机电一体化技术在汽车智能制造的运用分析

2020-01-06孙成龙赫玲雪

科学技术创新 2020年17期

金玉李刚孙成龙赫玲雪

（中国第一汽车集团有限公司，吉林长春130000）

机电一体化技术，是一种机械行业在信息时代的不断发展而出现的一种新技术，对于实现机械系统生产和使用时的智能化控制，而将机电一体化技术应用于汽车的智能制造中，对于提高汽车在系统化、信息化和环保化角度的性能有很大的帮助，会为我国汽车行业的综合质量有很大的提高，进而实现汽车的智能化制造。现如今，我国的经济社会高速发展，每天都在不断进步，人民对智能化的生活的期待和要求越来越高，而汽车的智能化与人民的日常生活息息相关，在汽车智能制造中使用机电一体化技术，正能满足人民对于智能化生活的要求。因此，有必要研究机电一体化技术在汽车智能制造中的应用，为我国工业的智能化做出新的努力。

1 机电一体化技术与智能制造概述

1.1 机电一体化技术

随着现代科技的不断发展，机电一体化技术应运而生，机电一体化技术专业性强、学科综合性强，涉及的学科领域十分广泛，比如力学、机械、电子、计算机、自动化等领域的相关高新技术和理论都被机电一体化技术所应用。机电一体化技术的提出对于实现机械产品的智能化有很大的帮助，传统的机械行业的机电产品往往是将机械和电子两个模块分割开来，并没有将二者有机融合到一起，缺乏两个领域的交互。而机电一体化技术发展到今天，智能化技术的应用已经成为时代潮流，机械工业和电子技术的结合也越来越紧密，在机械产品从设计到成品的整个流程都可以与现代电子技术相结合，有效的促进了我国工业的智能化发展。[4]

1.2 智能制造概述

智能制造是智能化时代环境下必然产生的一种高新概念，从现在制造业的发展来看，可分为智能制造技术和智能制造系统两部分。智能制造技术指在工业生产的进程中，利用现代的先进信息技术和手段，实现现场环境的自动监控和智能分析，进而实现对机械产品生产的智能化控制，从而实现在降低生产成本的同时，提高产品质量；而智能制造系统指的是一种智能化的人机交互的环境，可以实现一种以计算机为中间媒介，人与机械产品智能化交流的系统，帮助机械产品做出智能化的决策的一种理念，这对于提高机械产品的智能化层次水平，扩大智能化机械产品的应用范围有很大帮助，是智能制造未来发展的主要趋势。

2 汽车智能制造中利用机电一体化技术的优势

2.1 有利于汽车智能制造的信息化

在汽车的智能制造中融入机电一体化技术，有助于实现汽车本身对于周边环境的智能采集，利用机电一体化技术进行汽车的智能制造，可以在汽车产品设计时融入智能化的机电一体化理念，在其各个重要位置加入传感器等产品用于实现对于汽车产品运行状态的实时监控；而且机电一体化技术的应用有助于实现信息的高效处理，利用该技术可以将现代先进信息技术有机结合与汽车产品中，实时处理收集到的汽车运行数据，自动判断其运行状态是否合理，进而实现汽车产品的智能化操作。

2.2 有利于汽车智能制造的系统化

汽车产品的组成部件丰富，利用传统的机械制造手段不足以实现汽车产品各个部件间的协同控制，也不足以实现汽车各个部件之间的信息交互。如汽车的速度控制受多方面因素的影响，油门开度、档位大小、路面状况等都会影响汽车的速度，在传统的机械制造手段下，调整车速主要由司机主观判断，对于实际路况的判断的人为因素过大，很难从系统的角度控制合理的车速，汽车本身智能化因素小，而利用机电一体化技术，可以让汽车在自主收集路况信息的基础上，自主进行智能化的控制，有助于增强系统协调性。

2.3 有利于汽车智能制造的环保化

现如今，汽车已经融入我国人民的日常生活中，并扮演着十分重要的角色，而汽车拥有量的不断增多，使得汽车对于我国环保水平的影响十分严重。因此，有效的控制汽车的环保水平，对于我国的绿色发展有至关重要的作用。但是，汽车的低排放运行收到诸多条件的影响，利用传统的汽车制造方案很难从全方位的角度控制汽车的工作状态，进而减少汽车的排放，而利用机电一体化技术，可以加大汽车各部件之间的信息交流，可以从总体的角度降低汽车的排放，进而实现汽车的环保制造。

3 机电一体化技术在汽车智能制造中的应用

3.1 自动变速器系统

机电一体化技术可以应用在汽车的变速器的智能控制上，可以实现汽车的智能档位控制，进而实现汽车的最佳工况运行，降低汽车的损耗，使得汽车的动力系统实现传递动力的智能化，进而提升汽车在使用时的效率，并且保证乘坐人员的舒适性和安全性。利用机电一体化技术可以通过各种传感器来全面的识别汽车整体工作状况和外界环境，综合各个因素，对于汽车所需档位、功率、速度进行智能选择，实现全工况条件下的高效运行，同时可以自动检测变速器工作情况的安全与否，进而提高安全性。

3.2 汽车制动防抱死技术

汽车制动防抱死系统用于快速的以适当的减速度降低车速，防止危险状况的发生，尽可能的排除因制动而产生的后轮偏移现象，提高行车时的安全性能。对于汽车来讲，高速运行的汽车在紧急制动时很难仅依靠后轮来实现制动过程，容易出现失控的状况。而利用机电一体化技术，可以在车辆运行的过程中，利用传感器和先进的智能化信息处理手段对于车辆的速度、路面状况、车距等危险因素进行综合分析，得出最合适的制动力分配与制动时间，让前后轮在制动时同时工作，可以大大提高制动时的稳定性，提高安全性能。[2]

3.3 激光雷达测距系统

激光雷达测距系统主要应用于汽车对于周边条件的测距工作，常用于辅助司机对于视觉盲区的环境判断，帮助司机在行驶过程中判断车距，防止事故的发生。该技术的应用，极大的方便了司机对于路况的判断，提高了汽车行驶的安全性，并方便了司机的停车等日常操作。激光雷达测距系统作为机电一体化技术的一种，还可以实现对于障碍物的提前报警，进而提醒驾驶员，有效的规避了驾驶中的潜在危险。[3]

4 机电一体化技术在汽车智能制造中的发展趋势

4.1 光机电一体化发展方向

机电一体化技术的核心是机械工程和电子设备的结合，重点是信息的交互，而将光学技术应用于现有的机电一体化技术中，可以从光学的角度更广泛的获得信息，对于机电一体化中信息之间的交互的准确性、即时性提高有很大的帮助；而且利用光学技术，可以扩大机电一体化技术的应用范围，提升机电一体化技术的发展潜力，是机电一体化技术未来的发展方向。[1]

4.2 柔性化发展方向

机电一体化技术的应用广泛，因此，提高机电一体化技术抵抗故障发生的柔韧性，对于未来机电一体化技术应用于的越来越复杂的工况时，降低机电一体化系统出现故障的概率十分必要，有助于提高机电一体化系统的稳定性。利用柔性化的系统设计，可以将机电一体化系统分为独立的几个部分，防止出现某一环节出现故障使得整体系统瘫痪，进而提高了应用机电一体化技术的汽车智能制造的稳定性，因此，柔性化的发展前景广阔。