人工智能时代降低汽车制造行业HPV 的方法及应用探析

摘要：探讨了在人工智能时代汽车行业降低单车工时（HPV）的方法及应用。在中国汽车行业崛起的背景下，分析了自动化技术、智能制造技术、精益生产原则和供应链协调对降低HPV 的作用。自动化技术中的机器视觉检测和机械臂可提高生产效率和质量；智能制造技术通过预测性维护和自适应制造优化生产流程；精益生产原则的准时制生产和全面生产维护可减少浪费、提高设备效率；供应链协调确保零部件及时交付。这些方法在油漆生产、排气和制动系统制造等行业的应用，有助于提高效率、质量和可持续性。

关键词：单车工时；人工智能；效率

0 前言

现代汽车行业是技术创新、经济发展和环境可持续发展的交汇之处。随着人工智能时代的到来，汽车行业的运营方式、生产流程和增效策略都发生了改变。各国都在努力实现可持续发展目标，以应对气候变化所带来的挑战，因此人们越来越重视减少汽车的环境足迹。在此努力中，降低单车时耗（HPV）是重要的一环，它是评估汽车生产流程效率的关键绩效指标。

在过去几十年中，中国汽车行业已在全球舞台上崭露头角。中国经济的显著增长、消费者购买力的不断提高以及大量的资本投资，将中国的汽车市场推向了前所未有的高度。截至2023 年底，中国已稳居世界汽车生产和出口大国的地位，产量和出口量均超过其他任何国家。此外，中国在新能源汽车（NEV，包括电动汽车（EV）和混合动力汽车）的生产方面占据主导地位，这突现了中国在汽车领域对技术进步和环境可持续发展的坚定承诺。随着汽车行业采用人工智能驱动的技术和创新的生产工艺，有必要深入探讨优化效率、提高生产率和最大限度减少资源利用的战略和实践。

1 中国汽车工业的崛起

1. 1 经济增长与市场扩张

过去几十年来，受中国经济快速发展和消费者需求不断增长的推动，中国汽车工业经历了显著的增长和扩张。中国经济持续增长，居民生活水平和可支配收入显著提高。与此同时，越来越多的人期望拥有私家车和商用车，这使得消费者的购买力，尤其是在汽车行业领域内的购买力急剧上升。

中国政府推出一系列积极的政策和举措，旨在推动汽车行业发展，这些政策和举措在促进市场扩张方面发挥了至关重要的作用。诸如税收减免、EV 补贴和充电站基础设施建设等激励措施，极大地刺激了消费者的购买使用和制造商的投资生产。此外，为解决环境问题、提高能效而实施的相关法规，进一步激发了市场对节油环保型汽车的需求。

1. 2 创新和行业领先

创新始终是中国汽车行业崛起的驱动力，大量的研发力量投入带来了技术进步和产品创新。中国汽车企业在EV、自动驾驶技术和车联网解决方案等领域均取得了长足进步，已跻身全球汽车行业的领军行列。中国NEV 市场的快速增长就便是显著的例证。在政府激励措施和补贴的支持下，比亚迪、蔚来和吉利等国内汽车制造商已成为EV 细分市场的主要参与者，他们积极开发尖端技术，不断扩大国内外市场份额。

中国企业纷纷采用数字化和人工智能驱动的解决方案来提高生产效率、产品质量和客户体验。先进的机器人技术、机器学习算法和大数据分析正融入生产流程、供应链管理和汽车设计中，使企业能够持续优化运营，在创新和竞争力方面保持领先地位。

2 降低汽车HPV 的方法

2. 1 自动化技术

自动化技术通过简化生产流程和消除人工作业，在降低HPV 方面发挥着举足轻重的作用。自动化技术的两个关键组成部分包括机器视觉检测和机械臂［1］。

2. 1. 1 机器视觉检测

机器视觉检测系统利用先进的成像技术和人工智能算法，高精度、高准确度地识别汽车部件中存在的缺陷和不一致之处。通过检测过程自动化，制造商可以实时监测和纠正质量问题，降低缺陷产品进入装配线的概率，最终实现生产效率的提升。机器视觉检测系统能够融入制造流程的各个阶段，包括部件制造、装配和最终检测等，确保在整个生产周期内开展全面的质量控制工作。

2. 1. 2 机械臂

机械臂是汽车行业自动化技术的另一个组成部分。多功能的机器人系统能够快速、精确、稳定地完成诸如装配、焊接、喷漆和材料处理等一系列任务。通过用机器人自动化取代人工操作，制造商可大大缩短生产周期，减少因人工操作带来的质量缺陷，并提高工作场所的安全性。机械臂可以全天候持续工作，不会产生疲劳或停机现象，提高了汽车生产设施的生产效率。

2. 2 智能制造技术

智能制造技术是人工智能、数据分析和物联网（IoT）等先进技术的有机融合，旨在优化汽车行业的生产流程和决策过程。这些技术充分发挥大数据的力量和实时洞察力，以提高运营效率和整体性能。

智能制造的一个典型实例是采用预测性维护系统。通过利用传感器数据和机器学习算法，汽车制造商可以预测设备故障并主动安排维护活动，从而最大限度地减少计划外停机时间，最大程度地延长生产正常运行时间。预测性维护不仅能防止代价高昂的延误，降低HPV，还能延长机械设备的使用寿命，实现长期的成本节约。

智能制造技术实现了自适应制造，生产系统可根据实时需求和环境条件，动态调整速度、温度和压力等参数。这种灵活性使得制造商能够优化资源利用率，快速响应市场变化，并最大程度地减少生产波动，最终降低 HPV，提高整体效率［2］。

2. 3 精益生产原则

精益生产原则源于丰田生产方式（TPS），旨在消除浪费、优化流程，并为客户创造价值。这些原则强调持续改进、员工授权和以客户为中心，以推动汽车行业实现卓越运营。

精益生产的一个基本方面是实施准时制（JIT）生产，通过使生产与客户需求保持同步，最大程度地降低库存水平和缩短生产周期。通过在需求生产时生产所需产品，制造商可以减少多余库存，降低报废风险，并优化现金流管理。JIT 生产不仅能通过最大程度地降低库存成本来降低HPV，还能提高生产效率和灵活性。

另一个关键的精益原则是全面生产维护（TPM），其目的是通过积极主动的维护实践和员工参与，最大程度地提高设备和机械的效率。TPM 的重点是提高设备的可靠性、减少故障和优化维护计划，从而最大限度地减少计划外停机时间，提高设备的整体效率（OEE）。通过在员工中培养主人翁精神和责任感，TPM 可持续改进设备性能，有助于降低汽车制造流程中的HPV［3］。

2. 4 供应链协调

有效的供应链协调对降低 HPV 至关重要，它能确保及时向生产线交付零部件和材料。供应商、制造商和分销商之间的协作计划、沟通和信息共享对于优化库存水平、减少缺货和减少供应链中断至关重要。采用区块链、IoT 和云计算等数字供应链技术可实现整个供应链的实时可视性和可追溯性，从而促进主动决策和风险管理。

3 汽车行业的应用

3. 1 油漆生产

油漆生产效率对汽车行业至关重要，因为它直接影响到汽车的美观、耐用性和耐腐蚀性。通过采用自动化技术和智能制造技术，汽车制造商能够简化油漆生产流程、缩短生产周期并加强质量控制。

机器视觉检测系统在确保油漆喷涂的一致性和均匀性方面发挥着至关重要的作用，可高精度地检测出条纹、流淌和色差等缺陷。此外，利用机械臂进行精确高效的喷漆，最大限度地减少过喷，并最大程度地提高覆盖率和表面质量。此外，JIT 生产和TPM 等精益生产原则通过优化库存管理、减少停机维护时间和提高整体设备效率来提高油漆生产效率。通过采用这些方法，汽车制造商可以实现更高的产量、更低的成本和更优的油漆质量，最终降低 HPV 并提高客户满意度。

3. 2 排气系统

排气系统行业在汽车尾气排放控制和环境可持续性方面发挥着至关重要的作用。该行业已采用降低HPV 的方法来优化生产流程、提高产品性能和满足排放法规要求。自动化技术用于排气部件的精密焊接、弯曲和装配，以确保严格的公差和一致的质量。机械臂用于处理和定位排气系统部件，减少人工操作量，提高了生产效率。智能制造技术（如预测性维护）可用于监控排气系统制造设施中的设备和机械状况，在引发生产延误或质量缺陷之前发现潜在的问题。此外，JIT 生产和TPM等精益生产原则有助于优化库存水平、设备可靠性和生产计划，进一步提高效率并降低HPV［4］。

3. 3 制动系统

制动系统是汽车的关键部件，可确保汽车的行车安全和性能。在制动系统行业，降低HPV 的方法有助于提高生产效率、产品质量和客户满意度。

制动部件的精密加工、装配和测试都采用了自动化技术，以确保尺寸精度和功能完整性。机器视觉检测系统可用于质量控制，高精度地检测裂缝、气孔和表面不规则等缺陷。实时监控和数据分析等智能制造技术被用于优化生产流程、识别性能趋势和改进预测性维护实践。利用大数据和人工智能驱动的洞察力，制动系统制造商可以主动解决生产问题，最大限度地减少停机时间，优化资源利用率，最终降低HPV 并提高整体生产效率。制动系统行业还采用了JIT 生产和TPM 等精益生产原则，以简化操作、减少浪费并提高生产率。通过消除非增值活动、优化工作流程、授权员工参与持续改进工作，制动系统制造商可以实现更高的产量、更低的成本和更优的产品质量。

4 结语

在人工智能时代，探索HPV 的方法和应用是汽车行业提高效率、质量和可持续性的关键一步。在经济增长、市场扩张和技术创新的推动下，中国汽车工业的崛起突显了解决HPV 问题对于保持竞争力和满足消费者需求的重要性。利用自动化技术、智能制造技术、精益生产原则和供应链协调，汽车制造商可以优化生产流程，最大限度地减少停机时间，提高整体效率，最终达到节约成本和提高客户满意度的目的。

减少HPV 方法的应用对整个汽车制造行业具有深远的影响，可促进上下游供应链的协作、创新和环境责任。通过采用可持续生产实践和利用先进技术，汽车制造公司可以在当今动态的商业环境中推动持续改进、降低风险并抓住新的机遇。展望未来，不断在研发、劳动力培训和行业合作方面进行投资，对于保持汽车制造行业的发展势头、推动降低HPV的进一步发展意义重大，可确保汽车制造行业长期保持竞争力。

参 考 文 献

［ 1 ］ 孙海锋. 汽车总装车间HPV 降低方法及应用探讨[J]. 中国新技术新产品， 2017（2）：76-77.

［ 2 ］ 肖光万，姬大鹏，潘兴旺. 浅析汽车制造厂制造HPV 降低方法[C]//第十三届河南省汽车工程科技学术研讨会. 河南信阳：河南省汽车工程学会，2016：406-408.

［ 3 ］ 冯威，张强，吴隽. 涂装同步工程分析之工艺理论HPV 分析[J]. 现代涂料与涂装，2021，24（7）：59-61.

［ 4 ］ 苗翠芬. 人工智能与制造业服务化[J]. 经济与管理研究，2023，44（7）：22-39.