機(jī)械自動化在汽車制造中的應(yīng)用

徐永樂

摘要：自動化控制技術(shù)模式下，技術(shù)人員可借助裝置或機(jī)器，通過機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)對相關(guān)工作的自動化控制，使其按照預(yù)定程序或指令在無人干預(yù)的狀態(tài)下自動完成控制或者操作，從而有效提升制造水平。這一先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)在汽車制造過程中的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，是汽車制造領(lǐng)域發(fā)展的重要方向之一。因此，本文對機(jī)械自動化在汽車制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期為各位同行提供一些參考。

Abstract： Under the automatic control technology mode， technicians can mechanically realize the automatic control of relevant work with the help of devices or machines， so that they can automatically complete the control or operation under the state of no intervention according to the predetermined procedures or instructions， so as to effectively improve the manufacturing level. This advanced production technology has significant advantages in the application of automobile manufacturing process， and is one of the important directions in the development of automobile manufacturing field. Therefore， this paper analyzes the application of mechanical automation in automobile manufacturing， in order to provide some references for your peers.

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動化;汽車制造;應(yīng)用

Key words： mechanical automation;automobile manufacturing;application

中圖分類號：TG519.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）03-0193-03

0 ?引言

雖然機(jī)械自動化技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢十分顯著，且得到了相關(guān)工作人員的廣泛認(rèn)可，但是其在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)還不夠成熟與完善，需要相關(guān)工作人員針對汽車質(zhì)量與性能的相關(guān)要求，加強(qiáng)在該領(lǐng)域的技術(shù)研究。下面，筆者對汽車制造領(lǐng)域的機(jī)械自動化進(jìn)行概述，對其應(yīng)用優(yōu)勢與現(xiàn)狀加以分析，并針對性地提出應(yīng)用策略。

1 ?汽車制造機(jī)械自動化概述

1.1 自動化技術(shù)

提前進(jìn)行程序設(shè)置，然后借助特定的機(jī)械設(shè)備在無人干預(yù)狀態(tài)下完成一系列操作的技術(shù)被稱為自動化技術(shù)。在過去的很長一段時間里，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行需要人工進(jìn)行實(shí)時操作，或者半自動化操作，占用了大量的人力資源。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，越來越多的機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)自動化操作，提升制造工作穩(wěn)定性的同時，降低了人工成本，迅速在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1.2 汽車制造中的機(jī)械自動化技術(shù)

就目前而言，機(jī)械自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車制造過程中，機(jī)械對人工的替代，保證了相關(guān)工序的準(zhǔn)確銜接，減少了技術(shù)操作誤差，是汽車制造領(lǐng)域的一大技術(shù)進(jìn)步。比如，汽車發(fā)生碰撞時，安全氣囊可以一定程度上保護(hù)使用者的安全，是一個重要的安全保護(hù)設(shè)備。安全氣囊人身保護(hù)作用的發(fā)揮，需要以足夠精確的尺寸和定位安裝安置為基礎(chǔ)，通過機(jī)械自動化技術(shù)對其沖壓設(shè)備和內(nèi)部零件進(jìn)行安裝，可以更大程度上保證安全氣囊的正常使用，從而有效提升汽車產(chǎn)品質(zhì)量。如果進(jìn)行人工安裝，則難免會產(chǎn)生或大或小的誤差，但這種誤差超出規(guī)定范圍，將會影響安全氣囊的使用，為汽車的使用者造成安全隱患。機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用則很好地解決了這個問題。此外，人們還可以在汽車制造管理工作中，借助機(jī)械自動化技術(shù)獲取到一些比較具體的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步提升技術(shù)精度，滿足人們對汽車日益提高的性能與安全需求。

2 ?機(jī)械自動化在汽車制造過程的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 降低汽車制造成本

在粗放式汽車生產(chǎn)模式下，制造技術(shù)對資源的消耗量較大，而且生產(chǎn)效率較為低下，需要占用大量人工，所以制造成本相對高昂，對該領(lǐng)域的發(fā)展形成了一定的制約作用。機(jī)械自動化技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用，有效提升了相關(guān)工作精度，實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)廢料的統(tǒng)一整理和回收，降低了制造過程對資源的消耗與人工占用量，通過生產(chǎn)成本的降低，達(dá)到了提升企業(yè)效益的目的。與此同時，制動化技術(shù)對各個制造環(huán)節(jié)的改進(jìn)與優(yōu)化，促使設(shè)備性能與生產(chǎn)材料的契合度得到有效提升，使材料利用率升高。

2.2 提高汽車制造效率

機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用，有效提升了汽車零部件的制作精度，相關(guān)制造工作效率得到顯著提高，直接提高了相關(guān)汽車制造企業(yè)的核心競爭力。機(jī)械自動化技術(shù)對汽車制造流程的優(yōu)化，對傳統(tǒng)制造工藝缺陷的彌補(bǔ)，以保證汽車生產(chǎn)質(zhì)量為前提，實(shí)現(xiàn)了對制造效率的大幅度提升。

2.3 改善機(jī)械使用性能

在汽車制造領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)械自動化技術(shù)，可強(qiáng)化對生產(chǎn)過程的管理與監(jiān)督，促進(jìn)生產(chǎn)效率得以提升的同時，對機(jī)械的使用性能加以改善。一方面來說，機(jī)械自動化技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，相關(guān)工作人員可以通過計算機(jī)技術(shù)事先在內(nèi)部設(shè)置好不固定的生產(chǎn)程序，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行的精準(zhǔn)化控制，有效防止操作失誤而造成的機(jī)械損壞，延長機(jī)械使用年限的同時，降低了設(shè)備的維修成本，保證了生產(chǎn)企業(yè)的市場競爭力和效益。另一方面來說，汽車制造企業(yè)可以通過機(jī)械自動化技術(shù)對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，繼而可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的不合理之處，通過系統(tǒng)內(nèi)部分析，找到相關(guān)原因，擬定改進(jìn)措施。生產(chǎn)管理者可以以監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理地掌控汽車制造的全過程，保證機(jī)械設(shè)備一直處于最佳工作狀態(tài)。

3 ?在機(jī)械自動化技術(shù)汽車制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 集成自動化技術(shù)得以廣泛應(yīng)用

相關(guān)零部件的生產(chǎn)是汽車質(zhì)量控制工作的關(guān)鍵內(nèi)容，汽車制造企業(yè)要從零部件生產(chǎn)加工開始加強(qiáng)對生產(chǎn)質(zhì)量的管理，優(yōu)化消費(fèi)者的使用體驗(yàn)。通過集成自動化技術(shù)，汽車制造企業(yè)可以借助電子控制設(shè)備對汽車零部件的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)定，從而使各個零部件之間的耦合性增強(qiáng)。此外，集成自動化技術(shù)的應(yīng)用，提升了汽車生產(chǎn)技術(shù)和流程的系統(tǒng)性，使零部件的設(shè)計、生產(chǎn)、組合都在相應(yīng)的程序控制之下，實(shí)現(xiàn)了對相關(guān)制造工作的遠(yuǎn)程管理，減少了勞動力需求，從人力資源投入層面保證了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。隨著汽車制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展，以及機(jī)械自動化技術(shù)的不斷升級，汽車制造將進(jìn)一步走向智能化生產(chǎn)。

3.2 汽車組裝自動化程度有效提升

傳統(tǒng)的汽車組裝工作全部依靠技術(shù)人員完成，隨著機(jī)械自動化技術(shù)的升級和應(yīng)用，汽車組裝也逐步實(shí)現(xiàn)了自動化，一定程度上減少了，極大地方便了組裝技術(shù)人員的相關(guān)操作。在現(xiàn)代化的汽車組裝車間，技術(shù)人員可通過機(jī)械自動化技術(shù)對組裝程序進(jìn)行設(shè)定，控制組裝工作，按照預(yù)期完成，更大程度上保證了技術(shù)人員的安全，同時解決了傳統(tǒng)人工組裝工作效率低下的問題。從組裝技術(shù)層面而言，人工組裝技術(shù)誤差范圍較大，汽車質(zhì)量難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化。通過機(jī)械自動化技術(shù)進(jìn)行汽車組裝，則更大程度上縮小了誤差范圍，提升了組裝操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，真正意義上實(shí)現(xiàn)了流水線作業(yè)，促進(jìn)了生產(chǎn)效率與質(zhì)量的極大提升。與此同時，機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了汽車制造業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，使汽車制造企業(yè)的市場競爭力得到大幅度提升。

3.3 安全自動化系統(tǒng)全面優(yōu)化

汽車零部件的高速沖壓對相關(guān)操作人員的安全威脅較大，而且沖壓操作過程也較為復(fù)雜。在傳統(tǒng)汽車制造工藝中，這一環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)安全事故。通過機(jī)械自動化技術(shù)，相關(guān)操作人員可以對沖壓車間進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，有效減少了安全事故的發(fā)生概率。相比于傳統(tǒng)沖壓操作環(huán)境，機(jī)械自動化操作為技術(shù)人員營造了一個相對安全的工作環(huán)境。通過機(jī)械自動化技術(shù)可以為操作人員構(gòu)建安全防護(hù)，安全防護(hù)門可以在沖壓結(jié)束之前對技術(shù)人員的人身安全進(jìn)行有效保證。直到自動程序測定危險環(huán)境解除之后，技術(shù)人員才可以進(jìn)入沖壓車間進(jìn)行其他操作，有效提升了其操作安全性。

4 ?機(jī)械自動化技術(shù)在汽車制造過程的具體應(yīng)用

4.1 集成技術(shù)的應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)了汽車自動化生產(chǎn)之后，可通過信息技術(shù)的集成化優(yōu)勢，對制造流程進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)工作流程的精簡與零部件生產(chǎn)效率的提升。集成化制動技術(shù)將人工智能、微電子、通信、計算機(jī)等現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，促進(jìn)了其各自優(yōu)勢領(lǐng)域的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了對汽車制造過程的集中管理。比如，將多種現(xiàn)代化汽車制造技術(shù)融合到一起形成柔性制造功能，然后在計算機(jī)的輔助下，發(fā)揮機(jī)械自動化整體功能優(yōu)勢，對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行集成管理，使汽車制造活動形成統(tǒng)一性連續(xù)性的功能整體。

4.2 制造過程智能化管理

汽車智能化制造技術(shù)是通過計算機(jī)技術(shù)、軟件編程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對其制造過程中的各項工作進(jìn)行智能化管理，有效節(jié)約了人力資源，實(shí)現(xiàn)了汽車制造效率的提升。在汽車制造領(lǐng)域，智能化管理技術(shù)將得到更為廣泛的應(yīng)用。比如，汽車制造企業(yè)可通過智能化管理技術(shù)對原有的管理方式進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理。計算機(jī)技術(shù)、產(chǎn)品制造技術(shù)、人工智能技術(shù)、自動化技術(shù)的結(jié)合，促進(jìn)了汽車制造過程的智能化與科學(xué)化。相關(guān)技術(shù)人員可通過智能化技術(shù)對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行自動檢測，而后對檢測數(shù)據(jù)加以分析，形成書面報告，更大程度上保證汽車產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。與此同時，電子儀器還可替代人力勞動，實(shí)現(xiàn)對各個汽車制造環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)化管理。

4.3 在機(jī)械組裝的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的汽車制造過程中，需要依靠人力輔助機(jī)械設(shè)備完成組裝工作，人員安全事故時有發(fā)生，且組裝效率較低。將機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用于組裝過程，使機(jī)械組織按照預(yù)先設(shè)定的程序自動形成組裝流水線，一定程度上脫離人工直接操作而依靠機(jī)械完成機(jī)械的運(yùn)輸、組裝、檢測、調(diào)試、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)。機(jī)械自動化生產(chǎn)對人工操作的替代，既提升了組裝效率，又降低了組裝過程對技術(shù)人員人身安全的威脅。

4.4 在自動檢測的應(yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展，汽車制造過程中所能使用的新型部件和新型材料數(shù)量日漸增加，相關(guān)制作工藝也逐漸精細(xì)化，部件質(zhì)量的檢測不能再像以往那樣依靠技術(shù)人員的嚴(yán)厲和經(jīng)驗(yàn)。通過融合了自動化技術(shù)的先進(jìn)檢測儀器，則可以精確測量零件尺寸，有效保證其制作精度的同時，大幅度提升了檢測效率，對于整個汽車的制造質(zhì)量而言具有積極意義。

4.5 在安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用

自動化技術(shù)在汽車制造安全系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個方面。首先，是緊急啟停系統(tǒng)。該裝置可對生產(chǎn)設(shè)備的意外起停進(jìn)行有效控制。傳統(tǒng)安全控制裝置運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)操作中發(fā)生松動的現(xiàn)象，若此時找技術(shù)人員啟動機(jī)器將會對其人身安全造成較大威脅。融入機(jī)械自動化技術(shù)之后，則可自動設(shè)置鎖定功能，使機(jī)器在出現(xiàn)故障時自動停止運(yùn)轉(zhuǎn)，有效保證了技術(shù)人員的安全。其次。是設(shè)置安全門對技術(shù)人員的人身安全加以保護(hù)。壓機(jī)安全事故是汽車制造過程中威脅技術(shù)人員安全的重要因素。通過機(jī)械自動化技術(shù)設(shè)置安全門對機(jī)械進(jìn)行控制，使其在威脅人員安全操作時自動停止運(yùn)轉(zhuǎn)。例如使用開關(guān)式和移動式安全防護(hù)門，組織技術(shù)人員進(jìn)入壓機(jī)生產(chǎn)危險區(qū)域范圍。

4.6 在自動化配電的應(yīng)用

在汽車配電系統(tǒng)設(shè)計工作中，要對其機(jī)械配電線路負(fù)荷的要求和穩(wěn)定性加以重視，以保證汽車配電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在小機(jī)械負(fù)荷條件下，設(shè)計人員可選擇合適的靜態(tài)電壓補(bǔ)償法，提升汽車配電系統(tǒng)線路的穩(wěn)定性。在配電線路重載條件下，設(shè)計人員則需要選擇通過動態(tài)電壓補(bǔ)償法，提升汽車配電系統(tǒng)線路穩(wěn)定性。當(dāng)汽車配電系統(tǒng)完全采用直流供電時，為了有效降低汽車配電網(wǎng)的負(fù)荷損耗以及線路功耗，對電網(wǎng)系統(tǒng)的線路負(fù)荷與功率進(jìn)行控制，設(shè)計人員可采用適宜的直流電力對線路進(jìn)行補(bǔ)償。也就是說，設(shè)計人員需要對汽車配電線路的各種影響因素進(jìn)行整體分析，并基于此開展設(shè)計工作，從而實(shí)現(xiàn)對汽車配電系統(tǒng)的優(yōu)化，使其更好地滿足汽車制造標(biāo)準(zhǔn)和要求。

5 ?汽車制造過程的機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展前景

5.1 有效解決環(huán)保問題

綠色發(fā)展是關(guān)系到人類長期發(fā)展與生存的重要問題，汽車制造領(lǐng)域應(yīng)將環(huán)保工作放在重要位置，在機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用研究過程中，對這一因素進(jìn)行充分考慮。汽車制造企業(yè)若想在市場上長期占有優(yōu)勢，就要堅定不移地將綠色節(jié)能環(huán)保理念滲透于汽車自動化生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，通過機(jī)械自動化技術(shù)減少生產(chǎn)過程對周圍環(huán)境的影響，且會在新能源汽車方面加大研究，電動汽車和其他新能源汽車制造領(lǐng)域的機(jī)械自動化技術(shù)將會成為重要的發(fā)展方向。如圖1所示。

5.2 強(qiáng)化虛擬化工作環(huán)境應(yīng)用

虛擬網(wǎng)絡(luò)以計算機(jī)為基礎(chǔ)，使各項設(shè)備之間形成虛擬化的工作環(huán)境，并把感知能力、經(jīng)驗(yàn)技術(shù)、理論知識體系植入到虛擬環(huán)境，使其與其中的對象完成交互。汽車制造企業(yè)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)虛擬化，既是指進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境的構(gòu)建。從汽車制造技術(shù)的發(fā)展前景來看，網(wǎng)絡(luò)虛擬化可實(shí)現(xiàn)，對設(shè)備生產(chǎn)流水線的仿真和模擬，繼而達(dá)到虛擬化檢測成品的目的。在汽車制造行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化發(fā)展過程中，機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，推動了汽車生產(chǎn)流程的優(yōu)化、性能的提升。

5.3 實(shí)用性進(jìn)一步提升

雖然機(jī)械自動化技術(shù)在我國汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用如火如荼，其應(yīng)用基礎(chǔ)和具體實(shí)用性仍有所缺失。汽車自動化制造技術(shù)的發(fā)展應(yīng)一步一個腳印、一步一個臺階地向上發(fā)展，從機(jī)械生產(chǎn)的實(shí)際效益出發(fā)，逐漸擴(kuò)大其應(yīng)用范圍、豐富其應(yīng)用形式。如果將汽車制造技術(shù)比作一座大山，那么頂峰則是“應(yīng)用”。機(jī)械制動化技術(shù)的應(yīng)用要以企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提升為基石，探索自動化生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量提升的結(jié)合點(diǎn)，使該技術(shù)更好地為汽車質(zhì)量的提升服務(wù)，從而形成可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5.4 自動化工廠的創(chuàng)建

顧名思義，機(jī)械自動化技術(shù)是一種自動化生產(chǎn)，在汽車制造領(lǐng)域具備很大的發(fā)展空間。該技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用促進(jìn)了工序與工藝之間的有效銜接，推動了新型工作崗位的形成，自動化工廠的創(chuàng)建將成為該制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。在自動化工程中，人們可以將更多的工作交給機(jī)械來完成，實(shí)現(xiàn)了對制造流程的智能化控制，機(jī)械將更大范圍內(nèi)代替人工操作，生產(chǎn)效率將得到進(jìn)一步提升。機(jī)械對人工操作的替代，有效降低了人力資源投入，減少了生產(chǎn)過程中空閑時間的浪費(fèi)，減少了人工操作所帶來的誤差，使工件加工與組裝精度更高，達(dá)到了提升企業(yè)效益、降低生產(chǎn)成本的目的。

5.5 設(shè)備逐漸趨于微型化

就目前而言，機(jī)械自動化技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，但是相關(guān)機(jī)械自動化設(shè)備較為笨重，其重量和體積都比較大，這就造成了機(jī)械設(shè)備的移動困難，當(dāng)其出現(xiàn)故障之后，維修工作的開展較為困難。因此，將來機(jī)械自動化設(shè)備將逐漸趨于微型化，更加便于維修人員進(jìn)行相關(guān)操作。這種微型化發(fā)展主要體現(xiàn)在設(shè)備質(zhì)量的減輕，及其體積的縮小，為維修人員提供便捷的同時，也節(jié)約了占地面積。此外，微電子系統(tǒng)將在機(jī)械自動化設(shè)備中得到更為廣泛的應(yīng)用，從而使汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各項檢測與分析工作更為便捷，促使制造活動有序開展，促進(jìn)企業(yè)效益的進(jìn)一步提升。

6 ?結(jié)束語

綜上所述，機(jī)械自動化技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用推進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量與制造效率的提升，相關(guān)企業(yè)可通過其集成化優(yōu)勢與智能化優(yōu)勢的發(fā)揮，進(jìn)一步提高自身在市場上的競爭力。每輛汽車都需要數(shù)以萬計的部件組合而成，因此汽車零部件的制造與組裝是影響該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素。機(jī)械自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)論、電子學(xué)、控制論、計算機(jī)技術(shù)等多項技術(shù)的整合應(yīng)用，是一項綜合性的，具有強(qiáng)大功能的現(xiàn)代化制造技術(shù)。各個汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)對機(jī)械自動化技術(shù)的依賴將逐漸提升，繼而達(dá)到提升生產(chǎn)安全性和生產(chǎn)質(zhì)量的目的。

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