汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)應用研究

龍錦中　吳堅　沈平

【摘 要】通過汽車配件生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造的應用分析，結(jié)合廣西地方發(fā)展的特點發(fā)現(xiàn)智能制造技術(shù)應用推廣過程中存在的問題，提出通過關(guān)鍵技術(shù)裝備和軟件系統(tǒng)升級、多層次的人才隊伍構(gòu)建、統(tǒng)一標準規(guī)范體系，推進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”產(chǎn)業(yè)鏈，重點建設(shè)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】汽車生產(chǎn)領(lǐng)域;智能制造;智能升級;二次創(chuàng)業(yè)

【中圖分類號】U466;TH-39【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0092-03

0 引言

在機械制造領(lǐng)域應用智能化制造技術(shù)是體現(xiàn)汽車工業(yè)自動化生產(chǎn)的高新技術(shù)，隨著我國汽車工業(yè)的進一步發(fā)展，如果各領(lǐng)域能通過應用智能制造技術(shù)，可有效地提高汽車工業(yè)生產(chǎn)的工作效率，降低工人勞動強度。

廣西智能制造處于起步階段，近期，政府出臺了相關(guān)文件，在《智能制造實施意見》中，明確要大力推進傳統(tǒng)機械、制糖、鋁業(yè)制造產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”，分別要建設(shè)3個智能制造城：南寧市、柳州市、玉林市。實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，打造廣西“九張名片”：傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、先進制造業(yè)、信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟、高性能新材料、生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)等。

廣西作為全國較大的汽車生產(chǎn)基地，對研究機械制造智能技術(shù)在汽車工業(yè)生產(chǎn)中的應用與發(fā)展，對促進地方經(jīng)濟具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)的特點

1.1 智能控制

汽車配件生產(chǎn)領(lǐng)域智能控制是將先進自動化技術(shù)、先進制造技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)及新一代信息技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)工廠和企業(yè)內(nèi)部之間和產(chǎn)品全生命周期的實時管理和優(yōu)化的新型制造，無需人工干預就能夠通過驅(qū)動智能設(shè)備實現(xiàn)其目標的自動控制，也是用計算機模擬人類智能控制的一個重要領(lǐng)域。在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的熱交換器散熱管生產(chǎn)線是運用機器人控制上下料，從卷材經(jīng)過一系列沖壓模具成形，再到切管、整形、成品入庫，控制整個生產(chǎn)流程的智能生產(chǎn)線具有智能信息處理、智能信息反饋和智能控制決策功能的控制方式，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。

1.2 ABB機器人集成制造技術(shù)

ABB是全球領(lǐng)先的工業(yè)機器人技術(shù)供應商，提供機器人產(chǎn)品、模塊化制造單元及服務(wù)，ABB機器人研發(fā)生產(chǎn)公司在發(fā)達的瑞士，它在工業(yè)自動化發(fā)展中屬于先進的國家，并擁有當今世界最全面、種類最多的機器人產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)，它的產(chǎn)品早在1994年就進入了中國市場。經(jīng)過近20年的發(fā)展，ABB公司擁有先進的機器人智能化解決方案和包括運用大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行沖壓自動化、動力總成自動化和車身涂裝生產(chǎn)自動化在內(nèi)的三大系統(tǒng)，為世界各國汽車整車廠和零配件供應商及其他工業(yè)自動化生產(chǎn)領(lǐng)域等智能制造領(lǐng)域提供全方位的技術(shù)支持與服務(wù)。

2 汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造描述

2.1 內(nèi)涵

汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造是一種由人和機器系統(tǒng)共同組成的人機一體化智能控制，它以智能工廠的形式呈現(xiàn)。在產(chǎn)品的制造過程中能進行較多的智能活動，比如分析、構(gòu)思、推理、判斷、動作和感知等。通過人與機器的聯(lián)合行動處理信息，代替部分或全部人類在制造過程中的勞動力，提高制造生產(chǎn)率。

作為一種制造技術(shù)，智能制造技術(shù)的主要作用是制造，通過運用現(xiàn)代計算機技術(shù)手段來開展生產(chǎn)制造的集成及管理工作。相對于汽車配件生產(chǎn)企業(yè)，智能制造的核心內(nèi)容就是將整體制造的能力有效提升，因此大部分企業(yè)都很重視智能制造。隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，使得智能制造有了更強的技術(shù)力量支持它的發(fā)展。為了能夠使汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)得到進一步的深化和發(fā)展，需要企業(yè)引進高端技術(shù)技能型人才，利用人才的力量提升智能制造水平，特別是發(fā)展我國自有核心技術(shù)，避免發(fā)達國家對本國的技術(shù)封鎖，以確保實現(xiàn)我國的“中國制造2025”的智能制造遠大目標，使智能制造中國兀立在世界的東方。

2.2 特點

通過信息技術(shù)、自動化技術(shù)和先進加工技術(shù)融合，使生產(chǎn)設(shè)備根據(jù)客戶的產(chǎn)品需求隨時更換。在柔性制造體系下，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)和思維，把消費者與生產(chǎn)者一體化，做到柔性化生產(chǎn)的同時，把數(shù)字化手段用到極致，用大數(shù)據(jù)對客戶需求進行分析和挖掘，利用信息技術(shù)先行，推動汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造創(chuàng)新發(fā)展。被加工產(chǎn)品的批量也可根據(jù)需要迅速調(diào)整，同時產(chǎn)品性能參數(shù)也可以根據(jù)客戶需求改變，并能迅速而有效地引入新的汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)，最終實現(xiàn)對用戶需求變化或用戶特殊要求的及時、高效反應，使汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應各種復雜的環(huán)境。

3 智能制造技術(shù)在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的應用

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，各個地區(qū)都用不同的方法提出相應的政策支持企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新活動的展開。在不同的工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，不斷地試驗和創(chuàng)新過程中，逐漸實現(xiàn)了一體化、自動化、智能化的生產(chǎn)方式，通過先進的技術(shù)促進工業(yè)經(jīng)濟的更好發(fā)展。在廣西汽車工業(yè)領(lǐng)域，應用智能制造技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 人機操作

通過運用智能制造技術(shù)能夠很好地實現(xiàn)人機操作。在人機操作中，人與機器之間進行信息交換的交接。比如，在汽車配件企業(yè)生產(chǎn)的熱交換器，每個月要提供4萬件產(chǎn)品給各大汽車生產(chǎn)企業(yè)，并且對產(chǎn)品的質(zhì)量要求非常高，僅僅依靠人工制造手段無法按計劃高質(zhì)、高效地實現(xiàn)產(chǎn)能的要求。如今借助機器人與自動化智能技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備，可以實現(xiàn)機器24小時生產(chǎn)，能很好地解決實際生產(chǎn)過程中無法處理的問題，生產(chǎn)效率與質(zhì)量都有很大的提高。

3.2 虛擬化與監(jiān)控生產(chǎn)

通過信息、自動化、監(jiān)測、計算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面的先進技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計和連接。這些先進的技術(shù)是通過機電一體化設(shè)計概念軟件，包括驅(qū)動機構(gòu)、傳感器、過程仿真實現(xiàn)，預先知道生產(chǎn)過程中可能存在的問題，如有異常，可以通過軟件修改錯誤，直到能夠?qū)崿F(xiàn)無過程性錯誤，實現(xiàn)生產(chǎn)虛擬化生產(chǎn)，減少了真實生產(chǎn)中的資源浪費。制造環(huán)節(jié)的各部門都設(shè)置監(jiān)測看板，工廠通過生產(chǎn)車間的PC機采集生產(chǎn)過程中的工藝數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)品的工藝性是在滿足產(chǎn)品實際性能需求的前提下，將產(chǎn)品加工的可行性與經(jīng)濟性考慮在內(nèi)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)，評價產(chǎn)品工藝性分析方法，從技術(shù)性、經(jīng)濟性和效率性3個角度進行分析。

3.3 個性化需求

利用大量數(shù)據(jù)采集和分析個性化產(chǎn)品，更好地滿足汽車消費者個性化、定制化、時效性需要，實現(xiàn)“多樣化、小規(guī)模、周期可控”的柔性化生產(chǎn)，提升汽車生產(chǎn)領(lǐng)域制造業(yè)的智能化水平，提升對消費者個性化服務(wù)水平。依靠有高度柔性的制造設(shè)備實現(xiàn)多品種、小批量的生產(chǎn)方式。由廠家主導生產(chǎn)，轉(zhuǎn)型為消費者主導，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)和思維，把消費者與生產(chǎn)者一體化，做到柔性化生產(chǎn)的同時，把數(shù)字化手段用到極致，用大數(shù)據(jù)對客戶需要進行分析和挖掘，利用信息技術(shù)先行，推動智能制造創(chuàng)新發(fā)展。

4 智能制造技術(shù)應用推廣過程中關(guān)鍵問題的解決

4.1 關(guān)鍵技術(shù)裝備和軟件系統(tǒng)

我國智能制造裝備與技術(shù)整體發(fā)展迅速，但關(guān)鍵核心技術(shù)與高端裝備主要還是依靠日本、歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，自主創(chuàng)新能力不足，還在起步探索階段，嚴重制約了我國汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的智能制造發(fā)展。同時，高精度數(shù)控機床、控制系統(tǒng)和關(guān)鍵部件的自主創(chuàng)新能力薄弱，智能控制技術(shù)等先進技術(shù)自給率偏低。大部分加工高精密度零件的數(shù)控機床還需要進口。

后期，還需加快對智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備、智能化工廠、智能化產(chǎn)品、智能化服務(wù)的開發(fā)和應用，突破高精度、高效率和高可靠性的智能控制，提供實用的汽車智能制造等一批關(guān)鍵技術(shù)。研發(fā)智能制造相關(guān)的核心軟件，積累一批具有自主核心技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)，為實現(xiàn)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造過程的智能化提供裝備與軟件支撐。

4.2 多層次的人才隊伍亟待構(gòu)建

我國推進汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造過程中還存在人才不足的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是掌握智能制造技術(shù)的人才總量短缺，熟悉智能制造管理人才缺乏，沒有足夠的智能制造人才支撐。從2018年開始，我國有少部分大學開始招收智能制造專業(yè)與大數(shù)據(jù)專業(yè)等智能制造相關(guān)專業(yè)的學生進行培養(yǎng)。學校培養(yǎng)的各種層次的學習者的文化程度、學習能力、實踐能力等存在較大的差異，如何保障人才培養(yǎng)的質(zhì)量成為人們擔憂的問題。二是汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造業(yè)人才培養(yǎng)方向與企業(yè)實際需求脫節(jié)問題突出，企業(yè)與學校之間的融合不夠深入。由于技術(shù)的不斷更新，學校的教學內(nèi)容不能及時跟上企業(yè)的發(fā)展速度，學校的畢業(yè)生不能適應企業(yè)的人才需求。現(xiàn)在國家主推實行的“現(xiàn)代學徒制”或“訂單班”，能很好地解決人才培養(yǎng)與企業(yè)實際需求脫節(jié)問題。隨著國家對高職擴招100萬學生計劃的實施，需要重視與加強智能制造人才的培訓，培養(yǎng)出一批能夠帶動汽車制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型的領(lǐng)軍人物，如果能夠突破智能制造核心技術(shù)并進行技術(shù)創(chuàng)新的技術(shù)技能型高級人才的精心培養(yǎng)，相信未來在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的人才素養(yǎng)與質(zhì)量都會有較大的提高。同時，需鼓勵有條件的高校、科研單位、企事業(yè)等單位建設(shè)智能制造實訓基地，培養(yǎng)能滿足智能制造發(fā)展需求的實用型人才。

4.3 標準規(guī)范體系尚不完善、不統(tǒng)一

我國智能制造標準規(guī)范體系不完善、不統(tǒng)一，主要原因在兩個方面。一是我國是傳統(tǒng)型制造業(yè)大國，智能制造起步較晚，頂層設(shè)計框架尚不完善。但是，德國電氣電子行業(yè)協(xié)會已發(fā)布工業(yè)4.0的參考架構(gòu)并定義工業(yè)4.0組件，為我國頂層設(shè)計、為實現(xiàn)“中國制造2025”的目標、為智能制造標準規(guī)范提供了重要的參考依據(jù)，也為我國汽車行業(yè)發(fā)展智能制造產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。同時，以“通用汽車”“福特汽車”“克萊斯勒汽車”公司為首的美國汽車制造企業(yè)很早都從物理系統(tǒng)、傳感器與執(zhí)行器、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、分析服務(wù)、應用與集成、商業(yè)系統(tǒng)7個方面構(gòu)建了汽車智能制造框架。二是汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造關(guān)鍵技術(shù)標準尚不統(tǒng)一。各個企業(yè)之間對應標準規(guī)范尚未統(tǒng)一，企業(yè)內(nèi)部都有自己獨立的一套內(nèi)部標準規(guī)范，造成不同廠商產(chǎn)品間兼容性較差，集成難度高。

5 結(jié)語

隨著科技水平與社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于當前的汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，想要保持良好的發(fā)展狀態(tài)，維持高效高質(zhì)量生產(chǎn)，必然會向智能化制造過渡。以廣西區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展所需為基礎(chǔ)，圍繞廣西推進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”產(chǎn)業(yè)鏈，以機械裝備制造向智能制造方向轉(zhuǎn)型為主線，重點建設(shè)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)，發(fā)展廣西作為汽車生產(chǎn)大省的優(yōu)勢，實現(xiàn)智能化、自動化的生產(chǎn)管理模式，符合現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展要求，夠獲得更多的社會效益和經(jīng)濟效益。

參 考 文 獻

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