整車廠智能制造分析研究

路慧喜 劉 洋

（長興吉利汽車部件有限公司，長興 313100）

汽車是機械制造領域的重要產品。在整車廠生產過程中應用智能制造技術，提升了汽車自動化生產技術的先進性，有助于提升我國汽車制造生產質量與效率。智能制造技術利用相關技術手段和設備替代人工操作，減輕了整車廠生產技術人員的工作壓力，顯著提升了整車廠的制造生產效率。因此，研究分析整車廠智能制造過程非常重要。

1 整車廠智能制造的基本概述

1.1 智能制造的基本特征

智能制造是現代新型信息化技術，在整車廠管理、制造生產和服務中均有廣泛應用。智能制造能夠自動完成制造期間的所需操作，并且能夠智能、準確地控制制造過程，保證各項制造生產運行的穩定性、高效性與安全性。智能制造在整車廠中應用的主要環節是對接客戶需求和內部管理環節。智能制造系統還能統一管理物流、制造和產品檢測等環節，是整車廠傳統管理的全面升級。智能制造與傳統管理的特征對比如圖1所示。例如：整車廠生產制造期間，焊接機器人能夠根據控制系統的指令完成工件的精準焊接，并能夠在線檢測焊點位置，若發生偏移，則能夠進行自動補焊處理，還能夠儲存這一識別糾正的邏輯過程，將其作為知識儲備，從而在之后的焊接過程中直接應用。

圖1 智能特征與傳統的管理特征對比

1.2 智能制造系統平臺的特征

智能制造系統應用全新的管理理念和方式，能夠將客戶要求作為系統管理的核心內容，在統一的平臺中管控所有管理部門，并關聯各個部門與客戶之間的信息。在管理系統中，各個部門的人員能夠清晰了解自身對客戶的價值。傳統管理系統僅以職能特征差異進行分化，一個層次級別的人員僅能看到對應系統的操作和決策。相對來說，智能制造系統管理更能夠調動各個管理部門革新提升的積極性。傳統與智能制造系統對比情況如圖2所示。

圖2 傳統管理系統與智能制造管理平臺對比

2 整車廠智能制造技術分析

2.1 智能控制系統技術

整車廠智能制造控制系統中包含內容較多，如自動化技術、人工智能技術、傳感技術以及數字化技術等。它能夠管理和控制整車全部零件的生產過程，實現全新的生產制造模式。在生產管控期間，它不需要工作人員手動操作，僅利用技術手段自動驅動智能設備就能夠控制各項制造生產裝置和操作。它的控制系統的運行實現，主要通過計算機來模擬人類的智能控制[1]。目前，整車廠制造生產結構中，已有多個生產線的上料和下料實現了由機器人控制操作，使汽車的各項安裝環節和生產流程都能夠通過智能控制系統實現信息收集、處理、反饋以及發布指令，從而實現完整的控制，使整體制造流程更加順暢和高效。

2.2 機器人集成制造技術

機器人是現代最先進的技術產品。機器人具備智能化解決問題的能力，能夠應用大數據和網絡技術完成汽車沖壓、動力總成以及汽車涂裝生產等活動。它的控制系統采用集成化模式，在汽車整車廠自動化制造中應用廣泛，為智能制造提供了充分的技術支持，且技術功能比較全面，應用優勢較大。

3 整車廠智能制造技術的實踐應用

近些年，我國在科技發展方面投入的資源較多，實行的科學技術創新支持政策充足，使得科技的智能化和自動化成為發展的主要趨勢。目前，整車廠是我國汽車生產制造的重要發展結構，尤其是智能制造技術的應用，已全面革新了生產制造的方式。

3.1 人機操作應用

汽車作為現代主要的交通代步工具，其市場需求量逐漸增多，使得整車廠制造生產的規模越來越大。汽車批量生產制造的工作量非常大，而智能制造技術的應用能夠實現人機操作，降低生產技術人員的工作量，還能使技術人員時刻了解制造生產機器的信息。生產技術人員只需設置整車生產制造操作的質量參數要求和操作方案，智能制造設備就能夠自動、精準地運行。機器生產操作能夠嚴格、精準地控制質量，并且能夠實現全天不停歇的制造生產操作，解決了以往由于人工操作不當而產生的產品質量不良等問題，提升了生產質量和效率。

3.2 虛擬化與監控技術

智能制造系統中利用多樣化且先進的技術手段，能夠模擬分析汽車制造產品的生產設計整體過程，然后通過仿真模擬運行汽車整車制造生產方案，提前預設生產制造方案運行中存在的問題和隱患。若生產過程中存在異常情況，智能制造系統會根據實際情況進行智能分析與合理調整，修改異常問題，指導整體仿真模擬運行效果，從而達到汽車生產產品的質量要求標準，并在確認無誤后進行虛擬化生產。這樣可在制造生產期間充分利用資源，降低生產制造操作偏差問題出現的概率。另外，智能制造期間各個生產環節管理部門都能夠監測制造過程，使得整車廠能夠利用車間中的個人計算機（Personal Computer，PC）實時掌握生產工藝參數運行情況，以保證生產工藝參數與產品制造質量要求保持一致。智能制造能夠綜合分析汽車加工方案的可行性和成本，全面提升制造生產方案的合理性、可行性以及經濟性。

3.3 滿足汽車制造個性化需求

現代汽車設計產品的種類非常多，不同的汽車產品在制造生產加工方面的要求存在明顯差異。智能制造能夠全面分析汽車加工客戶的需求，準確理解客戶的個性化要求，從而以高效的狀態完成生產，為客戶提供更加優質和可靠的制造生產服務，提升客戶的滿意度。這種生產方式是將消費者與生產者融為一體，做到柔性化生產的同時，運用數字化手段，用大數據分析和挖掘客戶需求，利用信息技術先行促進智能制造創新發展[2]。

4 整車廠智能制造運行優化建議

4.1 持續創新技術設備和軟件技術

整車廠智能制造運行發展的基礎是技術設備和軟件。目前，我國整車廠采用的智能制造設備和技術大多是從國外引進，國內自主研發的技術創新力度較弱，且現有技術不夠成熟，尤其是在高精度數控機床和控制系統等方面。因此，在未來智能制造發展過程中，需要加大技術設備和軟件技術的創新力度，持續強化智能控制技術運行的精度、效率和安全性能，從而為整車廠汽車制造加工水平提升提供更多的支持。

4.2 強化智能制造技術人才建設

整車廠汽車智能制造的運行離不開技術人才的支撐，但目前我國在智能制造領域的專業人才數量卻非常有限。雖然近些年我國加大了對智能制造人才培養的力度，但是人才培養的速度比較緩慢，人才培養的質量參差不齊，人才培養的方向與實際整車廠智能制造發展需求之間存在明顯的偏差，導致嚴重缺乏整車廠智能制造技術管理人才，制約了智能制造的高效發展。因此，需要加大培養智能制造人才的力度。近幾年，我國部分大學已經開設智能制造專業課程。在此基礎上，學校還需要聯合智能制造企業共同開展專業人才培養，使學生能夠同步提升理論與實踐能力。另外，在技術技能型人才培養方面也要投入更多的精力，為我國智能制造技術創新發展奠定基礎。

4.3 完善與統一智能制造標準規范體系

智能制造在整車廠中雖然已應用一段時間，但是迄今為止關于智能制造運行還沒有制定完善、統一的標準規范體系，使得應用效果與理論存在較大的差異，尚處于不斷探索應用的過程。目前，德國電氣電子行業協會已發布“工業4.0”的參考架構并定義了“工業4.0”組件，為我國頂層設計、實現“中國制造2025”的目標以及智能制造標準規范提供了相應的參考依據，對我國汽車智能制造的發展突破提供了較大幫助[3-5]。各個企業的智能制造運行標準還沒有統一，是智能制造未來發展中需要解決的重點問題。因此，各企業應通過規范標準的統一，提升汽車制造產品的兼容性與集成性。

5 結語

現代科技創新已經成為各個行業發展的核心。整車廠智能制造的運行與應用，是整車廠企業生產制造轉型升級的主要途徑。通過智能制造來革新生產制造管理模式，可為整車廠的長效發展與效益增長提供助益。