)行過程中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高電氣控制系統(tǒng)的工作效率和工作質(zhì)量，從而推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

3.2 人工智能技術(shù)的特點(diǎn)

3.2.1 實(shí)用性

人工智能在用于電氣自動(dòng)化過程中最突出的也是最明顯的特點(diǎn)就是實(shí)用性。人工智能融合先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)、信息通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，這些技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制的過程中起到的關(guān)鍵作用。尤其是在生產(chǎn)作業(yè)的過程中，人工智能在監(jiān)督和控制方面的作用是難以替代的，通過人工智能設(shè)備能夠準(zhǔn)確的觀測(cè)到工人人員和設(shè)備的工作狀態(tài)，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。另外，隨著近年來人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展更新和優(yōu)化，其在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的效果也隨之不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，對(duì)于提高工作效率和工作質(zhì)量都有著重要的作用[3]。

3.2.2 便捷性

人工智能技術(shù)在應(yīng)用時(shí)的便捷性也是較為突出的特點(diǎn)之一，在電氣自動(dòng)化控制過程中對(duì)于各項(xiàng)控制參數(shù)都有著非常嚴(yán)格的要求，故而在實(shí)際工作過程中需要大量的人力、物力、財(cái)力，但是這些因素都存在著不穩(wěn)定性，導(dǎo)致電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不穩(wěn)定問題突出。人工智能技術(shù)的應(yīng)用，打破了過去電氣自動(dòng)化運(yùn)行時(shí)局限性，實(shí)現(xiàn)了人工智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)融合，從而為生產(chǎn)和管理工作帶來了極大的便捷。

3.2.3 穩(wěn)定性

人工智能技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建而來的，其隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，人工智能技術(shù)日趨穩(wěn)定和成熟。人工智能技術(shù)在用于電氣自動(dòng)化時(shí)能夠確保電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，避免大部分安全事故的發(fā)生。

4 人工智能技術(shù)在汽車電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

4.1 人工智能在車輛制造方面的應(yīng)用

汽車制造業(yè)對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言屬于支柱性產(chǎn)業(yè)，而在汽車制造過程中應(yīng)用人工智能技術(shù)能夠大幅度推動(dòng)我國汽車制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。就目前形式來看，我國的智能化制造技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于多種行業(yè)，尤其是在汽車零部件制造產(chǎn)業(yè)中更是應(yīng)用普遍。在機(jī)械工業(yè)的今天，汽車零部件已經(jīng)基本上能夠滿足我國新能源汽車制造的需求，在這種背景下，零部件制造業(yè)的智能化生產(chǎn)能推動(dòng)新能源汽車生產(chǎn)線的建設(shè)和發(fā)展[4]。目前我國的汽車市場競爭激烈，新能源汽車要想在競爭中站穩(wěn)一席之地，就需要有自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的燃油車輛在功能性方面表現(xiàn)一般，而汽車電氣自動(dòng)化作為新能源汽車的重要體現(xiàn)之一，其在功能和汽車整體性能方面都有著一定的提升，而這些情況無形中促使了汽車制造過程中的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)信息越發(fā)繁瑣和復(fù)雜，反向推進(jìn)了汽車電氣自動(dòng)化的進(jìn)程以及車輛制造過程中的柔性制造能力和信息處理能力。

近年來人們對(duì)于車輛外觀、性能全面性的要求越來越高，無形中也對(duì)汽車配件設(shè)計(jì)和制造的質(zhì)量和效率提出了更高的要求，而汽車的配件設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)極為精細(xì)、動(dòng)態(tài)的過程，其不僅需要科學(xué)合理的配置工具，還需要配合高技術(shù)含量的機(jī)械設(shè)備，這主要是由于汽車配件設(shè)計(jì)與制造會(huì)隨著汽車配件產(chǎn)品不同而出現(xiàn)差異。不同是車輛，其相應(yīng)的配件在外觀設(shè)計(jì)、特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)等方面都有著各自的特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)會(huì)對(duì)制造的質(zhì)量和效率造成影響。人工智能技術(shù)在汽車電氣自動(dòng)化配件設(shè)計(jì)和制造過程中的應(yīng)用，則能夠有效提高配件設(shè)計(jì)和制造的效率及質(zhì)量。目前我國工業(yè)產(chǎn)能的提高促使的汽車配件工業(yè)裝備向進(jìn)口替代、智能化方向所轉(zhuǎn)變，而人工智能技術(shù)正是推動(dòng)工業(yè)進(jìn)步的主要助力。人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠在一定程度上減少或完全消除人工操作，不僅能夠降低人工操作所帶來的失誤率，還能夠有效提高生產(chǎn)作業(yè)的安全系數(shù)。對(duì)于汽車電氣自動(dòng)化而言，其相較于傳統(tǒng)車輛生產(chǎn)而言，電氣自動(dòng)化與其有著較大的區(qū)別，其更加強(qiáng)調(diào)智能制造技術(shù)。在生產(chǎn)中，生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)質(zhì)控、產(chǎn)品質(zhì)量追蹤、生產(chǎn)流水線設(shè)備故障、診斷維修等方面都可以利用到專家系統(tǒng)等智能制造技術(shù)。目前汽車電氣自動(dòng)化生產(chǎn)中所應(yīng)用的智能制造技術(shù)主要為人工與智能機(jī)器人相結(jié)合一種新技術(shù)，人工智能與智能機(jī)器人相互協(xié)助，在部分環(huán)節(jié)中替代傳統(tǒng)的人力工作，將傳統(tǒng)汽車制造過程中的計(jì)算分析等大數(shù)據(jù)運(yùn)算工作都交給人工智能來完成，不僅計(jì)算效率大幅提高，還能夠有效避免誤差的發(fā)生。

汽車電氣自動(dòng)化與人工智能技術(shù)是密不可分的，目前汽車的整體制造環(huán)節(jié)較過去更加復(fù)雜，尤其是電動(dòng)汽車，制造過程需要消耗大量的時(shí)間，傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中人力生產(chǎn)模式已經(jīng)難以滿足生產(chǎn)需求，要想更好的發(fā)展汽車電氣自動(dòng)化，就需要基于人工智能來對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)和把控。在傳統(tǒng)的汽車制造過程中，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題，就需要由專業(yè)維修人員來對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，期間需要消耗較長的時(shí)間，無形中增加了生產(chǎn)成本。而人工智能在用于汽車制造過程中時(shí)，如果設(shè)備出現(xiàn)問題則能夠自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行問題排查，從而快速找到問題所在并進(jìn)行處理，極大的程度的提高了工作效率。另外，基于深度學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)還具備非常優(yōu)秀的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其能夠在設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下對(duì)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、軟件環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將這些收集到的數(shù)據(jù)錄入的信息系統(tǒng)中。信息系統(tǒng)中心會(huì)對(duì)這些收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和分組，然后根據(jù)分析結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的運(yùn)維管理命令，確保設(shè)備保持在最佳的運(yùn)行工況，有效提高了機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行安全系數(shù)和工作效率。

4.2 人工智能技術(shù)在車輛系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.2.1 汽車后視鏡系統(tǒng)

汽車的后視鏡系統(tǒng)主要包括位置隨動(dòng)系統(tǒng)和后視鏡調(diào)整系統(tǒng)兩部分，其目前主要是利用聯(lián)網(wǎng)芯片來進(jìn)行控制，駕駛員在車輛運(yùn)行的過程中可通過自動(dòng)控制來控制后視鏡的位置。但是傳統(tǒng)車輛后視鏡調(diào)控系統(tǒng)則主要為手動(dòng)調(diào)控，其不僅需要駕駛員分心調(diào)控，且精準(zhǔn)度也較低。而基于人工智能系統(tǒng)則能夠根據(jù)駕駛員的需求來計(jì)算和優(yōu)化后視鏡的位置，甚至還能夠主動(dòng)記錄下駕駛員在不同環(huán)境下后視鏡位置偏好，為駕駛員提供個(gè)性化的后視鏡調(diào)整方案，滿足了駕駛員的需求，提高了調(diào)整后視鏡的操作效率[5]。

4.2.2 智能駕駛系統(tǒng)

目前新型汽車中具有較多的傳感器，在車輛的形式過程中能夠自動(dòng)檢測(cè)車輛周圍的路況和其他車輛行駛狀態(tài)，再通過人工智能的信息融合、環(huán)境傳感等技術(shù)來為駕駛員提供輔助，方便了駕駛流程，也有效提高了車輛行駛安全性。實(shí)際上我，我國目前有較大一部分交通事故是由于人為因素所導(dǎo)致的，如駕駛員疲勞駕駛、酒后駕駛、闖紅燈、玩手機(jī)等，都是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的因素。目前就有大量的汽車制造企業(yè)針對(duì)這個(gè)問題，充分利用人工智能技術(shù)來對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)和車輛應(yīng)急處理系統(tǒng)進(jìn)行了完善，從而有利于降低交通事故的發(fā)生率，確保車輛的行駛安全。

4.2.3 剎車系統(tǒng)

剎車系統(tǒng)對(duì)于車輛來說屬于重要組成部分，其主要有變速箱所組成。駕駛員在車輛行駛的過程中由于緊急問題需要急剎車或停車時(shí)，需要快速完成操作。但如果駕駛員注意力不集中或剎車系統(tǒng)存在問題，人工操作將會(huì)出現(xiàn)延誤，從而導(dǎo)致事故發(fā)生。而基于人工智能技術(shù)的車輛剎車系統(tǒng)和駐車系統(tǒng)，對(duì)外能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到車輛外界環(huán)境情況，從而優(yōu)化變速箱的工作狀態(tài)。對(duì)內(nèi)則能夠隨時(shí)對(duì)變速箱的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以便于能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題。如當(dāng)車輛的前方出現(xiàn)異物時(shí)，人工智能技術(shù)就能夠利用車輛的傳感器進(jìn)行快速識(shí)別，及時(shí)對(duì)車輛的形式狀態(tài)進(jìn)行干預(yù)，從而降低事故的發(fā)生[6]。

4.2.4 車載系統(tǒng)

隨著近年來人工智能技術(shù)的發(fā)展，利用手機(jī)APP來遠(yuǎn)程操控車輛部分功能已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。傳統(tǒng)車輛在北方的冬季清晨，多需要人工啟動(dòng)后熱車一段時(shí)間才能正常行駛。而人工智能技術(shù)則無需駕駛員到車內(nèi)即可啟動(dòng)車輛，極大的方便了駕駛員的操作。另外，人工智能技術(shù)的具有遠(yuǎn)程尋車、定位導(dǎo)航、遠(yuǎn)程鎖定、遠(yuǎn)程解鎖、遠(yuǎn)程遙控開啟后備箱等諸多功能，從而極大程度方便了消費(fèi)者。

4.2.5 空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)

汽車內(nèi)的空氣質(zhì)量智能控制系統(tǒng)核心部位為空氣分子敏感傳感器，其能夠自動(dòng)過濾汽車內(nèi)部的空氣，確保車內(nèi)空氣質(zhì)量良好。而傳統(tǒng)的車輛控制控制系統(tǒng)主主要為空調(diào)和換氣系統(tǒng)，需要人工判斷車內(nèi)空氣狀況來開啟設(shè)備，對(duì)于空氣調(diào)整的效果一般，難以起到過濾的目的。而基于人工智能技術(shù)的車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則能夠利用自帶的芯片快速檢測(cè)出車內(nèi)空氣分子成分，并在空氣質(zhì)量不佳的情況下快速啟動(dòng)芯片來對(duì)車內(nèi)空氣進(jìn)行凈化[7]，然后通過自動(dòng)控制系統(tǒng)來對(duì)對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果反饋給駕駛員，提醒駕駛員要通過通風(fēng)、換氣等操作改善車內(nèi)空氣情況。

5 結(jié)束語

人工智能技術(shù)作為人類文明進(jìn)步和發(fā)展的重要體現(xiàn)，其已經(jīng)被用于多種不同的領(lǐng)域和行業(yè)，且取得了非常好的成績，尤其是在汽車電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，人工智能有著難以替代的作用。人工智能完善了汽車電氣自動(dòng)化的發(fā)展，有效提高了汽車電氣自動(dòng)化的效率和質(zhì)量，為汽車電氣自動(dòng)化的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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