人工智能時(shí)代降低汽車制造行業(yè)HPV 的方法及應(yīng)用探析

摘要：探討了在人工智能時(shí)代汽車行業(yè)降低單車工時(shí)（HPV）的方法及應(yīng)用。在中國汽車行業(yè)崛起的背景下，分析了自動化技術(shù)、智能制造技術(shù)、精益生產(chǎn)原則和供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)對降低HPV 的作用。自動化技術(shù)中的機(jī)器視覺檢測和機(jī)械臂可提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量；智能制造技術(shù)通過預(yù)測性維護(hù)和自適應(yīng)制造優(yōu)化生產(chǎn)流程；精益生產(chǎn)原則的準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)和全面生產(chǎn)維護(hù)可減少浪費(fèi)、提高設(shè)備效率；供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)確保零部件及時(shí)交付。這些方法在油漆生產(chǎn)、排氣和制動系統(tǒng)制造等行業(yè)的應(yīng)用，有助于提高效率、質(zhì)量和可持續(xù)性。

關(guān)鍵詞：單車工時(shí)；人工智能；效率

0 前言

現(xiàn)代汽車行業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的交匯之處。隨著人工智能時(shí)代的到來，汽車行業(yè)的運(yùn)營方式、生產(chǎn)流程和增效策略都發(fā)生了改變。各國都在努力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，以應(yīng)對氣候變化所帶來的挑戰(zhàn)，因此人們越來越重視減少汽車的環(huán)境足跡。在此努力中，降低單車時(shí)耗（HPV）是重要的一環(huán)，它是評估汽車生產(chǎn)流程效率的關(guān)鍵績效指標(biāo)。

在過去幾十年中，中國汽車行業(yè)已在全球舞臺上嶄露頭角。中國經(jīng)濟(jì)的顯著增長、消費(fèi)者購買力的不斷提高以及大量的資本投資，將中國的汽車市場推向了前所未有的高度。截至2023 年底，中國已穩(wěn)居世界汽車生產(chǎn)和出口大國的地位，產(chǎn)量和出口量均超過其他任何國家。此外，中國在新能源汽車（NEV，包括電動汽車（EV）和混合動力汽車）的生產(chǎn)方面占據(jù)主導(dǎo)地位，這突現(xiàn)了中國在汽車領(lǐng)域?qū)夹g(shù)進(jìn)步和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)定承諾。隨著汽車行業(yè)采用人工智能驅(qū)動的技術(shù)和創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝，有必要深入探討優(yōu)化效率、提高生產(chǎn)率和最大限度減少資源利用的戰(zhàn)略和實(shí)踐。

1 中國汽車工業(yè)的崛起

1. 1 經(jīng)濟(jì)增長與市場擴(kuò)張

過去幾十年來，受中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和消費(fèi)者需求不斷增長的推動，中國汽車工業(yè)經(jīng)歷了顯著的增長和擴(kuò)張。中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，居民生活水平和可支配收入顯著提高。與此同時(shí)，越來越多的人期望擁有私家車和商用車，這使得消費(fèi)者的購買力，尤其是在汽車行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的購買力急劇上升。

中國政府推出一系列積極的政策和舉措，旨在推動汽車行業(yè)發(fā)展，這些政策和舉措在促進(jìn)市場擴(kuò)張方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。諸如稅收減免、EV 補(bǔ)貼和充電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等激勵(lì)措施，極大地刺激了消費(fèi)者的購買使用和制造商的投資生產(chǎn)。此外，為解決環(huán)境問題、提高能效而實(shí)施的相關(guān)法規(guī)，進(jìn)一步激發(fā)了市場對節(jié)油環(huán)保型汽車的需求。

1. 2 創(chuàng)新和行業(yè)領(lǐng)先

創(chuàng)新始終是中國汽車行業(yè)崛起的驅(qū)動力，大量的研發(fā)力量投入帶來了技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品創(chuàng)新。中國汽車企業(yè)在EV、自動駕駛技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)解決方案等領(lǐng)域均取得了長足進(jìn)步，已躋身全球汽車行業(yè)的領(lǐng)軍行列。中國NEV 市場的快速增長就便是顯著的例證。在政府激勵(lì)措施和補(bǔ)貼的支持下，比亞迪、蔚來和吉利等國內(nèi)汽車制造商已成為EV 細(xì)分市場的主要參與者，他們積極開發(fā)尖端技術(shù)，不斷擴(kuò)大國內(nèi)外市場份額。

中國企業(yè)紛紛采用數(shù)字化和人工智能驅(qū)動的解決方案來提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和客戶體驗(yàn)。先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和大數(shù)據(jù)分析正融入生產(chǎn)流程、供應(yīng)鏈管理和汽車設(shè)計(jì)中，使企業(yè)能夠持續(xù)優(yōu)化運(yùn)營，在創(chuàng)新和競爭力方面保持領(lǐng)先地位。

2 降低汽車HPV 的方法

2. 1 自動化技術(shù)

自動化技術(shù)通過簡化生產(chǎn)流程和消除人工作業(yè)，在降低HPV 方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。自動化技術(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵組成部分包括機(jī)器視覺檢測和機(jī)械臂［1］。

2. 1. 1 機(jī)器視覺檢測

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)利用先進(jìn)的成像技術(shù)和人工智能算法，高精度、高準(zhǔn)確度地識別汽車部件中存在的缺陷和不一致之處。通過檢測過程自動化，制造商可以實(shí)時(shí)監(jiān)測和糾正質(zhì)量問題，降低缺陷產(chǎn)品進(jìn)入裝配線的概率，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)能夠融入制造流程的各個(gè)階段，包括部件制造、裝配和最終檢測等，確保在整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)開展全面的質(zhì)量控制工作。

2. 1. 2 機(jī)械臂

機(jī)械臂是汽車行業(yè)自動化技術(shù)的另一個(gè)組成部分。多功能的機(jī)器人系統(tǒng)能夠快速、精確、穩(wěn)定地完成諸如裝配、焊接、噴漆和材料處理等一系列任務(wù)。通過用機(jī)器人自動化取代人工操作，制造商可大大縮短生產(chǎn)周期，減少因人工操作帶來的質(zhì)量缺陷，并提高工作場所的安全性。機(jī)械臂可以全天候持續(xù)工作，不會產(chǎn)生疲勞或停機(jī)現(xiàn)象，提高了汽車生產(chǎn)設(shè)施的生產(chǎn)效率。

2. 2 智能制造技術(shù)

智能制造技術(shù)是人工智能、數(shù)據(jù)分析和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等先進(jìn)技術(shù)的有機(jī)融合，旨在優(yōu)化汽車行業(yè)的生產(chǎn)流程和決策過程。這些技術(shù)充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的力量和實(shí)時(shí)洞察力，以提高運(yùn)營效率和整體性能。

智能制造的一個(gè)典型實(shí)例是采用預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)。通過利用傳感器數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，汽車制造商可以預(yù)測設(shè)備故障并主動安排維護(hù)活動，從而最大限度地減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間，最大程度地延長生產(chǎn)正常運(yùn)行時(shí)間。預(yù)測性維護(hù)不僅能防止代價(jià)高昂的延誤，降低HPV，還能延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，實(shí)現(xiàn)長期的成本節(jié)約。

智能制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)制造，生產(chǎn)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)時(shí)需求和環(huán)境條件，動態(tài)調(diào)整速度、溫度和壓力等參數(shù)。這種靈活性使得制造商能夠優(yōu)化資源利用率，快速響應(yīng)市場變化，并最大程度地減少生產(chǎn)波動，最終降低 HPV，提高整體效率［2］。

2. 3 精益生產(chǎn)原則

精益生產(chǎn)原則源于豐田生產(chǎn)方式（TPS），旨在消除浪費(fèi)、優(yōu)化流程，并為客戶創(chuàng)造價(jià)值。這些原則強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)、員工授權(quán)和以客戶為中心，以推動汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營。

精益生產(chǎn)的一個(gè)基本方面是實(shí)施準(zhǔn)時(shí)制（JIT）生產(chǎn)，通過使生產(chǎn)與客戶需求保持同步，最大程度地降低庫存水平和縮短生產(chǎn)周期。通過在需求生產(chǎn)時(shí)生產(chǎn)所需產(chǎn)品，制造商可以減少多余庫存，降低報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)，并優(yōu)化現(xiàn)金流管理。JIT 生產(chǎn)不僅能通過最大程度地降低庫存成本來降低HPV，還能提高生產(chǎn)效率和靈活性。

另一個(gè)關(guān)鍵的精益原則是全面生產(chǎn)維護(hù)（TPM），其目的是通過積極主動的維護(hù)實(shí)踐和員工參與，最大程度地提高設(shè)備和機(jī)械的效率。TPM 的重點(diǎn)是提高設(shè)備的可靠性、減少故障和優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃，從而最大限度地減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的整體效率（OEE）。通過在員工中培養(yǎng)主人翁精神和責(zé)任感，TPM 可持續(xù)改進(jìn)設(shè)備性能，有助于降低汽車制造流程中的HPV［3］。

2. 4 供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)

有效的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)對降低 HPV 至關(guān)重要，它能確保及時(shí)向生產(chǎn)線交付零部件和材料。供應(yīng)商、制造商和分銷商之間的協(xié)作計(jì)劃、溝通和信息共享對于優(yōu)化庫存水平、減少缺貨和減少供應(yīng)鏈中斷至關(guān)重要。采用區(qū)塊鏈、IoT 和云計(jì)算等數(shù)字供應(yīng)鏈技術(shù)可實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈的實(shí)時(shí)可視性和可追溯性，從而促進(jìn)主動決策和風(fēng)險(xiǎn)管理。

3 汽車行業(yè)的應(yīng)用

3. 1 油漆生產(chǎn)

油漆生產(chǎn)效率對汽車行業(yè)至關(guān)重要，因?yàn)樗苯佑绊懙狡嚨拿烙^、耐用性和耐腐蝕性。通過采用自動化技術(shù)和智能制造技術(shù)，汽車制造商能夠簡化油漆生產(chǎn)流程、縮短生產(chǎn)周期并加強(qiáng)質(zhì)量控制。

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)在確保油漆噴涂的一致性和均勻性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可高精度地檢測出條紋、流淌和色差等缺陷。此外，利用機(jī)械臂進(jìn)行精確高效的噴漆，最大限度地減少過噴，并最大程度地提高覆蓋率和表面質(zhì)量。此外，JIT 生產(chǎn)和TPM 等精益生產(chǎn)原則通過優(yōu)化庫存管理、減少停機(jī)維護(hù)時(shí)間和提高整體設(shè)備效率來提高油漆生產(chǎn)效率。通過采用這些方法，汽車制造商可以實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)量、更低的成本和更優(yōu)的油漆質(zhì)量，最終降低 HPV 并提高客戶滿意度。

3. 2 排氣系統(tǒng)

排氣系統(tǒng)行業(yè)在汽車尾氣排放控制和環(huán)境可持續(xù)性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。該行業(yè)已采用降低HPV 的方法來優(yōu)化生產(chǎn)流程、提高產(chǎn)品性能和滿足排放法規(guī)要求。自動化技術(shù)用于排氣部件的精密焊接、彎曲和裝配，以確保嚴(yán)格的公差和一致的質(zhì)量。機(jī)械臂用于處理和定位排氣系統(tǒng)部件，減少人工操作量，提高了生產(chǎn)效率。智能制造技術(shù)（如預(yù)測性維護(hù)）可用于監(jiān)控排氣系統(tǒng)制造設(shè)施中的設(shè)備和機(jī)械狀況，在引發(fā)生產(chǎn)延誤或質(zhì)量缺陷之前發(fā)現(xiàn)潛在的問題。此外，JIT 生產(chǎn)和TPM等精益生產(chǎn)原則有助于優(yōu)化庫存水平、設(shè)備可靠性和生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)一步提高效率并降低HPV［4］。

3. 3 制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)是汽車的關(guān)鍵部件，可確保汽車的行車安全和性能。在制動系統(tǒng)行業(yè)，降低HPV 的方法有助于提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。

制動部件的精密加工、裝配和測試都采用了自動化技術(shù)，以確保尺寸精度和功能完整性。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)可用于質(zhì)量控制，高精度地檢測裂縫、氣孔和表面不規(guī)則等缺陷。實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等智能制造技術(shù)被用于優(yōu)化生產(chǎn)流程、識別性能趨勢和改進(jìn)預(yù)測性維護(hù)實(shí)踐。利用大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動的洞察力，制動系統(tǒng)制造商可以主動解決生產(chǎn)問題，最大限度地減少停機(jī)時(shí)間，優(yōu)化資源利用率，最終降低HPV 并提高整體生產(chǎn)效率。制動系統(tǒng)行業(yè)還采用了JIT 生產(chǎn)和TPM 等精益生產(chǎn)原則，以簡化操作、減少浪費(fèi)并提高生產(chǎn)率。通過消除非增值活動、優(yōu)化工作流程、授權(quán)員工參與持續(xù)改進(jìn)工作，制動系統(tǒng)制造商可以實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)量、更低的成本和更優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量。

4 結(jié)語

在人工智能時(shí)代，探索HPV 的方法和應(yīng)用是汽車行業(yè)提高效率、質(zhì)量和可持續(xù)性的關(guān)鍵一步。在經(jīng)濟(jì)增長、市場擴(kuò)張和技術(shù)創(chuàng)新的推動下，中國汽車工業(yè)的崛起突顯了解決HPV 問題對于保持競爭力和滿足消費(fèi)者需求的重要性。利用自動化技術(shù)、智能制造技術(shù)、精益生產(chǎn)原則和供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，汽車制造商可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，最大限度地減少停機(jī)時(shí)間，提高整體效率，最終達(dá)到節(jié)約成本和提高客戶滿意度的目的。

減少HPV 方法的應(yīng)用對整個(gè)汽車制造行業(yè)具有深遠(yuǎn)的影響，可促進(jìn)上下游供應(yīng)鏈的協(xié)作、創(chuàng)新和環(huán)境責(zé)任。通過采用可持續(xù)生產(chǎn)實(shí)踐和利用先進(jìn)技術(shù)，汽車制造公司可以在當(dāng)今動態(tài)的商業(yè)環(huán)境中推動持續(xù)改進(jìn)、降低風(fēng)險(xiǎn)并抓住新的機(jī)遇。展望未來，不斷在研發(fā)、勞動力培訓(xùn)和行業(yè)合作方面進(jìn)行投資，對于保持汽車制造行業(yè)的發(fā)展勢頭、推動降低HPV的進(jìn)一步發(fā)展意義重大，可確保汽車制造行業(yè)長期保持競爭力。

參 考 文 獻(xiàn)

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［ 3 ］ 馮威，張強(qiáng)，吳雋. 涂裝同步工程分析之工藝?yán)碚揌PV 分析[J]. 現(xiàn)代涂料與涂裝，2021，24（7）：59-61.

［ 4 ］ 苗翠芬. 人工智能與制造業(yè)服務(wù)化[J]. 經(jīng)濟(jì)與管理研究，2023，44（7）：22-39.