智能制造對汽車行業(yè)影響探究

陳 虎

(南京理工大學紫金學院 江蘇 南京 210046)

制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟的主體，是立國之根本、興國之利器、強國之基礎。世界強國的興衰史、近代中華民族的屈辱史都證明了制造業(yè)對一個國家的重要性，沒有強大的制造業(yè)作為基礎，一切經(jīng)濟繁榮都是不穩(wěn)定甚至不足以抵抗世界經(jīng)濟的動蕩?！吨袊圃?025》作為我國實施制造強國戰(zhàn)略的綱領性文件于2015年發(fā)布，過去幾年中我國著重在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、技術創(chuàng)新、人工智能、資源利用效率等方面持續(xù)發(fā)力，通過努力實現(xiàn)中國制造向中國創(chuàng)造、中國速度向中國質(zhì)量、中國產(chǎn)品向中國品牌三大轉(zhuǎn)變，推動中國到2025年基本實現(xiàn)工業(yè)化、邁入制造業(yè)強國之列。

一、智能制造

(一)概念

智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，在制造過程中可以進行智能活動，分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。通過人與機器的合作共事，去擴大、延伸和部分取代人類專家在制造過程的腦力勞動。制造自動化的概念被更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。智能化是制造自動化的發(fā)展方向，在制造的各個環(huán)節(jié)都要廣泛的應用人工智能技術。

(二)特點及優(yōu)勢

一般認為智能是知識和智力的總和，智能制造則是源于人工智能的研究。智能制造是一種集中于信息化時代發(fā)展的產(chǎn)物，在信息化時代發(fā)展的背景下，智能制造這種“人機交互”的新型表現(xiàn)形式也有了更大的用武之地。相對于傳統(tǒng)制造方法，智能制造來源于人工智能，具有先天的“智力”優(yōu)勢，信息化、自動化、高效率是特點。智能制造還要包括智能制造技術和智能制造系統(tǒng)。

二、智能制造與汽車行業(yè)聯(lián)系

(一)聯(lián)系

智能制造與汽車行業(yè)具有先天的聯(lián)系，表現(xiàn)在汽車的制造、檢測、維修等方面向自動化、信息化、高效率發(fā)展轉(zhuǎn)化，而最終達到的就是智能化。智能化就是要減少技術人員的腦力勞動，讓制造系統(tǒng)具有思考能力，主動去檢測、推理、構(gòu)思最終決策，解決問題。汽車的生產(chǎn)和檢測智能化可以在很大程度上降低車輛的故障率，特別是對于人為因素產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素有較好的解決方式。對于傳統(tǒng)的人工制造和后期檢測來說，智能化的系統(tǒng)能夠更加準確達到設定標準，穩(wěn)定性可靠性較高。

(二)發(fā)展

智能制造技術與理念是汽車行業(yè)新的發(fā)展方向，主要在兩個方面實現(xiàn)對車輛的制造和質(zhì)量檢測的自動化與智能化。一方面在于理念的提升，整車質(zhì)量監(jiān)督管理體系的構(gòu)建與完善首先在于理念的轉(zhuǎn)變。在車輛的制造過程中面臨各種安全問題，這些問題對于整個行業(yè)都是難題，如何轉(zhuǎn)變觀念，利用現(xiàn)有技術建立完善整車質(zhì)量監(jiān)督管理體系是重中之重。加大對從業(yè)人員的技術培訓，智能制造對于人的素質(zhì)和技術要求進一步提高。這就要求企業(yè)在技術創(chuàng)新、技術積累的同時要加強人才的培養(yǎng)與管理。而通過智能制造的技術，則可以很好的降低這種狀況發(fā)生，借助于智能制造精確的機械操作以及自動化的安全檢測流程，能夠在減輕工作人員工作強度的同時，保障車輛的質(zhì)量水平得到正確的管理和檢測。

三、智能制造對汽車行業(yè)影響

(一)智能工廠

智能工廠作為實現(xiàn)制造業(yè)智能化升級的重要載體，以GPS和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎，通過制造運行管理系統(tǒng)、智能傳感器網(wǎng)絡技術以及多傳感器融合等技術，對汽車生產(chǎn)的底層設備控制層、中間執(zhí)行層及上端企業(yè)管理層進行布局，實現(xiàn)企業(yè)不同業(yè)務環(huán)節(jié)之間的集成統(tǒng)一以及人與機器之間的協(xié)調(diào)合作，進而完成生產(chǎn)過程的智能化。

目前汽車生產(chǎn)中的自動化、信息化已經(jīng)相對完善，智能化在逐步推進。智能化工廠體系架構(gòu)正在搭建中，由智能裝備層、智能感知層、智能管控層和用戶層組成。其中智能裝備涉及車間生產(chǎn)設備，生產(chǎn)流程的信息化、智能化建設從而使得其狀態(tài)能夠借由智能感知層進行監(jiān)測和采集，從而獲取狀態(tài)、環(huán)境、質(zhì)量等信息。在此基礎上獲得的數(shù)據(jù)向智能管控層進行傳輸以支撐不同功能的系統(tǒng)，管控層對數(shù)據(jù)進行分析處理進一步反饋至用戶層，使用戶層可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)信息進行合理決策，下達相應的指令。

對智能工廠的探索實踐，人機交互、智能化傳感器、虛擬現(xiàn)實技術也被應用到實踐中。有些汽車工廠在同一條生產(chǎn)線上進行串行生產(chǎn)，可以在保證生產(chǎn)進度同時實現(xiàn)小批量、多車型的柔性生產(chǎn)，滿足不同需求，提高生產(chǎn)效率。還有車企的智能工廠重視信息技術與硬件設備融合，從單一車型的研發(fā)到售后的全產(chǎn)業(yè)鏈。注重數(shù)字化工業(yè)生產(chǎn)、人機協(xié)作、自動運輸?shù)刃畔⒒夹g的運用，整個生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)高效準確。一汽大眾佛山工廠為保證生產(chǎn)效率及設備利用率，通過利用智能互聯(lián)技術將各車間、各功能模塊的數(shù)據(jù)和工藝路線匯總整合，實現(xiàn)了全廠級的透明化生產(chǎn)管理。

(二)智能管理

在工業(yè) 4.0 時代下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等技術的應用使得汽車制造業(yè)從產(chǎn)品設計開發(fā)、生產(chǎn)制造到物流運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的管理和決策以數(shù)據(jù)為基礎，實現(xiàn)智能管理以提升效率和質(zhì)量并降低成本。SAP 系統(tǒng)、ERP 系統(tǒng)都是智能管理體系中充分運用的體現(xiàn)，利用底層設備對于零部件生產(chǎn)加工、設備調(diào)試、生產(chǎn)運行的數(shù)據(jù)采集和錄入形成數(shù)據(jù)庫。通過智能技術對數(shù)據(jù)進行分析處理，結(jié)果直接反饋至管理者，為決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

(三)智能服務

汽車行業(yè)智能制造的產(chǎn)業(yè)升級不僅改變了生產(chǎn)模式、提升了生產(chǎn)效率，同時也促進了服務模式的變革，就有了智能服務的概念。智能服務是運用物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上，分析大數(shù)據(jù)，發(fā)掘產(chǎn)品的不足及時改進，提供消費者切實需求的服務。智能服務關鍵在于產(chǎn)業(yè)鏈、服務鏈的互通，企業(yè)能夠提供各環(huán)節(jié)的實時在線服務，從而在全行業(yè)、全流程及全要素范圍內(nèi)建立智能化服務體系。在工業(yè) 4.0 時代下，智能服務需要具備信息交互、需求判斷與功能選擇的能力，建立服務需求模型。在此基礎上，依據(jù)實時的信息交互數(shù)據(jù)，結(jié)合服務需求模型按需組合服務并進行反饋，從而實現(xiàn)智能服務。智能服務的實現(xiàn)一方面需要人工智能技術對數(shù)據(jù)的處理和分析能力，另一方面還需要依靠汽車制造平臺與其他服務平臺的集成，這樣才能真正實現(xiàn)全行業(yè)、全流程及全要素范圍內(nèi)的智能化服務。

四、結(jié)語

隨著工業(yè) 4.0 時代和中國制造2025的到來以及定制化需求的增長，汽車制造企業(yè)面臨著智能化升級的轉(zhuǎn)變，而人工智能技術的應用則是汽車制造產(chǎn)業(yè)智能化升級的關鍵。在汽車的生產(chǎn)制造過程中，人工智能技術的應用能夠?qū)崿F(xiàn)人、物、機器與系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，充分利用數(shù)字信息并挖掘其內(nèi)在價值。同時人工智能技術還能在此過程中得以學習和訓練，不斷提升自身能力，實現(xiàn)制造智能化轉(zhuǎn)型。人工智能技術的廣泛應用，使得汽車制造企業(yè)在智能工廠、智能管理及智能服務等方面有了進一步的發(fā)展和實踐，進而提高汽車制造生產(chǎn)效率，完善生產(chǎn)過程管控，并相應地建立全行業(yè)、全流程及全要素范圍內(nèi)的智能化服務體系。