汽車制造的機械設計制造及其自動化技術研究

王寧寧 石倩 楊加斌

摘要： 在汽車制造工業領域內，機械設計制造及其自動化技術的廣泛應用，能夠進一步提升生產質量和工作效率，還能夠精準把控多項生產制造工藝，實現更加智能化和自動化的汽車零部件生產制造流程。現代汽車的功能和性能將更加符合消費者的實際需求，還能及時提升自動駕駛能力，輔助駕駛員完成判斷與操作。本文將主要研究汽車制造的機械設計制造及其自動化技術。

Abstract： In the field of automobile manufacturing industry， the wide application of mechanical design and manufacturing and automation technology can further improve the production quality and work efficiency， but also can accurately control a number of production and manufacturing processes， to achieve more intelligent and automated automobile parts production and manufacturing process. The functions and performance of modern cars will be more in line with the actual needs of consumers， and the autonomous driving capability can be timely improved to assist drivers to complete judgment and operation. This paper will mainly study the mechanical design and manufacturing of automobile manufacturing and its automation technology.

關鍵詞： 汽車制造;機械設計制造;自動化技術

Key words： automobile manufacturing;mechanical design and manufacturing;automation technology

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）24-0191-03

0? 引言

在互聯網信息時代中，汽車制造工業需要與市場需求相結合，才能夠將機械設計制造及其自動化技術進行合理應用，并對計算機集成系統以及物聯網設備的數據信息處理模式進行定期更新和優化。汽車零部件和整車制造工藝，能夠將各項自動化控制系統應用在生產車間之中，還能夠實現定制化生產功能，并對汽車零部件和整車加工過程進行全程跟蹤。

1? 機械設計制造及其自動化技術的重要性

1.1 提高生產效率

機械設計制造及其自動化技術的廣泛應用，能夠及時提高企業的生產效率，還能夠有效運用多種資源計劃配置方案，根據不同類型的汽車零部件加工生產需求，選擇更加快速高效的車間生產模式[1]。汽車零部件和關鍵裝置的生產效率主要取決于技術和人員兩個主要因素，也會對企業生產車間環境造成影響。在提高機械生產效率的過程中，機械設計制造及其自動化技術的應用，還能夠為操作人員提供更加精準的設計圖紙和機械零部件以及設備參數，并在實際應用過程中進行全程跟蹤，及時處理系統異常問題或者設備故障問題[2]。機械設計制造及其自動化技術不僅能夠提高生產效率，也能夠從精密加工過程中挖掘當前企業生產經營模式中普遍存在的問題，并嚴格約束和限制生產資料的成本支出金額，從而提升機械類產品的生產效率和質量。

1.2 提高制造質量

機械設計制造及其自動化技術，能夠進一步提高企業的生產制造質量，還能夠對機械類產品的車間實際生產過程進行全程跟蹤，還能夠借助多種信息技術手段，完成多項生產資源的科學配置操作。將提高制造質量為核心目標，很多企業會將機械設計制造及其自動化技術的具體應用過程進行全局規劃與設計，并對設計圖紙中的不規范之處進行集中處理，也會嚴格設定多項質量評價標準，并以滿足客戶需求為最終目標。不論是從技術還是管理層面提高機械類產品的生產制造質量，都能夠對數控技術、柔性制造技術以及計算機集成制造技術的具體應用形式進行全面規劃與設計，并充分保障企業內部生產制造資源的可持續性發展。相關企業在提高機械類產品的生產制造質量過程中，也需要重點關注現代化機械零部件和對應設備裝置之間的適配程度。

1.3 節能環保

機械設計制造及其自動化技術的廣泛應用，也能夠體現出其節能環保的獨特優勢，還能夠將企業內部的各項環境因素和能源因素進行分類整合，構建良好的內部生態循環機制，并及時減少工業三廢等污染物的產出比例。根據低碳環保的綠色工業生產目標，相關企業在應用機械設計制造及其自動化技術的過程中，也需要重點研究設計方案和產品需求是否都能夠滿足低碳環保的生產制造工藝需求。在實現節能環保的機械生產制造目標過程中，相關企業也需要加強對內部資源和能源的全方位管控能力，并對車間內部加工制造環境和能源利用情況進行實時監測和分析，并充分保障技術人員的人身安全。根據節能環保的機械產品生產制造目標，企業還需要合理運用多種信息技術手段，實現無紙化的生產管理模式。

1.4 操作更加簡便

機械設計制造的自動化技術相較于傳統技術，操作上更加簡便，它能夠在生產過程中自動處理信息、控制功能，并簡化人工操作流程，如以往需要多人合力才能完成的工作，現在只需要技術人員提前設置好程序，在有需要時按動按鈕即可操作機械設備，這種全自動運行方式的優點在于，操作更便捷且能夠大大解放勞動力。這種技術既可以應用在批量化生產中，也可以應用在不同產品生產中，前提是企業需要根據自身實際需求，將多種功能組合在一起，對設備進行調整及合理設置，從而滿足不同產品的需求。可見，自動化技術的運用能夠讓工序變得更加簡單，解決機械制造功能單一的問題，同時也驗證了其具有廣泛應用的優勢，推廣上也會受到更少的阻礙。

2? 汽車制造的機械設計制造及其自動化技術應用

2.1 精密定位技術

精密定位技術的廣泛應用，能夠進一步提升加工質量和生產效率，還能夠將機械加工機床等關鍵設備的操作精度實現有效提升。在生產高精密度的機械零部件過程中，精密定位技術的應用過程還能夠及時處理零部件產品表面的粗糙問題，并對機床主軸速度的提高過程進行全程監督，確保其不會出現系統內部物理故障或者摩擦故障問題。通過精密定位技術的廣泛應用，還能夠在汽車加工車間中發現多種自動化控制系統可能存在的參數錯誤問題，還需要對汽車關鍵零部件產品和動力設備的完整加工工序進行多次校驗和分析，確保精密定位技術的應用質量。精密定位技術的應用過程，還能夠影響到汽車制造與自動化加工效率，并對超精密的研磨技術應用過程進行全程跟蹤和監督管理，確保操作之后機械零部件產品的功能和性能能夠符合設計圖紙中的相關要求和技術標準。

2.2 數控技術

數控技術被廣泛應用在汽車制造工業技術領域之中，能夠將數字化設備和傳統加工操作設備緊密結合，實現更加精準的加工制造操作目標。但是在應用數控技術的過程中，也需要嚴格監管相關數據信息的采集質量和處理分析質量，才能夠及時確定數控設備操作結果的穩定性和可靠性。通過這種技術的運用，還可以避免生產過程中不必要的浪費，從而顯著的提高生產效率，以便高效、便捷的完成各項準備工作。在研發和應用數控技術的過程中，需要將汽車零部件的具體加工精度進行穩步提升，才能夠及時提供更加優質的加工制造服務模式。在工業互聯網模式中，數控技術的廣泛應用，還能夠將汽車制造工業領域內存在的核心問題進行有效解決，并充分結合多項自動化以及程序化控制裝置與操作原理，將相關數據信息同步到機械加工操作中心平臺上。在應用數控技術進行汽車零部件以及整車加工的過程中，操作人員也需要時刻關注數控設備是否存在系統故障問題或者摩擦過熱問題，并定期檢驗與分析數控技術的實際應用質量。

但當前汽車制造業中應用的數控技術，仍需要繼續深入研究，高精度技術的應用上還存在一些問題。同時，部分先進技術是被國外市場所壟斷的，汽車制造企業沒有足夠的實力完全挖掘數控明技術的價值。因此，制造業應加強對研發新技術的重視，并根據國內市場需求，對數控技術進行深入的探究，解決技術壟斷的問題，只有當數控技術整體上得到提高時，生產中存在的問題才能得到更好的解決。

2.3 虛擬化技術

虛擬化技術的廣泛應用，主要原理是利用計算機技術和各種交互設備，在汽車制造的工作平臺中搭配一個網絡虛擬環境，這能夠將汽車制造工業領域內的核心內容進行系統化整合，還能夠快速模擬出汽車零部件以及整車產品的實際生產加工效果，還能夠利用AR以及VR技術對汽車性能進行模擬測試，快速發現生產車間中存在的技術問題和管理問題，進一步提高汽車設計和功能的科學性與合理性。在工業互聯網模式中，虛擬化技術的有效應用形式，還能夠將三維仿真數據模型所在的虛擬化環境進行快速整合，并為企業車間的操作人員和管理人員提供可視化分析場景，有效管理加工制造資源和能源，實現經濟效益產出比例的最大化。虛擬化設備也能夠將汽車制造企業的實際生產加工場景進行有效模擬和分析，并將實際機械設計和加工制造過程中可能存在的問題進行有效分類，為用戶提供更多定制化汽車產品的功能和需求分析方案。但是在應用虛擬化技術的過程中，技術人員和管理人員也需要對汽車制造企業的實際制造環境進行全面約束和限制，才能夠保障虛擬化設備能夠正常實現數據信息的采集和整理分析功能。

2.4 精密切削技術

精密切削技術與精密定位技術的應用形式有所不同，也能夠在汽車生產制造車間中發揮重要的作用，并對相關自動化控制系統的實際應用過程實現精準對接。精密切削技術的應用，還能夠將相關固定措施以及性能評估指標體系實現有機結合，并對切削加工過程進行全程跟蹤以及監督管理，逐步提升切削類設備操作的精準度和可靠性。對于汽車制造企業而言，精密切削技術的有效應用，還能夠及時促進汽車零部件和整車裝置的產能提升，并對自動化切削裝置的精度控制過程產生深遠的影響。因此很多企業在應用精密切削技術的過程中，也需要緊密結合多項精密加工技術工藝流程，并著重研討和分析機械設計圖紙中的具體精度需求。精密切削技術的廣泛應用，還能夠有效提升機械零部件和汽車整車裝置之間的內部協調性，并對相關產品的加工制造工藝流程進行適度調整。

2.5 網絡化機械設計制造及其自動化模式

網絡化的機械設計制造及其自動化模式，能夠將汽車制造與加工過程進行全程跟蹤和監督管理，還能夠將網絡化管理平臺應用在生產車間之中，提升數字化設備的應用質量和工作效率。在構建網絡化模式的過程中，汽車制造企業需要根據當前實際情況，將機械設計圖紙與生產制造工藝流程緊密結合，并及時調整自動化控制系統的相關數據參數，才能夠有效提升精細化汽車零部件產品的生產制造效率。但是在應用網絡化模式的過程中，需要提前統一制定數據標準，并將不同類型設備采集到的底層數據信息進行實時處理，并在網絡化管理平臺中及時處理工作流問題以及控制流問題，并對后端數據庫管理系統進行定期的安全檢查工作。通過構建網絡化的機械設計制造及其自動化模式，汽車制造企業也能夠進一步提升本地市場的核心競爭力，并對汽車類產品的研發過程進行全程監督以及質量管控，才能夠將相關機械生產制造工藝技術進行精細化應用。在配置網絡化參數的過程中，相關部門的工作人員也需要根據實際業務操作流程完成系統環境變量的配置過程。

2.6 基于人工智能的汽車制造模式

基于人工智能的汽車制造模式，也能夠與機械設計制造及自動化技術實現有機融合，并對精密機械裝置平臺的實際應用場景進行全面檢測和分析，利用工業機器人以及機器視覺技術，完成多項汽車零部件產品的研發設計工作。在利用人工智能技術的過程中，企業的汽車機械零部件產品能夠在統一數據標準的工業互聯網平臺中進行信息流轉，并采取同步和分時異步的計算形式，及時處理加工制造過程中存在的技術問題和人力資源問題。在構建人工智能為基礎的汽車制造模式過程中，相關企業也需要重點關注車間內部相關技術要素和管理要素是否能夠實現完全整合和統一管理，才能夠進行下一步人工智能算法的應用工作。基于人工智能的汽車制造模式，將其管理和檢測分析的重點偏向于對實際生產加工制造環境和操作過程的實時信息處理流程層面上。利用人工智能技術生產汽車零部件產品，還可以及時處理生產線中數據信息采集不準確等多項問題。

2.7 集成自動化技術

自動化技術的發展在各個領域中都占據著重要的作用，也產生了較為積極的影響，這既能推動生產行業的發展，又能夠促進汽車制造業更上一個臺階，在原有基礎上取得更多的成績和突破。而為了提高核心競爭力，汽車制造業也積極的將先進技術融入到生產系統中，這就為集成技術奠定了良好的基礎。關鍵技術是實現集中式控制系統目標的重點，技術人員要采用多種生產工藝，對汽車生產各個環節進行精細的分類，并將不同工種所需要的用到的技術進行記錄，并為其提供相應的技術手段，這對提高汽車企業生產效率有著重要意義。另外，隨著汽車的普及，汽車制造業的業務范圍和生產數量也在不斷擴大，甚至會出現超負荷的高難情況。而集成技術的運用能夠讓生產更有針對性，不同的設備可以在各自的位置上高效運行，從而保證各個生產過程無縫銜接，提高生產流程的流暢性。可見，集成技術的運用既能夠縮短施工時間，又能夠大大提高生產效率。

3? 機械制造技術未來發展的主要創新內容

3.1 管理模式方面的創新

對于汽車制造企業來說，機械制造的管理模式會影響到對產品質量的要求和追求創新的意識，由于汽車產業本身對機械產品的精準度就有很高的要求，在生產過程中，如果參數設置不當，就會影響到產品的質量，進而影響汽車的性能，因此企業需要對管理模式要求更加嚴格。可以說，管理模式如果存在問題，就會導致機械制造產生錯誤，讓預設產品與實際需求造成差距，其重要性可見一斑。因此，汽車企業要加強對管理模式的創新并加強監管力度，以便生產出滿足實際需求的產品。

具體來說，企業可以從三個方面入手完成管理體系的創新：第一，企業要圍繞內部發展情況，結合生產計劃，建立完成的生產管理條例，包括詳細的管理標準，以保證管理體系的創新真正能夠改進產品或是縮短生產時間;第二，在機械制造中工人才是核心力量，雖然自動化技術的運用能夠在一定程度上解放勞動力，但仍需要工人來操作和維護機械設備。因此，提高工人的整體技術水平，加強團隊協調配合能力，能夠有效提高生產質量，同時加強彼此之間的交流和溝通，可以在生產中避免人為因素而造成的失誤;第三，汽車企業在管理中還要向發達國家或是先進企業借鑒成功經驗，學習其生產管理模型，并基于自身發展特點靈活運用，從而達到創新管理模式，提高生產效率的目的。

3.2 制造技術水平的創新

科技的發展極大程度上改變了生產的方式，隨著計算機技術和先進設備的使用和普及，機械制造過程中也開始頻繁出現信息技術的蹤跡，這與傳統人工機器制造方法相比，操作安全性更高，出現意外、失誤等風險更低。另外，對制造水平進行創新，可以讓很多先進的科學技術都融入其中，從而縮短生產周期，讓機械生產變得更加科學、合理，流程也能夠更加簡化。因此，企業負責生產的技術人員要在工作中重視學習，努力提升自己，了解更多先進的技術，并在設計和制造中選擇相應的技術，以便為提高制造水平作出一份貢獻。

3.3 制造過程環保綠色化

生態環境是人類賴以生存的根本，與人們的命運息息相關，所以人類在發展中應重視與自然和諧相處，汽車制造領域自然也不例外。汽車制造過程中，從構思、設計、生產、銷售及后期維護、回收等多個環節，都需要用到資源，且會對自然環境造成一定的影響，對此機械制造未來發展趨勢中，一定要重視環保綠色化，保證自動化技術的運用不會影響到自然生態環境。時刻謹記“環保綠色”這一原則，汽車制造必然會實現有效的突破，從而不斷降低自動化汽車制造過程中對環境的影響。

4? 結束語

機械設計制造及其自動化技術的廣泛應用，能夠進一步提升生產質量和工作效率，還能夠精準把控多項生產制造工藝，實現更加智能化和自動化的汽車零部件生產制造流程。汽車零部件和整車制造工藝，能夠將各項自動化控制系統應用在生產車間之中，還能夠實現定制化生產功能，并對汽車零部件和整車加工過程進行全程跟蹤。網絡化的機械設計制造及其自動化模式，能夠將汽車制造與加工過程進行全程跟蹤和監督管理，還能夠將網絡化管理平臺應用在生產車間之中，提升數字化設備的應用質量和工作效率。

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