機械自動化在汽車制造中的優勢與發展

摘 要：機械自動化在汽車制造中的應用，可以提高汽車制造的效率和質量，提升精細化管理能力，保證調整和維修過程中的精確度，同時確保工人在操作時的安全。本文深入分析了機械自動化在汽車制造中應用的技術、機械自動化在汽車制造中的優勢以及未來發展趨勢，希望對我國的汽車制造企業有積極的影響。

關鍵詞：機械自動化技術 汽車制造 活塞環

Abstract：The application of mechanical automation in automobile manufacturing can improve the efficiency and quality of automobile manufacturing， improve the ability of refined management， ensure the accuracy of adjustment and maintenance process， and ensure the safety of workers during operation. This paper deeply analyzes the technology applied by mechanical automation in automobile manufacturing， the advantages of mechanical automation in automobile manufacturing and the future development trend， hoping to have a positive impact on China's automobile manufacturing enterprises.

Key words：mechanical automation technology， automobile manufacturing， piston rings

1 引言

汽車制造的過程非常復雜，而且對各項操作技術的要求較高，應用機械自動化技術可以保證汽車制造中各項技術的應用科學合理，提高制造的效率和質量。將機械自動化技術應用于汽車制造，可以利用機械代替人工，提高制造過程中各項數據的精確性和科學性，提高汽車的性能，促進汽車制造業的發展。

2 機械自動化在汽車制造中應用的技術

機械自動化技術就是利用計算機技術提前設置好工作的相關程序，再應用相應的機械設備，完成一系列操作，從而使制造和生產的過程不再需要人工的參與，而是利用自動化的方式將工作全部做好[1]。在以前的產品制造和生產過程中是需要人工進行操作的，或者由人工進行干預，實現半自動化的生產，但是這兩種形式對人工的要求很高，不僅對人工的數量有要求，而且對人工操作的質量也有很高的要求。在實際的操作過程中，由于工人的精力有限，長期操作可能會出現疲憊的現象，或者工人的責任心不強，就會導致在操作過程中出現問題。汽車制造業經過多年的發展，如今已經實現了機械自動化的生產模式，降低了人工的投入，保證了制造過程中操作的穩定性，使各項工序能夠有序銜接，減小制造中的各項誤差。例如，在活塞環的制造中，為了保證活塞環的氣密性，需要控制活塞環嵌入活塞槽的精準度，如果出現誤差就會導致發動機漏氣，引起活塞與氣缸或者活塞環與氣缸之間咬死，影響汽車的性能。

3 機械自動化在汽車制造中的優勢

3.1 節約成本，提高效率

機械自動化技術在汽車制造中的應用，可以改變傳統的汽車生產模式，使一部分由人工進行操作的工序轉變成由機械自動化進行操作，從而提高汽車生產與制造的效率，而且由于人工應用的減少，人工成本降低的同時還能降低由于人工操作失誤造成的損失，有利于汽車制造企業節約成本、提高整體的經濟效益。在汽車制造與生產過程中應用機械自動化技術，可以用機械代替人工，能夠減少人工的投入，只需要最少的人員掌握操作的技術就可以完成整個生產過程，并對機械操作進行監督，這樣不僅可以節省大量的人工成本，還有利于降低以前由于人工操作失誤導致的一系列損失，使企業的成本投入大大降低。同時，機械自動化技術在應用時只需要對相關設備進行程序設置，利用穩定的電源給設備提供動力，就能對原材料進行加工和處理，因此只需要有設備、電源以及原材料就可以實現源源不斷的產品加工和制造，而且不受到時間的影響，可以晝夜不停地生產，有利于提高制造效率，加快生產的步伐[2]。例如，在進行活塞環的安裝時，如果使用人工進行安裝，就需要使用卡鉗以及擴張器將活塞環安裝到活塞環槽上，從最底下的油環開始，按照第三道氣環、第二道氣環、第一道氣環的順序進行安裝，在安裝時還要注意活塞環的朝向以及安裝的標準，工作效率極低。應用自動化設備進行安裝時，就可以按照事先設置好的程序以及安裝標準進行安裝，不必經過檢查和調試的過程，就可以保證安裝的準確性，大大提高了活塞環安裝的效率。

3.2 提高精細化管理能力

由于汽車的內部結構非常復雜，在制造的過程中需要將各種系統設備都配備齊全，因此涉及到的零件非常多，在制造時工序步驟也非常多、非常復雜，在管理的過程中會遇到很多問題，容易出現錯誤。如果工人在制造和管理的過程中沒有合理安排零件和工序，導致出現錯誤，哪怕是缺少一個小零件或者是某一個小步驟出現了錯誤，就會給汽車制造造成巨大的問題，甚至會影響成品的質量。應用自動化技術之后，汽車制造就可以實現對零件和工序步驟的精細化管理，將工作模塊劃分細致，制定精準的操作計劃并嚴格執行，就可以對整個制造過程進行精細化的管控，從而保證各項工序有序進行，各個零部件的安裝符合標準，確保汽車制造成品的質量，提高其性能。同時，機械自動化技術還可以對汽車制造的生產計劃進行規劃，根據企業實際的生產能力，合理安排生產任務，保證汽車生產的效率，從而實現精細化生產管理。例如，汽車的發動機在制作是要經過粗加工和精加工兩個部分，粗加工是大幅度地清除多余材料，而精加工則是對制作材料進行科學打磨的過程。在缸蓋經過鏜孔這一工序時，需要保證設計的精度，在切削機加工工序之后，需要進行清洗以保證沒有異物，如果各個步驟的精細化管理不到位，就會導致發動機的制造出現問題。因此，為了確保發動機制作的規范性，需要對制作工序進行精細化管理，確保設備加工的準確性和規范性。

3.3 提升制造環節的安全性

在汽車制造過程中，安全生產是一件非常重要的內容，不論是制造人員的安全，還是制造設備的安全，都會對整體的制造效率產生一定程度的影響[3]。應用機械自動化技術降低汽車制造過程中的人工占比，可以降低由于人工操作不當造成的安全事故的發生，提高汽車制造環節的安全性。因此，很多汽車制造企業都引進了機械自動化技術，在危險系數較高的制造環節更是做到了自動化技術的普及，這樣對保障工人的安全有重要的意義。無論在什么行業，安全問題都是人們關心的重點問題，汽車制造企業如果能夠解決生產制造過程中存在的安全隱患，提高員工的安全保障，就會大量吸引相關技術人員到企業中任職，提高制造隊伍的水平，為汽車制造業的發展提供幫助。而且員工的安全和企業的運營成本有很大的關系，如果企業對員工的安全保障措施做不好，員工經常發生安全事故，就會導致企業面臨大量的賠償，而且還會對企業的聲譽造成影響，不利于企業的長遠發展。因此，在汽車制造企業的發展過程中，采取有效的措施保障員工的生產安全是非常重要的問題。實現機械自動化生產以后，可以降低工人的安全風險。例如，在傳統的汽車制造模式中，由人工進行汽車零部件的焊接，不僅會產生大量的噪聲污染，還會制造大量的飛屑，給操作人員的身體健康留下隱患。使用機械自動化技術進行汽車制造以后，可以實現從鑄造、鍛造、焊接、熱處理到裝配的自動化處理，降低了生產過程中的安全隱患。

3.4 保障調整和維修的精確性

在汽車制造的過程中，如果沒有應用機械自動化技術，那么機械設備的檢查和維修就需要由人工進行，但是由于每個員工的技術水平和對工作的態度不同，就會導致在檢查和維修時出現能力不足或檢查不仔細的情況，給汽車制造企業造成巨大的損失。應用機械自動化技術以后，汽車制造過程中出現的設備故障都可以應用外部設備進行檢測，及時發現設備存在的各項問題。機械自動化技術可以對運行中的設備進行調試和檢查，在發現問題時及時發出警報信號，相關的責任人只需要根據警報信號找出故障的原因，進行恰當的維修。及時發現設備的問題并維修可以減少由于故障問題造成的設備損耗，同時也可以保障員工的安全，避免由于設備故障發生的事故，提高汽車制造的效率和質量。應用機械自動化技術進行汽車制造應時刻注意機械設備的運行情況，定期對設備進行檢查，及時解決設備運行過程中的問題，保證機械設備的性能良好，處于最佳的運行狀態，延長機械設備的壽命，一方面為企業的安全生產增加保障，另一方面降低企業的運營成本。

4 機械自動化在汽車制造中的未來發展趨勢

4.1 生產制造的智能化

在汽車制造過程中，由于應用到的零件種類和數量繁多，應用的工藝和工序較為復雜，所以在對汽車制造過程進行管理的難度較大。汽車制造企業為了保證整體的經濟效益，就需要確保汽車制造的質量符合標準的要求，同時不斷提升汽車制造的效率，因此對機械自動化技術提出了更高的要求，需要在保證原有功能的基礎上進一步提升機械自動化技術的智能化水平，提高對汽車制造設備的控制力度[4]。在機械自動化的發展背景下，智能化發展是大勢所趨，是汽車制造企業提升經濟效益的有效途徑，也是未來的發展方向。隨著汽車制造行業的進一步發展以及機械自動化技術在汽車制造行業的不斷應用，在高精度和高安全性方面對這一技術有了更高的要求，提升自動化技術的智能化水平，解決生產制造過程中的一系列難題，可以促進汽車制造水平的提升。我國目前已經加快了對汽車智能化制造的探索，全國各地形成了多個汽車智能化制造產業園，汽車制造行業的轉型已經具備了初步的規模。例如，懷柔區打造了以汽車智能化制造為特色的產業園，2022年2月其第一批智能化汽車制造產品已經下線，為我國的汽車智能化制造的發展做出了巨大的貢獻，目前產業園中已經有三十多家企業入駐，對智能化制造技術的探索進一步進一步加強，有望打造汽車制造智能化創新高地。

4.2 生產制造環保化

隨著我國汽車用戶的逐年增長，我國已經成為全球最大的汽車消費國之一，在汽車制造行業一派繁榮發展景象的背后，是由于汽車尾氣排放與制造垃圾不斷產生的環境保護問題。同時，在世界范圍內的生態環境破壞問題愈演愈烈，綠色環保已經成為全世界人民共同關心的話題，在未來的發展過程中，環保必然是最重要的問題。在汽車制造過程中，沖壓技術會造成嚴重的噪音污染、焊裝工藝會導致粉塵危害、涂裝工藝會產生化學物質、發動機的鑄造會產生矽塵危害，這些污染物如果不加以控制就會對人體和生態環境造成巨大的破壞，而環保是未來社會人們最為關心的話題，因此在汽車制造過程中制造企業應對污染物進行合理的管控，降低汽車制造中的污染物產生，提高人們的生活質量。在未來，隨著機械自動化技術在汽車制造中的應用，一定會涉及到環保問題。在汽車制造的過程中，由于制造工藝較多，產生的噪音、廢氣、廢料等會對環境造成極大的破壞，需要企業對此進行控制，采取有效的處理措施，解決各種污染源。例如，在機械自動化技術應用的過程中，可以適當增加自動化處理噪音、廢氣、廢料的程序和設備，對生產過程中的污染物進行有效的處理，從而減少對環境的影響，提高環保效益。

4.3 自動化工廠的建設

在汽車制造中應用機械自動化技術，也就是實現了汽車的自動化生產，但是這一切都是在人工設計的基礎上進行的，機械設備如何精確、安全，都需要人工對其操作程序進行設計，對各項工藝和工序的銜接過程進行科學的安排，同時還需要人工對其進行管理。由此看來，機械自動化技術的發展空間還很大，在未來的發展中更加趨向于建立自動化的汽車制造工程，原本由人工進行操作的各項工作全都由機械進行，實現機械對人工的完全替代，進而達到整個制造和生產過程的完全自動化操作，進一步提升生產效率，促進汽車制造業的進一步發展。汽車制造企業建立起汽車制造的自動化工廠，并通過對自動化工廠的應用，實現汽車制造生產的全線自動化作業，整個過程幾乎沒有人工的參與，能夠最大程度地降低人工成本、減少人為原因造成的損耗，將機械自動化技術貫穿到汽車制造的全過程和整個生產線，提高資源的利用效率，促進生產效率的提升，為企業贏得更多的經濟效益[5]。例如，目前特斯拉“超級工廠”的建立，利用數字化技術對生產過程進行控制，形成了一體化的生產制造平臺，集研發、生產和物流于一體，使新品的開發得到快速的銜接，從實驗室到車間再到測試場地，一站式的研發與制造基地加快了汽車研發與制造的速度，提升了汽車制造的效率。

4.4 制造設備的微型化

經過一段時間的發展，我國的機械自動化技術水平得到不斷的提升，應用機械自動化技術進行汽車制造也取得了一定的成果，對我國的汽車制造業發展產生了積極的影響。但是由于大多數的機械設備內部結構較為復雜，為了確保其使用性能以及運行的穩定性，其體積一般較為龐大，尤其是在汽車生產車間中，較大的機械設備不方便移動，給機械設備的檢查和維修造成了困難，不利于機械自動化技術的推廣和應用。為了促進機械自動化技術在汽車制造行業的發展，有效發揮機械自動化的巨大作用，就需要在不影響其性能的情況下，不斷縮小機械設備的體積。這就意味著在未來的地發展過程中，機械設備會朝著微型化的方向發展，在以后的汽車制造過程中，機械設備可以根據實際的需要進行移動，實現對設備的快速檢查和維修，從而保證生產效率，提高企業的生產效益。而且，有些汽車制造步驟需要使用小型的機器設備進行操作，才能保證操作的規范性。由此可見，微型化的生產設備對于汽車制造行業來說是非常有必要的，可以實現微型自動化的生產和操作，進而為汽車制造提供便利，保障汽車制造行業的可持續發展。例如，用于安裝活塞環的設備如果出現了故障，如果其體積較大，就不容易對其進行檢查，也不便于進行維修，就會影響活塞環安裝的效率，從而對整個汽車制造的效率造成不良影響，從而降低企業的經濟效益。

4.5 制造信息的全球化

目前世界呈現出全球化的發展趨勢，國家之間的交流日益密切，各個國家的企業交流也逐漸增多，世界各地建立了大量的跨國公司，這一切的發展都推動著信息全球化的發展。在汽車制造行業，信息全球化的趨勢也非常明顯，同樣的機械自動化技術也在向著全球化的方向邁進，從而實現各種零件和設備在全球采購，通過比較各國產品的功能和價格，選擇最合適的產品完成汽車制造。這就意味著汽車制造不再是單一國家和企業的行為，而是集全世界各國的優勢，將汽車制造的零件和工序分配到各個國家，實現高質量、高效率的汽車生產。隨著全球經濟一體化的深入發展以及信息技術的進一步提升，汽車制造業必將會實現全球設計的要求。例如，對于活塞環來說，目前大家比較認可的德國品牌GOETZE活塞環，以其精湛的工藝和廣泛的應用領域，在國際市場上久負盛名。我國國內市場上最有名的活塞環廠家是安慶帝伯格茨活塞環有限公司。帝伯格茨活塞環有限公司擁有世界上最大的活塞環生產基地，其汽車環的銷量在我國是第一名。目前我國汽車制造企業在選擇活塞環時很多都會選擇這兩種活塞環。實現制造信息的全球化以后，汽車制造企業就可以對各種活塞環的質量和價格進行比較，從而選擇最適合自己企業的活塞環品牌，從而為企業節約成本，提高汽車產品的質量。

5 結語

總之，汽車制造企業在發展的過程中需要提高機械自動化技術的應用水平和應用能力，促進自動化技術在汽車制造領域的普及，建立自動化的生產工廠，推動汽車制造的微型化、環保化、智能化、信息化發展進程，保證汽車產品的品質，提升汽車企業的核心競爭力，促進汽車行業的進一步發展。

參考文獻：

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[4]谷德鑫，王本義.關于機械自動化在汽車制造中的應用[J].內燃機與配件，2021（03）：192-193.

[5]尹華龍，尚艷霞.淺析機械自動化在汽車制造中的應用優勢與發展趨勢[J].科技風，2020（26）：129-130.

作者簡介

徐國旺：男，漢族，安徽安慶人，本科，中級工程師。研究方向：機械制造。