汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)應(yīng)用研究

龍錦中　吳堅(jiān)　沈平

【摘 要】通過汽車配件生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造的應(yīng)用分析，結(jié)合廣西地方發(fā)展的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)智能制造技術(shù)應(yīng)用推廣過程中存在的問題，提出通過關(guān)鍵技術(shù)裝備和軟件系統(tǒng)升級、多層次的人才隊(duì)伍構(gòu)建、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”產(chǎn)業(yè)鏈，重點(diǎn)建設(shè)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】汽車生產(chǎn)領(lǐng)域;智能制造;智能升級;二次創(chuàng)業(yè)

【中圖分類號】U466;TH-39【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0092-03

0 引言

在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用智能化制造技術(shù)是體現(xiàn)汽車工業(yè)自動化生產(chǎn)的高新技術(shù)，隨著我國汽車工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，如果各領(lǐng)域能通過應(yīng)用智能制造技術(shù)，可有效地提高汽車工業(yè)生產(chǎn)的工作效率，降低工人勞動強(qiáng)度。

廣西智能制造處于起步階段，近期，政府出臺了相關(guān)文件，在《智能制造實(shí)施意見》中，明確要大力推進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械、制糖、鋁業(yè)制造產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”，分別要建設(shè)3個智能制造城：南寧市、柳州市、玉林市。實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，打造廣西“九張名片”：傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造業(yè)、信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、高性能新材料、生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)等。

廣西作為全國較大的汽車生產(chǎn)基地，對研究機(jī)械制造智能技術(shù)在汽車工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展，對促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 智能控制

汽車配件生產(chǎn)領(lǐng)域智能控制是將先進(jìn)自動化技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)及新一代信息技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工廠和企業(yè)內(nèi)部之間和產(chǎn)品全生命周期的實(shí)時管理和優(yōu)化的新型制造，無需人工干預(yù)就能夠通過驅(qū)動智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的自動控制，也是用計(jì)算機(jī)模擬人類智能控制的一個重要領(lǐng)域。在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的熱交換器散熱管生產(chǎn)線是運(yùn)用機(jī)器人控制上下料，從卷材經(jīng)過一系列沖壓模具成形，再到切管、整形、成品入庫，控制整個生產(chǎn)流程的智能生產(chǎn)線具有智能信息處理、智能信息反饋和智能控制決策功能的控制方式，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。

1.2 ABB機(jī)器人集成制造技術(shù)

ABB是全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)供應(yīng)商，提供機(jī)器人產(chǎn)品、模塊化制造單元及服務(wù)，ABB機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn)公司在發(fā)達(dá)的瑞士，它在工業(yè)自動化發(fā)展中屬于先進(jìn)的國家，并擁有當(dāng)今世界最全面、種類最多的機(jī)器人產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)，它的產(chǎn)品早在1994年就進(jìn)入了中國市場。經(jīng)過近20年的發(fā)展，ABB公司擁有先進(jìn)的機(jī)器人智能化解決方案和包括運(yùn)用大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行沖壓自動化、動力總成自動化和車身涂裝生產(chǎn)自動化在內(nèi)的三大系統(tǒng)，為世界各國汽車整車廠和零配件供應(yīng)商及其他工業(yè)自動化生產(chǎn)領(lǐng)域等智能制造領(lǐng)域提供全方位的技術(shù)支持與服務(wù)。

2 汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造描述

2.1 內(nèi)涵

汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造是一種由人和機(jī)器系統(tǒng)共同組成的人機(jī)一體化智能控制，它以智能工廠的形式呈現(xiàn)。在產(chǎn)品的制造過程中能進(jìn)行較多的智能活動，比如分析、構(gòu)思、推理、判斷、動作和感知等。通過人與機(jī)器的聯(lián)合行動處理信息，代替部分或全部人類在制造過程中的勞動力，提高制造生產(chǎn)率。

作為一種制造技術(shù)，智能制造技術(shù)的主要作用是制造，通過運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)手段來開展生產(chǎn)制造的集成及管理工作。相對于汽車配件生產(chǎn)企業(yè)，智能制造的核心內(nèi)容就是將整體制造的能力有效提升，因此大部分企業(yè)都很重視智能制造。隨著計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，使得智能制造有了更強(qiáng)的技術(shù)力量支持它的發(fā)展。為了能夠使汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)得到進(jìn)一步的深化和發(fā)展，需要企業(yè)引進(jìn)高端技術(shù)技能型人才，利用人才的力量提升智能制造水平，特別是發(fā)展我國自有核心技術(shù)，避免發(fā)達(dá)國家對本國的技術(shù)封鎖，以確保實(shí)現(xiàn)我國的“中國制造2025”的智能制造遠(yuǎn)大目標(biāo)，使智能制造中國兀立在世界的東方。

2.2 特點(diǎn)

通過信息技術(shù)、自動化技術(shù)和先進(jìn)加工技術(shù)融合，使生產(chǎn)設(shè)備根據(jù)客戶的產(chǎn)品需求隨時更換。在柔性制造體系下，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和思維，把消費(fèi)者與生產(chǎn)者一體化，做到柔性化生產(chǎn)的同時，把數(shù)字化手段用到極致，用大數(shù)據(jù)對客戶需求進(jìn)行分析和挖掘，利用信息技術(shù)先行，推動汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造創(chuàng)新發(fā)展。被加工產(chǎn)品的批量也可根據(jù)需要迅速調(diào)整，同時產(chǎn)品性能參數(shù)也可以根據(jù)客戶需求改變，并能迅速而有效地引入新的汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)對用戶需求變化或用戶特殊要求的及時、高效反應(yīng)，使汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造系統(tǒng)能夠自我優(yōu)化并適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境。

3 智能制造技術(shù)在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各個地區(qū)都用不同的方法提出相應(yīng)的政策支持企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新活動的展開。在不同的工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，不斷地試驗(yàn)和創(chuàng)新過程中，逐漸實(shí)現(xiàn)了一體化、自動化、智能化的生產(chǎn)方式，通過先進(jìn)的技術(shù)促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的更好發(fā)展。在廣西汽車工業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用智能制造技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 人機(jī)操作

通過運(yùn)用智能制造技術(shù)能夠很好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作。在人機(jī)操作中，人與機(jī)器之間進(jìn)行信息交換的交接。比如，在汽車配件企業(yè)生產(chǎn)的熱交換器，每個月要提供4萬件產(chǎn)品給各大汽車生產(chǎn)企業(yè)，并且對產(chǎn)品的質(zhì)量要求非常高，僅僅依靠人工制造手段無法按計(jì)劃高質(zhì)、高效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的要求。如今借助機(jī)器人與自動化智能技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器24小時生產(chǎn)，能很好地解決實(shí)際生產(chǎn)過程中無法處理的問題，生產(chǎn)效率與質(zhì)量都有很大的提高。

3.2 虛擬化與監(jiān)控生產(chǎn)

通過信息、自動化、監(jiān)測、計(jì)算、傳感、建模和網(wǎng)絡(luò)方面的先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)和連接。這些先進(jìn)的技術(shù)是通過機(jī)電一體化設(shè)計(jì)概念軟件，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)、傳感器、過程仿真實(shí)現(xiàn)，預(yù)先知道生產(chǎn)過程中可能存在的問題，如有異常，可以通過軟件修改錯誤，直到能夠?qū)崿F(xiàn)無過程性錯誤，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)虛擬化生產(chǎn)，減少了真實(shí)生產(chǎn)中的資源浪費(fèi)。制造環(huán)節(jié)的各部門都設(shè)置監(jiān)測看板，工廠通過生產(chǎn)車間的PC機(jī)采集生產(chǎn)過程中的工藝數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)品的工藝性是在滿足產(chǎn)品實(shí)際性能需求的前提下，將產(chǎn)品加工的可行性與經(jīng)濟(jì)性考慮在內(nèi)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)，評價產(chǎn)品工藝性分析方法，從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和效率性3個角度進(jìn)行分析。

3.3 個性化需求

利用大量數(shù)據(jù)采集和分析個性化產(chǎn)品，更好地滿足汽車消費(fèi)者個性化、定制化、時效性需要，實(shí)現(xiàn)“多樣化、小規(guī)模、周期可控”的柔性化生產(chǎn)，提升汽車生產(chǎn)領(lǐng)域制造業(yè)的智能化水平，提升對消費(fèi)者個性化服務(wù)水平。依靠有高度柔性的制造設(shè)備實(shí)現(xiàn)多品種、小批量的生產(chǎn)方式。由廠家主導(dǎo)生產(chǎn)，轉(zhuǎn)型為消費(fèi)者主導(dǎo)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)和思維，把消費(fèi)者與生產(chǎn)者一體化，做到柔性化生產(chǎn)的同時，把數(shù)字化手段用到極致，用大數(shù)據(jù)對客戶需要進(jìn)行分析和挖掘，利用信息技術(shù)先行，推動智能制造創(chuàng)新發(fā)展。

4 智能制造技術(shù)應(yīng)用推廣過程中關(guān)鍵問題的解決

4.1 關(guān)鍵技術(shù)裝備和軟件系統(tǒng)

我國智能制造裝備與技術(shù)整體發(fā)展迅速，但關(guān)鍵核心技術(shù)與高端裝備主要還是依靠日本、歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，自主創(chuàng)新能力不足，還在起步探索階段，嚴(yán)重制約了我國汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的智能制造發(fā)展。同時，高精度數(shù)控機(jī)床、控制系統(tǒng)和關(guān)鍵部件的自主創(chuàng)新能力薄弱，智能控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)自給率偏低。大部分加工高精密度零件的數(shù)控機(jī)床還需要進(jìn)口。

后期，還需加快對智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備、智能化工廠、智能化產(chǎn)品、智能化服務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用，突破高精度、高效率和高可靠性的智能控制，提供實(shí)用的汽車智能制造等一批關(guān)鍵技術(shù)。研發(fā)智能制造相關(guān)的核心軟件，積累一批具有自主核心技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)，為實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造過程的智能化提供裝備與軟件支撐。

4.2 多層次的人才隊(duì)伍亟待構(gòu)建

我國推進(jìn)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造過程中還存在人才不足的問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是掌握智能制造技術(shù)的人才總量短缺，熟悉智能制造管理人才缺乏，沒有足夠的智能制造人才支撐。從2018年開始，我國有少部分大學(xué)開始招收智能制造專業(yè)與大數(shù)據(jù)專業(yè)等智能制造相關(guān)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。學(xué)校培養(yǎng)的各種層次的學(xué)習(xí)者的文化程度、學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力等存在較大的差異，如何保障人才培養(yǎng)的質(zhì)量成為人們擔(dān)憂的問題。二是汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造業(yè)人才培養(yǎng)方向與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié)問題突出，企業(yè)與學(xué)校之間的融合不夠深入。由于技術(shù)的不斷更新，學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容不能及時跟上企業(yè)的發(fā)展速度，學(xué)校的畢業(yè)生不能適應(yīng)企業(yè)的人才需求?，F(xiàn)在國家主推實(shí)行的“現(xiàn)代學(xué)徒制”或“訂單班”，能很好地解決人才培養(yǎng)與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié)問題。隨著國家對高職擴(kuò)招100萬學(xué)生計(jì)劃的實(shí)施，需要重視與加強(qiáng)智能制造人才的培訓(xùn)，培養(yǎng)出一批能夠帶動汽車制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型的領(lǐng)軍人物，如果能夠突破智能制造核心技術(shù)并進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的技術(shù)技能型高級人才的精心培養(yǎng)，相信未來在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的人才素養(yǎng)與質(zhì)量都會有較大的提高。同時，需鼓勵有條件的高校、科研單位、企事業(yè)等單位建設(shè)智能制造實(shí)訓(xùn)基地，培養(yǎng)能滿足智能制造發(fā)展需求的實(shí)用型人才。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系尚不完善、不統(tǒng)一

我國智能制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系不完善、不統(tǒng)一，主要原因在兩個方面。一是我國是傳統(tǒng)型制造業(yè)大國，智能制造起步較晚，頂層設(shè)計(jì)框架尚不完善。但是，德國電氣電子行業(yè)協(xié)會已發(fā)布工業(yè)4.0的參考架構(gòu)并定義工業(yè)4.0組件，為我國頂層設(shè)計(jì)、為實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的目標(biāo)、為智能制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提供了重要的參考依據(jù)，也為我國汽車行業(yè)發(fā)展智能制造產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。同時，以“通用汽車”“福特汽車”“克萊斯勒汽車”公司為首的美國汽車制造企業(yè)很早都從物理系統(tǒng)、傳感器與執(zhí)行器、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、分析服務(wù)、應(yīng)用與集成、商業(yè)系統(tǒng)7個方面構(gòu)建了汽車智能制造框架。二是汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一。各個企業(yè)之間對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚未統(tǒng)一，企業(yè)內(nèi)部都有自己獨(dú)立的一套內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，造成不同廠商產(chǎn)品間兼容性較差，集成難度高。

5 結(jié)語

隨著科技水平與社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對于當(dāng)前的汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，想要保持良好的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，維持高效高質(zhì)量生產(chǎn)，必然會向智能化制造過渡。以廣西區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需為基礎(chǔ)，圍繞廣西推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”產(chǎn)業(yè)鏈，以機(jī)械裝備制造向智能制造方向轉(zhuǎn)型為主線，重點(diǎn)建設(shè)汽車生產(chǎn)領(lǐng)域智能制造技術(shù)，發(fā)展廣西作為汽車生產(chǎn)大省的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)智能化、自動化的生產(chǎn)管理模式，符合現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展要求，夠獲得更多的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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