智能制造在汽车行业中的应用

魏星雷

摘要：汽车工业不仅属于劳动密集型产业，还属于技术密集型产业。无论是在制造的过程中还是在生产的过程当中，对准确性以及质量的要求都比较高。面对当前的实际市场需求，为了更好的满足众多品种以及大批量的高质量制造需求，汽车制造商非常重视在汽车制造当中对智能制造的应用，并希望在智能制造的基础上来促进汽车行业的整体发展。

关键词：智能;汽车;应用

0  引言

目前，我国已经成为了世界上最大的一个汽车市场，并且正在从主要的汽车制造国转变为比较强大的汽车制造国。实现高质量的发展已经成为了我国汽车工业未来发展的一个重要任务，而智能制造属于实现我国汽车工业高质量以及高速度发展的主要途径，智能设备在智能制造当中属于比较关键的部分，智能制造设备主要包含：全自动生产线、智能控制系统、智能仪器、工业机器人以及高端数控机床等。我国汽车工业在发展的过程中对智能制造设备的市场需求非常大，但是仍然比较缺乏独立的核心技术，产品性能比较差以及对关键的设备具备较高的依赖性。

1  汽车智能制造的具体发展内容

1.1 汽车制造工艺的分析以及优化

汽车企业在计划建立新工厂之前，首先需要对企业实施整体定位，比如：生产的主要产品、生产模式、生产类型、核心流程（比如：发动机冷加工、热加工以及热处理等）以及相应的生产程序等。需要分析以及优化流程，比如：组装、检查以及包装等。企业需要对智能设备、新材料、智能生产线以及新工艺的应用所带来的具体制造流程等优化程序进行考虑。与此同时，企业还需要按照绿色制造以及循环经济的理念，在工艺改进的基础上实现节能减排以及降低污染排放等。当然还可以使用过程仿真软件用来分析以及优化制造过程，在这个过程中一定要重视生产以及研发之间的协调性。

1.2 汽车生产数据的收集情况

在汽车生产的过程当中，需要及时的收集能耗、质量、加工精度以及设备状态等数据，并且需要和订单、人员以及程序等相关联，这样就可以使得生产过程实现完全的可追溯性。如果出现一些问题，可以及时的进行追溯，一直追溯到零件生产的具体批次以及原材料的供应商等，从而可以追踪到整个的产业链。企业在完成智能工厂的规划时，需要提前的考虑SCADA（监控与数据采集）系统的应用以及数据采集接口的规范性等。在改造旧汽车工厂时，可以集中精力在ESB总线应用程序的基础上完成和其他形式数据的互联以及挖掘。与此同时，可以加快自身的移动过程，并在移动数据交互的基础上实现数据的挖掘，这样就会使得工厂转换的成本得到降低[1]。

1.3 汽车生产设备的互联情况

设备联网以及数据收集在汽车公司构建工业互联网当中属于比较基础的部分，对工业互联网的建设起到促进的作用，是实现设备互联以及网络互联的基础。在具体的规划过程中，考虑设备如何的进行互连，使用哪些通信方法，接口方法以及通信协议等是非常必要的，当然还需要对收集到的数据进行分析以及处理。因此，企业一定要设置统一的标准以及统一的总线控制，保障格式的标准化，在这种基础之上，可以实现对设备的远程监控，实现DNC（分布式数控）的具体应用，还可以对关键设备实施有计划的维护，避免出现一些不必要的成本浪费。

1.4 汽车厂的智能物流

想要使得汽车智能工厂的建设得到进一步的推进，一定要设置智能物流。由于当前对企业具备及时性的要求，生产现场的智能物流显得非常的重要。在规划智能汽车工厂时，一定要避免无效材料的搬运。非常多比较优秀的汽车（比如：东风日产等）都在装配车间内集中设置了拣选区，会按照每个客户的具体订单分配货物，并利用DPS快速的挑选货物，并将其更好的分配到装配线，这样就可以消除线端仓库的使用。与此同时，可以把所有比较主要的零件布置在汽车领域周围，在使用同步供应方法的基础上可以更好的保障质量，同时也可以使得汽车装配生产得到加速。汽车公司可以使用具备导轨的桁架式机械手以及工业机器人实现两个机械过程之间的物料转移，也可以利用AGV或者悬挂式输送机链来完成物料的转移。在车间现场，需要按照前后工序之间的具体生产能力差异来对生产缓冲区进行设置[2]。

1.5 汽车的具体生产质量

在汽车生产以及管理的过车中，提高相应的生产质量属于一个永恒的主题。在智能工厂的具体规划中，生产质量管理属于比较核心的业务流程。在生产管理信息系统的相关构建过程当中，必须同时计划以及实施质量保证体系以及质量控制活动，并且要同时的保障设计以及生产质量，而不是简单地对其实施测试。在质量控制中需要把生产主流程嵌入到生产流程，按照结构化数据存储相应的质量记录，以更好的实现对汽车质量数据的具体记录，并为质量追溯提供相应的依据。构建质量管理的具体工作路径：质量控制设置，评价，测试记录，分析以持續改进等;质量控制需要按照生产过程的具体特点进行科学地设置。如果设置太多的质量控制点会对生产效率造成影响，而过少的质量控制点又会使得质量风险加大。因此可以把检查分为自检、特殊检查、相互检查等过程，这样就可以大大避免风险的出现[3]。

1.6 汽车生产设备的具体管理

设备属于生产的基本要素，发挥设备的有效性才可以使得汽车实现更好的生产管理，属于基本性的要求。生产管理信息系统的设置离不开设备管理模块的设置，这样才可以使得设备释放较大的生产能力，并使得调度算法的灵活性得到提高。通过对生产的合理安排，可以使得平均等待的时间降低;在设备管理的模块中，要设置各种各样设备的数据库，设置相应的代码，并及时的进行维护设备;实时的收集设备状态的具体数据，为生产计划提供相应的设备容量数据;企业一定要设置关于设备的健康管理文件，按照累积的设备运行数据设置相应的故障预测模型，并实施预测性的维护，这样可以最大程度地降低计划外设备的停机时间。

1.7 汽车生产厂车间的具体设计

车间设计的过程中要求使用3D设计软件引入建筑信息模型以及建筑设计，尤其是关于水、电、气以及网络等管道的具体设计。与此同时，智能工厂应该对智能视频监控系统，通风和空调系统，智能照明和照明系统，智能安全报警系统，智能火灾报警系统以及智能门禁卡系统等进行控制。使用智能视频监控系统的过程中，可以利用人脸识别技术以及其他图像处理技术完成，可以在视频屏幕当中过滤掉一些无用或者令人不安的信息，自动的识别不同的对象以及人物，从视频源中分析以及提取比较关键以及有用的信息，并判断相应的监控屏幕，掌握异常情况，并以最快以及最好的方式发出警报或者触发其他的一些操作。整个汽车生产车间的相关工作分区应该按照汽车工程原理实施相应的分析，数字制造仿真软件可以在仿真设备的布局，生产线布局以及车间物流当中进行使用[4]。

1.8 生产智能设备的具体应用

在规划智能工厂的过程中，汽车公司一定要密切的对智能设备的具体发展状态進行观察。机床以及设备正在从数控技术逐渐的向智能技术转化，在补偿由于热变形以及工具磨损造成误差情况的同时，实现了相应的测量以及处理。非常多的企业在装卸设备时经常会利用到工业机器人，在未来的工厂当中，金属增材制造设备将会与切割加工以及成形加工等设备结合进行使用，这样就会使得材料的利用率大大的得到提高[5]。

2  汽车智能制造发展的具体策略

2.1 始终把MES系统当作核心

在实现汽车企业创建智能工厂的过程中，汽车企业MES（制造执行系统）属于重要的着力点，MES属于生产信息化管理系统，其是面向车间执行层的，其上接ERP系统，下接现场的数据采集器、PLC程控器、条形码以及检测仪器等相关设备。存在承上启下的重要作用，企业在实施规划的过程中，一定要对这些重点内容进行考虑。系统作用可以强化MRP计划的具体执行功能，使得生产策划得到贯彻落实，积极的执行生产调度，使得生产进展得到实时反馈，因此，所有构建都需要把其当作主要核心。

2.2 设置汽车生产全过程的具体数字信息化

数字信息化属于汽车智慧工厂设置的基本保证，在设置智慧工厂的过程中，一定要对数据实施重新梳理，进而保障各类数据具备唯一性，与此同时，需要保障各类数据可以实现数字信息化，这样在后期就可以运用到生产大数据，使得企业大数据的应用水平得到大大的提升，真正的完成数字工厂的构建。

2.3 使用数据促进决策能力的提升

决策层以及管理层属于人类的思维以及大脑，需要面对的为公司的高层管理人员以及其他的一些管理部门。需要把整体的信息及时的汇报给这两层，以保障高层可以及时以及快速的作出决策。而执行层、设备层以及控制层等属于躯体、手以及脚，更多时候面对的属于企业的个人以及实施生产管理。因此，一定要对生产大数据进行充分的使用，使得内在潜力得到挖掘，这样才可以使得企业的决策能力得到提升。

3  面临的挑战以及建议

3.1 挑战

①自主创新的能力比较差。我国的智能设备产业在自主技术创新能力方面非常的薄弱，比如：新型传感器以及先进的控制装置等关键技术的依赖性比较强，关键技术的自给率非常低，在开发新技术以及新产品方面与国外的一些先进企业相比较仍然存在一定的差距。②产品性能存在较大的差距。关于家用智能设备供应商提供的产品在性能方面存在较大的差距，这样就会对家用智能设备在汽车行业中的具体推广以及应用造成较大的影响。③某些高端设备具备高度的外部依赖性。我国的智能装备产业在起步方面比较晚，国内的优势企业数量比较少，产业组织的结构非常的分散，不具备和国际竞争的相关骨干企业。④缺乏高级人才。智能设备服务具备的高级人才缺口比较大，核心竞争力非常弱等。

3.2 建议

①一定要加大对核心技术的具体研发以及投入，努力的在比较关键的技术研发方面实现突破，这样就会使得汽车智能装备产业的整体发展得到带动，使得自主品牌装备的具体供应能力得到提高。②提高产品以及服务的质量。在产品生产以及服务过程当中，一定要强化对质量的控制，提高相应的售后服务能力，不断增强品牌影响力，促进市场得到健康的发展。③积极的引进以及培养高层次人才。创新激励机制以及在职培训等渠道，促进公司研发能力以及管理能力的提高[6]。

4  结束语

总之，我国的汽车工业具备较大的市场规模，进而为智能设备带来了比较广阔的市场空间。在未来，汽车行业将会对智能设备的经济性，产品性能以及服务等提出较高的要求。因此，我国的智能设备供应商一定要加大对核心技术的开发投入，提高相应的产品竞争力，为我国高端设备的大力发展提供大力的支持。

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（008）：49-51.

[2]黄克.发展中的汽车工业智能制造系统应用与探究[J].工业，2017：277.

[3]杨帆，潘云峰，杨斌.浅谈机器人在汽车智能制造中的应用[J].信息记录材料，2017，018（009）：6-7.

[4]吴忠海，李朝博，李建龙，等.试析机器人在汽车智能制造中的应用[J].内燃机与配件，2019（002）：176-177.

[5]吴闯.汽车智能制造中机器人的应用[J].科学与财富， 2019（006）：81.

[6]武亚敏，刘平，梁蓄粮.汽车产业智能制造研究分析[J].科学与财富，2017（031）：178.