汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用研究

摘要：首先介紹了智能制造與機(jī)電一體化的相關(guān)概念，然后闡述了汽車智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化的必要性，分析了汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用類型，探討了汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用，最后研究了汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。通過有效運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù)，可為汽車智能制造行業(yè)的發(fā)展提供重要的技術(shù)保障，實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)綜合效益最大化。

關(guān)鍵詞：汽車；智能制造；機(jī)電一體化；技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：U469" 收稿日期：2023-06-25

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.12.022

1 智能制造與機(jī)電一體化的相關(guān)概念

1.1 智能制造

隨著我國人工智能研究的深入，智能制造成為當(dāng)下智能化發(fā)展中的必然趨勢，是一種全新概念，主要包含了兩方面內(nèi)容：a.智能制造技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用智能制造技術(shù)，需要現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持，同時也需要對現(xiàn)場環(huán)境實(shí)施自動化監(jiān)控，開展智能化分析，以便于全面把控機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)，實(shí)施智能化管控，在保障機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量的同時，降低制造成本。b.智能制造系統(tǒng)。智能制造系統(tǒng)可創(chuàng)造良好的人機(jī)交互環(huán)境，以計(jì)算機(jī)為媒介，有利于進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品，保障決策的科學(xué)性和智能化，擴(kuò)大智能化機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)用范圍。智能制造中不僅有優(yōu)秀的人類專家，同時還運(yùn)用了智能機(jī)器人，是集人機(jī)于一體的智能系統(tǒng)。它可以在制造過程中開展高效的智能活動，作出科學(xué)的分析和決策，進(jìn)行準(zhǔn)確的推理和判斷，有利于優(yōu)化構(gòu)思，是制造自動化概念的延伸[1]。

1.2 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中的必然產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的專業(yè)性，涉及多方面內(nèi)容，學(xué)科綜合性較強(qiáng)，應(yīng)用范圍較為廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)中應(yīng)用了多個學(xué)科的技術(shù)理論，包括但不限于計(jì)算機(jī)學(xué)科、力學(xué)、自動化等。在智能制造過程中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，能夠取得較好的應(yīng)用效果，有利于提高機(jī)械制造產(chǎn)品的智能化水平，改變傳統(tǒng)的機(jī)械制造發(fā)展模式。傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)中的機(jī)電產(chǎn)品通常分為兩個模塊，一個模塊是電子，另一個模塊是機(jī)械，兩者具有獨(dú)立性，未能進(jìn)行有效融合，缺乏交互。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用改變了這種狀況，順應(yīng)了時代發(fā)展潮流趨勢，有效融合了機(jī)械工業(yè)和電子技術(shù)，現(xiàn)代電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中，推動了我國制造行業(yè)的智能化發(fā)展[2]。

2 汽車智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化的必要性

a.在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了汽車智能制造的信息化發(fā)展。汽車智能制造過程中，機(jī)電一體化的運(yùn)用可全面采集汽車自身情況，了解汽車周邊環(huán)境相關(guān)信息，可轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，逐步推動汽車制造行業(yè)走向智能化、自動化。可將傳感器產(chǎn)品增設(shè)于汽車制造中的各個重要位置，以便于實(shí)時監(jiān)控汽車產(chǎn)品制造和運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并加以解決。同時，利用機(jī)電一體化技術(shù)，還能夠提高汽車制造信息處理效率，將其和現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，則有利于采集和分析汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)，對汽車的運(yùn)行狀態(tài)作出自動化判斷，引導(dǎo)汽車作出正確的智能化操作，提高汽車產(chǎn)品的智能水平[3]。

b.機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用，使汽車智能制造走向系統(tǒng)化。汽車制造并不是一項(xiàng)簡單的工作，其涉及多方面內(nèi)容，汽車產(chǎn)品由多個部件組成，如若只是利用傳統(tǒng)的機(jī)械制造手段來加以管控，則無法有效協(xié)同汽車產(chǎn)品各個部件，容易出現(xiàn)信息孤島，無法實(shí)現(xiàn)各部件之間的信息交互。比如，汽車運(yùn)行速度與諸多因素相關(guān)，油門開度、路面狀況，擋位高低，都會在一定程度上影響汽車運(yùn)行速度，傳統(tǒng)汽車制造中是由汽車司機(jī)自行判斷來調(diào)整汽車速度，對于實(shí)際路況的分析具有主觀性，并不利于系統(tǒng)把控汽車速度，但機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用則可以讓汽車自行采集實(shí)際路況的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，然后通過智能化分析來控制合理車速，這有利于保障系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，實(shí)施科學(xué)的智能化控制。

c.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，遵循了環(huán)保性原則，提高了汽車智能制造的環(huán)境效益。隨著人們生活水平的不斷提升，家用汽車的數(shù)量日益增多，汽車幾乎成為每家必備的產(chǎn)品，這也在一定程度上帶來了汽車環(huán)保問題。為了降低汽車制造、運(yùn)行中帶來的污染問題，提升汽車的環(huán)保水平，推動我國汽車行業(yè)的綠色發(fā)展，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)的作用，加強(qiáng)汽車各部件之間的信息交流，全方位把控汽車運(yùn)行狀態(tài)，降低汽車排放量，使之更加環(huán)保[4]。

3 汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用類型

3.1 自動化生產(chǎn)工藝

汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，會使用到自動化生產(chǎn)工藝，這有利于實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)的自動控制。在進(jìn)行汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的過程中，融入自動化生產(chǎn)工藝，可基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論全面把控汽車狀態(tài)，有利于進(jìn)一步更新、升級汽車產(chǎn)品。與過去的汽車制造方式相比，自動化生產(chǎn)工藝應(yīng)用效果明顯提升，符合當(dāng)下汽車制造設(shè)計(jì)的需求，同時還融入了信息化技術(shù)，創(chuàng)建了智能化系統(tǒng)，使得汽車產(chǎn)品性能全面提升。汽車生產(chǎn)方式得到了一定的創(chuàng)新，汽車產(chǎn)品生產(chǎn)效率大大提升，保障了汽車智能制造質(zhì)量[5]。

3.2 智能機(jī)器人

汽車智能制造過程中，智能機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢突出，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)制造中，尤其適用于一些復(fù)雜環(huán)境下，有利于輔助相關(guān)工作人員根據(jù)實(shí)際情況妥善處理相關(guān)技術(shù)問題，保障汽車產(chǎn)品制造工作的順利開展。在汽車制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，可全面采集汽車生產(chǎn)信息，并對其進(jìn)行篩選，根據(jù)所采集的信息來作出科學(xué)判斷，在智能化技術(shù)的支持下，有利于進(jìn)一步改善生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)施有效管理，為汽車智能制造企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。智能機(jī)器人在一定程度上代替了人工，降低了人工成本，緩解了人員工作壓力，提高了人力資源利用率，獲取更多利潤，還能夠降低汽車制造中對環(huán)境造成的不利影響。

3.3 人機(jī)一體化

人機(jī)一體化技術(shù)主要運(yùn)用于智能系統(tǒng)、信息系統(tǒng)中，其具有較好的應(yīng)用效果，同時也適用于制造設(shè)備運(yùn)行中，是機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵性技術(shù)。在汽車智能制造中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，少不了人機(jī)一體化技術(shù)的支持，其有利于有機(jī)結(jié)合信息控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，可充分發(fā)揮智能設(shè)備作用，提高設(shè)備操作水平，而且能夠根據(jù)汽車生產(chǎn)實(shí)際需求來全面采集相關(guān)生產(chǎn)資料和信息，并對其進(jìn)行科學(xué)的歸納整理。同時，也可以通過人機(jī)一體化來調(diào)節(jié)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，把控其運(yùn)行范圍，制定出更加合理的生產(chǎn)計(jì)劃，逐步實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)和信息化發(fā)展[6]。

3.4 增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)控

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，有利于對汽車制造系統(tǒng)的實(shí)際狀況進(jìn)行摸底了解，方便后續(xù)全面分析，實(shí)施有效的監(jiān)控，以便于及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的問題，快速識別系統(tǒng)故障，以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。通過運(yùn)用傳感技術(shù)，能夠增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)控，進(jìn)一步獲取反饋系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息。可有效檢測內(nèi)在系統(tǒng)各項(xiàng)物理參數(shù)，如電壓參數(shù)、動量參數(shù)、電流參數(shù)等，為汽車產(chǎn)品加工生產(chǎn)質(zhì)量提供了重要保障。

3.5 故障診斷技術(shù)

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中應(yīng)用故障診斷技術(shù)，有利于自動識別、診斷和排除系統(tǒng)中的錯誤和故障，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為其提供穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，這也是機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造中的應(yīng)用體現(xiàn)。處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能會發(fā)生各類故障，自動故障診斷技術(shù)能夠?qū)嵤┍O(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行故障，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效的處理，避免系統(tǒng)故障的發(fā)生。通過對系統(tǒng)中各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的綜合分析，可快速而準(zhǔn)確識別出系統(tǒng)故障類型和原因。故障診斷技術(shù)應(yīng)用后可解決各類故障，維護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。需由專門的人員來記錄系統(tǒng)故障，做好相關(guān)反饋工作，以便于有效展開系統(tǒng)維護(hù)管理活動，及時發(fā)現(xiàn)同類問題[7]。

4 汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用

4.1 自動變速器設(shè)置

汽車智能制造中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用有利于優(yōu)化設(shè)置自動變速器，可進(jìn)一步補(bǔ)充自動變速器技術(shù)的應(yīng)用條件，實(shí)現(xiàn)自動變速器技術(shù)的升級，同時還能夠降低汽車的耗損率，提高自動變速裝置擋位設(shè)計(jì)水平，強(qiáng)化汽車控制能力。在自動變速器中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，有利于確保汽車設(shè)備的安全運(yùn)行，給汽車駕駛?cè)藛T的操作帶來了更多便利，在一定程度上提高了車輛控制水平，帶來了更加舒適的空間。當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)設(shè)備正在運(yùn)行時，所安裝的傳感器設(shè)備可以實(shí)時檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，全面獲取汽車運(yùn)行控制中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，有利于實(shí)時監(jiān)測汽車運(yùn)行情況。電子監(jiān)控設(shè)備所獲取的數(shù)據(jù)信息，給系統(tǒng)優(yōu)化選擇提供了可靠的參考依據(jù)，其可以進(jìn)一步調(diào)整開關(guān)程序和自動調(diào)和，優(yōu)選選擇系統(tǒng)換擋調(diào)整信息。而且在變量液壓技術(shù)的應(yīng)用下，汽車擋位的變換可和車輛行進(jìn)速度保持平衡，也能與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速形成和諧關(guān)系[8]。

4.2 制動防抱死技術(shù)

在汽車智能化制造過程中，機(jī)電一體化技術(shù)可運(yùn)用于汽車制動防抱死系統(tǒng)中，其能夠有效控制汽車后輪移動條件，提高汽車制動防抱死系統(tǒng)的性能，使之更加穩(wěn)定，可優(yōu)化汽車基礎(chǔ)配置，以便于實(shí)現(xiàn)兩者的相互作用，提升汽車控制水平。汽車制動防抱死技術(shù)能夠全面檢測汽車的各項(xiàng)狀態(tài)參數(shù)，包括但不限于減速、車速、姿態(tài)等，而且也能夠全面獲取汽車車胎的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。可使用制動防抱死技術(shù)快速降低車輛行駛速度，以便于應(yīng)對緊急情況，快速控制汽車的行駛，保障汽車運(yùn)行安全，提高汽車產(chǎn)品的智能化水平。

4.3 激光測距雷達(dá)系統(tǒng)

激光測距雷達(dá)系統(tǒng)是汽車系統(tǒng)中的重要組成部分，該系統(tǒng)通常位于汽車車頭和尾部，其作用在于幫助駕駛?cè)藛T了解汽車周圍的情況，以便于其作出準(zhǔn)確的判斷，保證汽車的安全行駛。激光測距雷達(dá)系統(tǒng)能夠解決駕駛?cè)藛T的盲點(diǎn)，提升了駕車的安全性。機(jī)電一體化技術(shù)使得激光測距雷達(dá)系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)結(jié)合應(yīng)用了傳感系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)，可有效識別汽車周邊的環(huán)境，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)來提供準(zhǔn)確的判斷。當(dāng)數(shù)據(jù)超出了安全范圍距離，那么便會啟動報(bào)警設(shè)備，發(fā)出警報(bào)聲，駕駛?cè)藛T可獲得反饋調(diào)整汽車行進(jìn)方向，使汽車行駛于安全環(huán)境下。

5 汽車智能制造中機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

a.自動化水平將越來越高。大環(huán)境下機(jī)電一體化技術(shù)將不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，在汽車智能制造中的應(yīng)用會越來越成熟，未來必然朝著自動化方向發(fā)展。汽車工藝和設(shè)計(jì)也會隨之迎來較大的挑戰(zhàn)，需要應(yīng)對新時代的要求。未來智能制造更加依賴于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，會在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中引入先進(jìn)的智能控制技術(shù)、智能算法技術(shù)，以便于提高汽車產(chǎn)品生產(chǎn)的精確性，提高汽車產(chǎn)品的智能化水平。同時，也要充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)作用，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算及技術(shù)的支持下，打造良好的工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以便于實(shí)現(xiàn)汽車制造的個性化服務(wù)，滿足用戶的不同需求。

b.朝著綠色化方向發(fā)展。未來，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車智能制造中應(yīng)用時，會更加關(guān)注汽車制造的環(huán)保問題，可進(jìn)一步優(yōu)化汽車智能制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動相關(guān)技術(shù)的革新和升級，并有效引入和應(yīng)用綠色環(huán)保技術(shù)，進(jìn)一步減少能源方面的消耗，使汽車智能制造順應(yīng)未來綠色環(huán)保發(fā)展趨勢。

c.未來的汽車安全性更高。從長遠(yuǎn)角度來看，汽車智能制造企業(yè)想要取得持續(xù)性發(fā)展，就必須重視數(shù)據(jù)信息的安全性。尤其是信息化時代下，雖然信息技術(shù)的支持下汽車智能制造迎來了較好的發(fā)展機(jī)遇，能夠有效采集和應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)，但同時也面臨數(shù)據(jù)信息安全問題，一旦數(shù)據(jù)信息泄漏便會嚴(yán)重影響汽車的運(yùn)行安全。因此，可通過有效應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，來提供可靠的安全保障，進(jìn)一步升級汽車安全系統(tǒng)，以便于及時發(fā)現(xiàn)安全漏洞并加以處理。同時也可以利用機(jī)電一體化技術(shù)來創(chuàng)建完善的入侵檢測系統(tǒng)，避免非法入侵。

6 結(jié)語

在汽車智能制造中，加強(qiáng)對機(jī)電一體化技術(shù)的研究十分有必要，需明確其應(yīng)用優(yōu)勢和類型，不斷地提升汽車智能制造行業(yè)的自動化發(fā)展水平，從而實(shí)現(xiàn)汽車智能制造效益最大化。

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作者簡介：

王振偉，男，1980年生，講師，研究方向?yàn)槠噷I(yè)教學(xué)，企業(yè)上市準(zhǔn)備中財(cái)務(wù)管理合規(guī)性實(shí)踐。