汽车上的智能制造研究

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年1月第3期   作者:冯晓彤 张伟
[导读] 汽车工业作为我国的支柱产业之一

        摘要:汽车工业作为我国的支柱产业之一,其发展一直是备受社会的关注,当下汽车制造技术随着计算机技术的发展不断地向着“智能化”发展。本文分析了传统汽车制造技术的历程和智能制造的发展以及智能制造在汽车上的应用范例,未来工业的智能制造技术肯定会越来越成熟。
        关键词:汽车工业;智能化;智能制造
1、汽车上的制造技术分析
         20世纪50年代我国的装备行业的发展是由汽车工业和汽车制造技术的发展带来的,当时苏联援建我国建设了第一汽车厂,从那个时候开始,汽车制造技术和生产方式从传统手工转变向了机械生产,开始使用大规模的器械和专用设备。我国第二汽车厂是我们自主建设的,通过收集各个行业的先进制造技术,然后挑选出适合汽车制造的先进制造技术,并且通过各种试验,将适合与汽车制造的先进技术运用于汽车制造。20世纪70年代汽车工业由自主仿照研发进入了技术引进、合资建厂的新阶段,同时我们的汽车制造技术和装备水平也得到了进一步的提升和发展,然而当时我国的制造技术和他国差距很大,自己设备无法匹配汽车行业的设备要求,所以在合资企业谈判中我国就会特别要求关键设备进口。21世纪是一个全球化经济的时代,各行各业面对的竞争是全球化的,特别是汽车行业。21世纪初期,国外装备行业纷纷进入中国市场,但我国无法掌控核心技术,尤其是汽车的制造技术。汽车行业的制造已经达到新的数字化制造,这对汽车制造设备的要求越来越高,但我国没有相应的核心技术和开发能力,需要大量进口新设备,这是且将在很长时间段内是我国汽车制造业上存在的问题,所以要发展汽车制造行业就必须要自己掌握核心技术,这样才能提高自己的竞争力。
         汽车配件生产领域智能制造是将先进自动化技术、先进制造技术、人工智能技术、传感技术、控制技术、数字制造技术及新一代信息技术相结合,实现工厂和企业内部之间和产品全生命周期的实时管理和优化的新型制造,是一种无需人工干预就能够通过驱动智能设备实现其目标的自动控制,也是用计算机模拟人类智能控制的一个重要领域。
2、智能制造概述
         2.1 智能制造的定义
         智能制造源于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和,前者是智能的基础,后者是指获取和运用知识求解的能力。智能制造是随技术进步和产业化实践动态发展的,是在新一代信息技术基础上,将制造技术与数字技术、智能技术、网络技术集成应用于设计、生产、管理和服务的全生命周期,在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与控制,实现产品需求的动态响应、新产品的迅速开发及对生产和供应链网络实时优化的制造活动的总称。
         2.2 智能制造的发展现状分析
         谈起智能制造,首先应介绍日本在1990年4月所倡导的“智能制造系统IMS”国际合作研究计划。许多发达国家如美国、欧洲共同体、加拿大、澳大利亚等参加了该项计划。该计划共计划投资10亿美元,对100个项目实施前期科研计划。毫无疑问,智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计、工艺过程设计、生产调度、故障诊断等,也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方、生产调度等,实现制造过程智能化。


         智能制造实现需要多个层次上技术产品支持,主要包括工业机器人、3D打印、工业物联网、云计算、工业大数据、知识工作自动化、工业网络安全、虚拟现实和人工智能等。这些技术产品中会产生无数的商机和上市公司。结合中国工业现状来看,未来十年中国工业智能化领域将有充足发展的三类公司,第一类是智能工厂,分为两种,第一种是传统的工厂转型成智能工厂,第二种是一出生就是智能工厂;第二类是解决方案公司,为制造业公司提供智能工厂顶层设计、转型路径图、软硬件一体化实施的工业智能化解决方案公司;第三类是技术供应商,包括工业物联网、工业网络安全、工业大数据、云计算平台、MES系统等;除这三类以外,虚拟现实、人工智能、知识工作自动化等技术供应商也会面临巨大的发展前景。
         2.3 智能制造研究意义
         智能制造源于人工智能的研究,人工智能就是用人工方法在计算机上实现的智能。随着产品性能的完善智能信息库化及其结构的复杂化、精细化,以及功能的多样化,促使产品所包含的设计信息和工艺信息量猛增,随之生产线和生产设备内部的信息流量增加,制造过程和管理工作的信息量也必然剧增,因而促使制造技术发展的热点与前沿,转向了提高制造系统对于爆炸性增长的制造信息处理的能力、效率及规模上。先进的制造设备离开了信息的输入就无法运转,柔性制造系统(FMS)一旦被切断信息来源就会立刻停止工作。
         专家认为,制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型。制造系统既要具备柔性,还要表现出智能化,否则将难以处理大量而复杂的信息。瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境,也要求制造系统表现出更高的灵活、敏捷和智能。因此,智能制造将受到更高的重视。
3、智能制造在汽车上的应用分析
         近年来,随着时代的发展,汽车智能制造、“中国制造2025”等概念术语慢慢演变,但是汽车智能制造概念的普及并不十分全面。下面将阐述智能汽车制造的背景和概况。
         在倡导“2025年中国制造”国家战略的背景下,中国汽车企业通过智能技术创新和产业链改革,实现了大环境下的汽车产业转型。在智能产品方面,智能汽车在未来不仅将成为全新的智能产品,还将成为个性化的需求和数据收集终端及互动平台,同时也是一个新的智能制造系统,是产业价值链中的重要环节。智能汽车产品能够有效地整合和升华许多先进的汽车技术,如节能、新能源和网络连接,为汽车从简单的替代工具向人类智能伙伴的转变提供核心支持,并成为智能时代的核心枢纽。
         应用实例有汽车车身自动焊接、车体自动装配、车身自动喷漆等。焊接自动化技术的应用,能够突破人类的生理局限,不受时间和环境等因素的控制,有效提高生产效率和焊接质量,节约日益增高的人工成本;装配机器人有很高的精确度和稳定性,通过视觉功能可以引导机器人正确识别和抓取,并传输到准确的装配位置,投入产比高、回收快;喷涂机器人除机器人的共性之外,最主要的是避免了工人在工作业中喷漆对人体的伤害,降低了劳动力的成本,而且在工作效率和质量上都有较高的提高。
参考文献
[1]孙冠男.智能制造在汽车工业中的应用[J].汽车工程师,2017(08):49-51.
[2]薛荣辉.智能控制理论及应用综述[J].现代信息科技,2019,3(22):176-178.
[3]曲家宇.智能制造在汽车车身焊接的应用[J].集成电路应用,2020,37(04):116-117.
[4]龙锦中,吴坚,沈平.汽车生产领域智能制造技术应用研究[J].企业科技与发展,2019(11):92-93+96.
[5]陈怡竹.工业机器人在汽车智能制造生产线中的应用[J].内燃机与配件,2019(21):255-256.
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