汽車智能制造中機電一體化技術的探索及實踐應用研究

楊瑞新

江蘇大學 江蘇省鎮江市 212013

機電一體化技術是一種機械、電子、信息科學三者為一體的機械微電子復核技術。通過機電一體化技術，一方面能夠對傳統產業進行改造升級，另一方面則能促進機電一體化產品的開發，加快產品結構進行調整。隨著中國制造2025發展戰略的提出，我國許多傳統制造行業開始逐漸注重對機電一體化技術的應用，其中尤其是汽車智能制造行業，依托機電一體化技術，已經不斷朝著智能化、自動化的方向發展。由此可見，探索機電一體化技術在汽車智能制造中的實踐應用，具有重要的現實意義。

1 汽車智能制造中運用機電一體化的價值

1.1 有利于汽車智能制造信息化

通過在汽車智能制造中應用機電一體化技術，能夠在汽車制造階段時，在汽車各個重要位置安裝感應裝置，一方面能夠對汽車運行狀態開展實時監控，另一方面則能對周邊環境信息進行采集，幫助駕駛者智能化操控汽車。除此之外，機電一體化技術也為實現無人駕駛提供了強有力的技術支持。憑借機電一體化技術，能夠在汽車行駛過程中自動收集路面信息，并借助信息系統處理汽車運行狀態，最終實現汽車的智能化行駛。

1.2 有利于汽車智能制造系統化

在汽車智能制造過程中，傳統的機械制造方式無法滿足多種汽車零部件之間的協同控制，同時也無法使汽車零部件之間形成有效的信息交互。例如，汽車在駕駛過程中，主要依靠駕駛者的個人經驗控制車速。此時如果駕駛者為新手，則其經驗判斷能力將稍顯不足，因此會提升汽車行駛過程中的意外發生概率。而通過在汽車智能制造中運用機電一體化技術，則能為汽車配備智能化的信息系統，幫助駕駛者及時分析路面信息，增強汽車的安全性以及信息系統的協調性。

1.3 有利于汽車智能制造環保化

隨著我國經濟的發展，我國汽車保有量直線上升。根據我國公安部門的數據統計，截至2021年9月，我國機動車保有量已經達到3.90億輛，其中汽車2.97億輛。伴隨我國汽車保有量的不斷提升，必然對環境造成更大的破壞。基于此，降低汽車的碳排放量成為重中之重的問題。但是，依托傳統的機械設計方案較難控制汽車的全面指標，也未能達成節能減排的根本目的。而通過使用機電一體化技術，則能借助智能化控制系統，有效降低汽車在使用過程中的碳排放量，從而實現汽車的環保化制造。

2 汽車智能制造中機電一體化技術的實踐應用

2.1 自動變速器設置

在汽車智能制造中應用機電一體化技術，能夠在升級汽車自動變速器的同時，將汽車的操控水平提升一個臺階。與此同時，通過機電一體化設置汽車的自動變速器，還能有效降低駕駛者操控汽車的難度，提升駕駛者的整體操控體驗。將機電一體化技術應用于汽車的自動變速器設置中，能夠依托信息技術對汽車基本狀態進行自檢分析，然后對汽車的電子電路展開監控，進而向駕駛員傳輸汽車的運行條件。當汽車在行駛過程中出現熄火等問題時，系統將在第一時間向駕駛員預警，提醒其注意即將帶來的風險。而當自動變速器出現故障時，傳統的機械系統無法處理此類問題，而應用機電一體化技術的汽車，則能將自動變速器設置快速切換至手動控制狀態，以確保變速器的穩定有效運行。由此可見，在汽車智能制造中應用機電一體化技術，能夠促進自動變速器設備進行優化升級。該應用舉措不僅能夠有效提升自動變速器的功能，還能使汽車系統逐漸朝著智能化方向發展。

2.2 制動防抱死技術

將機電一體化技術實踐應用于汽車的制動防抱死系統中，一方面能夠有效限制汽車后輪的移動條件，另一方面則能使汽車系統和制動防抱死技術形成統一的作用體系，從而提高汽車的整體操控水平。例如在車速控制方面，當汽車面臨緊急制動需求時，汽車搭載的智能化系統能夠快速聯動制動防抱死技術，快速控制汽車車速，在提高汽車行駛的安全性的同時，將智能化價值進行集中呈現。在傳統汽車制造行業中，主要通過后輪制動的方式控制汽車車速，這樣顯然無法滿足汽車的緊急制動需求。而通過機電一體化設計的制動防抱死技術，能夠對駕駛者的駕駛習慣進行分析，為駕駛者匹配最合適的控制技術。而在機械制動方面，應用機電一體化技術的制動防抱死技術能夠在后輪制動的基礎上，加入前輪制動系統，從而實現整車的制動技術控制。除此之外，當汽車在行駛過程中，基于機電一體化技術的制動防抱死技術，能夠通過對路面狀況進行分析，為駕駛者提供制動輔助等功能，從而提升汽車的智能化駕駛體驗。

2.3 激光雷達測距系統

在汽車智能制造中，依托機電一體化技術，能夠打造以激光和雷達為技術核心的全新測距系統。將該系統放置于汽車前部，能夠對汽車前端的障礙物進行實時掃描，進而確保汽車始終與障礙物保持安全距離。該測距系統的運行過程主要包括以下幾方面。首先，在汽車行駛過程中，透過激光和雷達設備，能夠對汽車前方的障礙物進行捕捉，然后借助汽車搭載的自動化信息檢測系統，分析汽車與障礙物之間的距離。其次，信息系統在收集到足夠信息后，能夠對障礙物的運動軌跡進行預測，從而使障礙物與汽車形成實時安全距離。最后，向駕駛者發出預警信息，使其對當前測距內容有所了解，從而把控汽車速度和前進方向。在激光雷達測距系統中，機電一體化技術所帶來的處理器設備是其實現信息傳輸，確保測距成功的關鍵。由此可見，正是機電一體化技術在汽車智能制造中的應用，為汽車制造實現智能化發展創造了技術優勢。

3 汽車智能制造中機電一體化技術的未來發展

3.1 自動化方向發展

隨著機電一體化技術的創新和完善，勢必使汽車智能制造行業逐漸朝著自動化、智能化的方向發展。在此過程中，汽車的相關工藝和設計，也將隨之發生翻天覆地的變化。在未來的發展方向中，汽車智能制造需要依靠機電一體化技術，拓展諸如智能控制、智能算法等操作技術，并將其加入汽車智能制造的工藝和設計中，從而使整個汽車生產過程更具精確性和效率性。此外，在汽車智能制造技術發展過程中，更多地要與日益發達的信息技術相結合，并依托互聯網技術、云計算等新興技術，為汽車智能制造行業搭建完善的工業信息網絡，從而為用戶提供更具個性化的定制服務。

3.2 綠色化方向發展

對于汽車制造行業，始終都是造成環境污染的重要因素之一。尤其是汽車生產過程中存在的噪聲污染、粉塵和紫外輻照污染、化學物質污染、矽塵污染等，上述污染因素加重了人們對汽車制造行業的刻板印象。因此，為了打破人們的刻板印象，并在經濟發展和環境保護之間找到發展平衡點，需要依托機電一體化技術升級汽車智能制造行業的產業結構，推動技術升級換代，加強生產過程中的綠色和環保屬性。除此之外，通過將機電一體化技術應用于汽車智能制造的各個環節，不僅能夠有效提升汽車制造效率，還能降低汽車制造過程中的能源消耗，使汽車智能制造行業始終朝綠色化方向發展。

3.3 安全性方向發展

對于汽車智能制造行業而言，數據信息的安全性至關重要。尤其是在信息化時代背景下，許多汽車制造技術環節都需要依托信息技術加以實現。如果數據信息得到泄露，將嚴重影響汽車的安全質量。基于此，以信息科學技術為核心的機電一體化技術，將為汽車智能制造提供安全性能的保障。一方面，依托機電一體化技術，能夠對汽車智能制造行業的安全系統進行升級換代，從而提升安全系統發現安全漏洞的能力，并對安全漏洞展開及時處理，降低安全問題發生的可能性。另一方面，依托機電一體化技術，能夠建立有效的入侵檢測系統。通過該系統，能夠對未經允許的非法訪問用戶進行抵御和攔截，同時還能抵抗一定程度的非法入侵，保障系統的整體安全性。

4 結語

隨著中國制造2025戰略計劃的發布，汽車制造行業也需要逐漸朝智能化方向轉型，而通過應用機電一體化技術能夠快速達成該目標。依托機電一體化技術，能夠在自動變速器設置、制動防抱死技術、激光雷達測距系統等實踐應用中，為汽車智能制造帶來重大改變。而在未來的發展中，汽車智能制造中機電一體化技術也應該時刻朝著自動化、綠色化、安全性的方向發展，才能推動汽車智能制造行業實現可持續發展。