陸潔鋒

肇慶市技師學(xué)院 廣東省肇慶市 526060

目前人們的生活出行已離不開(kāi)汽車，作為一種重要的交通工具，汽車在我們的日常生活中占據(jù)著重要的部分。在汽車零件制造過(guò)程中應(yīng)用人工智能已經(jīng)成為行業(yè)中非常關(guān)注的一個(gè)要點(diǎn)，其蘊(yùn)藏的發(fā)展?jié)摿Σ谎远鱗1]。人工智能技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)能夠通過(guò)高精算、仿真、傳感等多種形式促進(jìn)汽車零件制造的生產(chǎn)。例如，將人工智能應(yīng)用于汽車生產(chǎn)當(dāng)中，能夠從計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、人車交互技術(shù)、車車交互技術(shù)、車網(wǎng)交互技術(shù)、智能通信系統(tǒng)、智能剎車系統(tǒng)以及人工智能技術(shù)在汽車舒適度方面的個(gè)性化配置等方面的發(fā)展，為企業(yè)的制造生產(chǎn)及發(fā)展提供原動(dòng)力，促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。且國(guó)家相關(guān)部門針對(duì)人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車生產(chǎn)制造中頒布了相應(yīng)的政策，為該行業(yè)的發(fā)展注入了更多的動(dòng)力及保障[2]。在信息及科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，將人工智能與數(shù)控技術(shù)有效應(yīng)用于汽車零件制造中能夠推動(dòng)該行業(yè)朝著智能化的方向發(fā)展，助力汽車產(chǎn)業(yè)走向智能化及自動(dòng)化發(fā)展道路。

1 人工智能與數(shù)控技術(shù)的概況

1.1 人工智能技術(shù)概況

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的一個(gè)重要分支，其目的是了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專家系統(tǒng)等。隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步成熟，人工智能技術(shù)展開(kāi)了多種行業(yè)類型的應(yīng)用，在我國(guó)生產(chǎn)和制造工業(yè)中利用人工智能技術(shù)，取得了更高生產(chǎn)效果和管理效果。人工智能技術(shù)的發(fā)展在我國(guó)已經(jīng)有較長(zhǎng)的時(shí)間，作為現(xiàn)代社會(huì)的前沿頂尖科技產(chǎn)物，人工智能技術(shù)能夠和人類擁有同等的智商和思維模式，在智能理念的作用下其操作速度和精準(zhǔn)度均有所提高。將智能化和自動(dòng)化相結(jié)合，通過(guò)人工智能的多方位運(yùn)用，在生產(chǎn)中直接對(duì)機(jī)器進(jìn)行控制，減少人力物力財(cái)力的投入，在近些年工業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益得到了巨大改善。

例如，將人工智能中的激光雷達(dá)用于汽車自動(dòng)駕駛生產(chǎn)制造中，能夠結(jié)合汽車的實(shí)際功能需要發(fā)揮出其傳感器的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)精準(zhǔn)的傳感功能進(jìn)行準(zhǔn)確的三維定向。通過(guò)激光雷達(dá)在夜間也能獲得高清的識(shí)別信息，相比較傳統(tǒng)的攝像頭的清晰度更高，更加精細(xì)化。激光雷達(dá)能夠獲取信息和周圍物體之間的距離信息，針對(duì)鎖定物體的實(shí)際方位、大小以及形狀等進(jìn)行全方位的定位。技術(shù)人員結(jié)合激光雷達(dá)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，就能夠直接得到高精度地圖[3]。2020年之后，我國(guó)人工智能自動(dòng)駕駛和激光雷達(dá)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，越來(lái)越多智能電動(dòng)車品牌選擇這一生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用于自己的產(chǎn)生當(dāng)中。全球知名市場(chǎng)研究與戰(zhàn)略咨詢公司YoleDevelopement發(fā)布《2021年汽車與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》預(yù)測(cè)，到2026年，汽車與工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的人工智能技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)57億美元。

1.2 數(shù)控技術(shù)概況

數(shù)控技術(shù)主要是指采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)，它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷加大，數(shù)控技術(shù)的使用已經(jīng)成為行業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展中的重要組成部分，在市場(chǎng)占有率方面有著較大比重。將數(shù)控及時(shí)應(yīng)用于汽車零件制造和生產(chǎn)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)、高效率以及集成化的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還能有效提升零件加工的精準(zhǔn)性。例如，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造當(dāng)中，能夠憑借其自身精度高的生產(chǎn)要求，用數(shù)控加工中心銑“三孔四面”，用數(shù)控鏜床進(jìn)行精鏜缸筒，再經(jīng)過(guò)一系列的數(shù)控機(jī)床加工才能完成最終的發(fā)動(dòng)機(jī)。還有變速箱也是汽車零件生產(chǎn)中的一個(gè)重要部分，通過(guò)使用數(shù)控技術(shù)能夠?qū)ιa(chǎn)加工過(guò)程中的定位、夾緊以及工藝路線等進(jìn)行重新規(guī)劃，確保生產(chǎn)出來(lái)的質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，提升汽車零件的整體質(zhì)量，圖1為數(shù)控技術(shù)中變速箱的制造零件圖。當(dāng)前，人工智能與數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)制造行業(yè)發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)逐漸呈現(xiàn)出大規(guī)模應(yīng)用的階段，使我國(guó)智能和數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列有著重要作用[4]。

圖1 數(shù)控技術(shù)中變速箱的制造零件圖

2 數(shù)字時(shí)代人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車零件制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

就現(xiàn)階段我國(guó)人工智能與數(shù)控技術(shù)的整體發(fā)展情況來(lái)看，想要更好地實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)制造，就應(yīng)當(dāng)重視將數(shù)控技術(shù)有效使用在其中。智能制造作為數(shù)控技術(shù)的一個(gè)良好延伸，其與數(shù)控技術(shù)的關(guān)系如同“魚(yú)與水”，離開(kāi)數(shù)控技術(shù)智能制造將無(wú)法實(shí)現(xiàn)，離開(kāi)智能制造數(shù)控技術(shù)也將“大打折扣”。將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在智能生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，不僅能夠確保數(shù)控技術(shù)得到較好的使用，同時(shí)還能提升我國(guó)智能制造水平的穩(wěn)固提升。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，數(shù)控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用需確保靈活穩(wěn)定性，通過(guò)這樣的方式不僅能夠保證技術(shù)可操控性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還能有效保障智能系統(tǒng)對(duì)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)處理、分析、采集體現(xiàn)出更優(yōu)良的精確性，體現(xiàn)出人工智能的實(shí)際優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在制造過(guò)程中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力[5]。

第二，數(shù)控技術(shù)在應(yīng)用于汽車零件制造中能夠簡(jiǎn)化傳統(tǒng)生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)人員只需要按照生產(chǎn)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)控程序提前設(shè)定好，就能夠直接利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)。而這個(gè)生產(chǎn)規(guī)范的制定則需要人工智能的支撐，人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是可以最大限度地模擬人類思維模式，并在相應(yīng)的程序內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)方案和管理，以此構(gòu)建數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理模型，完成信息數(shù)據(jù)的采集和持續(xù)管理。無(wú)論是設(shè)計(jì)前還是生產(chǎn)中，都只需要技術(shù)人員將對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)模式進(jìn)行確認(rèn)，通過(guò)層層動(dòng)態(tài)傳遞轉(zhuǎn)換職能訴求，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理即可完成相應(yīng)的設(shè)定。

第三，將人工智能與數(shù)控技術(shù)有效應(yīng)用在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)高效地集中化管理，減少傳統(tǒng)人工管理存在的效率低、程序復(fù)雜以及精度低等問(wèn)題，達(dá)到智能化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于提升生產(chǎn)制造有著重要作用。綜上所述，數(shù)字時(shí)代人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車零件制造和生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)是數(shù)字時(shí)代的具體體現(xiàn)，對(duì)于提升我國(guó)汽車行業(yè)的制造水平以及效率有著非常重要的意義，也能為我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

3 數(shù)字時(shí)代人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車零件制造中的應(yīng)用

3.1 人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車覆蓋件模具制造的應(yīng)用

汽車覆蓋件模具是整個(gè)汽車生產(chǎn)中的重要組成部分，具有板材薄、造型復(fù)雜、尺寸大、精度要求高、表面質(zhì)量要求高等顯著特點(diǎn)。同時(shí)在生產(chǎn)和制造過(guò)程中其本身的開(kāi)發(fā)難度較大，對(duì)于技術(shù)的使用較為嚴(yán)格，已經(jīng)成為很多汽車制造企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的要點(diǎn)之一。將人工智能與數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件模具部分首先應(yīng)當(dāng)重視將數(shù)控技術(shù)進(jìn)行利用。在經(jīng)歷模具定位且加緊、型面試加工、粗加工、粗清角、半精加工、半精清角、精加工、精清角、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，直至檢驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上再開(kāi)展下一部分制造工作。其次，將人工智能與數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于這一部分的制造當(dāng)中需要按照工藝生產(chǎn)的流程及標(biāo)準(zhǔn)，由專門的技術(shù)人員結(jié)合零件要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)束之后交由專門的工藝技術(shù)部門進(jìn)行審查，待所有的設(shè)備、物料以及基礎(chǔ)材料等準(zhǔn)備完善之后再開(kāi)展后續(xù)的制造[6]。最后，針對(duì)車身覆蓋件產(chǎn)品數(shù)據(jù)的計(jì)算方面，項(xiàng)目技術(shù)人員按照模型的初步構(gòu)造，使用人工智能技術(shù)及數(shù)控技術(shù)對(duì)制造重難點(diǎn)、內(nèi)外作零件劃分、預(yù)算判斷等進(jìn)行分析，為后續(xù)模型的檢驗(yàn)以及招標(biāo)等進(jìn)行準(zhǔn)備。例如，可以利用人工智能中的CAE計(jì)算機(jī)輔助工程分析系統(tǒng)能夠直觀性地看到整個(gè)零部件的成型過(guò)程，對(duì)于模擬和生產(chǎn)技術(shù)人員分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因有較好的作用。通過(guò)CAE計(jì)算機(jī)輔助工程分析系統(tǒng)還能最大限度地保障整個(gè)工藝生產(chǎn)的工藝性標(biāo)準(zhǔn)，確保模具的設(shè)計(jì)合理性，減少設(shè)計(jì)成本，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

3.2 人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車底盤生產(chǎn)中的應(yīng)用

汽車底盤是保證整個(gè)汽車正常行駛的重要保障，同時(shí)也是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)的重要部分，能夠使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證汽車能正常行駛。對(duì)于這一部門零件的生產(chǎn)和制造工藝的選擇而言有著非常嚴(yán)格的要求。第一，數(shù)控技術(shù)中縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)的上料、下料、板料的定位及送進(jìn)、模具的選擇、沖壓過(guò)程的實(shí)現(xiàn)以及故障報(bào)警等均能夠通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制自動(dòng)完成。數(shù)控技術(shù)中縱梁數(shù)控沖孔生產(chǎn)線通過(guò)結(jié)合計(jì)算機(jī)終端發(fā)布相應(yīng)的指令，不僅能夠減少人工操作造成的效率低下的問(wèn)題，同時(shí)還能提升整個(gè)制造質(zhì)量。第二，將人工智能中的機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于汽車底盤零部件的生產(chǎn)，通過(guò)利用焊接機(jī)器人就能直接處理整個(gè)零部件的焊接工作。技術(shù)人員在實(shí)際焊接過(guò)程中通過(guò)提前在機(jī)器系統(tǒng)中輸入制定的代碼，通過(guò)執(zhí)行代碼的指令，代替人工去對(duì)焊接部位進(jìn)行焊接作業(yè)。焊接機(jī)器人的任務(wù)是精確地保證母端操作器所要求的位置、姿態(tài)以及實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自我診斷、自我診斷、自我保護(hù)等功能，加上其成本較低，已經(jīng)成為很多汽車制造企業(yè)選擇的一種人工智能技術(shù)，并且很多汽車制造企業(yè)已經(jīng)建立了屬于自己的機(jī)器人工作站。第三，底盤零部件制造過(guò)程中應(yīng)用底盤電控系統(tǒng)集成控制也能提升制造的效果。通常汽車在駕駛的過(guò)程中其本身的ABS系統(tǒng)以及ESP系統(tǒng)能夠起到調(diào)節(jié)汽車穩(wěn)定性的作用，通過(guò)應(yīng)用底盤電控系統(tǒng)集成控制能夠改好三原有懸架系統(tǒng)中存在的振動(dòng)問(wèn)題，以調(diào)節(jié)懸掛調(diào)節(jié)垂直力的形式，影響汽車懸架系統(tǒng)的力度分布，改變汽車的懸掛系統(tǒng)，達(dá)到較好的控制效果。

3.3 人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車質(zhì)量管理中的應(yīng)用

汽車生產(chǎn)裝配過(guò)程中對(duì)于質(zhì)量的把控是非常重要的一個(gè)部分，其中質(zhì)量主要集中在鈑金連接強(qiáng)度、內(nèi)外觀性能、裝配難易性等方面，而這些板塊的制造與精密度的要求有著非常密切的關(guān)聯(lián)，需要針對(duì)不同部位的尺寸及結(jié)構(gòu)等進(jìn)行把控。通常汽車零部件的裝配包含四百個(gè)左右薄板沖壓零件、一百個(gè)左右裝配站、兩百個(gè)左右?jiàn)A具和四五千個(gè)焊點(diǎn)，還包括內(nèi)外飾件，如果在這一部分的制造精密度不夠則會(huì)造成后續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量受到影響，不利于質(zhì)量管理工作的開(kāi)展。因此，需從以下幾個(gè)部分進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

第一，設(shè)計(jì)階段。人工智能與數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于汽車零部件生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段的方式主要是以仿真分析工具模擬原型為基礎(chǔ)的構(gòu)建方式。這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)大量?jī)?nèi)置可擴(kuò)展的建模程序庫(kù)的拖放式使用，能夠完成不同零部件模型的構(gòu)建。同時(shí)還便于后續(xù)技術(shù)人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析、理解和構(gòu)建。針對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用主要集中體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、3D仿真技術(shù)以及三維建模方面。技術(shù)人員通過(guò)將設(shè)計(jì)模型應(yīng)用到三維建模中能夠立體化地呈現(xiàn)出整個(gè)零件的細(xì)節(jié)，確保設(shè)計(jì)的尺寸以及細(xì)節(jié)等達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合最終得出的方案確定設(shè)計(jì)。

第二，制造階段。當(dāng)前我國(guó)汽車零件制造過(guò)程中對(duì)質(zhì)量控制的技術(shù)主要是以CMM與CNC為主。CMM技術(shù)主要是指軟件能力成熟度模型，是對(duì)汽車零件制造過(guò)程中組織軟件過(guò)程能力的一種描述方式。CNC技術(shù)是一種具有高效率、高精度與高柔性特點(diǎn)的自動(dòng)化加工方法。將這兩種技術(shù)應(yīng)用到汽車零件的制造階段能夠?qū)崿F(xiàn)離線編程以及在線監(jiān)測(cè)，從而達(dá)到較好的制造效果。

第三，生產(chǎn)階段。跟蹤、分析和發(fā)布從工廠各類測(cè)量設(shè)備中獲取的生產(chǎn)質(zhì)量信息，利用對(duì)數(shù)據(jù)的深度關(guān)聯(lián)分析找出能夠解決問(wèn)題的方案。在這一階段應(yīng)用人工智能與數(shù)控技術(shù)不僅能夠提升制造的效率，同時(shí)還能對(duì)于整個(gè)零件生產(chǎn)的質(zhì)量提供一定的保障。例如，在自動(dòng)化激光雷達(dá)生產(chǎn)過(guò)程中，固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)按照分類不同可以大致分為MEMS、OPA與Flash三種。技術(shù)人員通過(guò)應(yīng)用這三種技術(shù)能夠改善原有技術(shù)產(chǎn)品存在的精準(zhǔn)控制程度不夠、光源組合控制較差以及激光覆蓋面不夠等問(wèn)題的存在。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改善和優(yōu)化，能夠提升整體技術(shù)的可行性，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測(cè)，已經(jīng)成為當(dāng)前無(wú)人駕駛汽車領(lǐng)域中研究的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。

4 數(shù)字時(shí)代人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車零件制造的應(yīng)用策略

將人工智能與數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于汽車零件制造生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)用策略有一定的把控，以確定技術(shù)選擇能夠滿足零件制造的基本需求，提升零件制造的效率。具體應(yīng)用策略可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。第一，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，提升人工智能與數(shù)控技術(shù)水平。當(dāng)前將人工智能與數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在汽車生產(chǎn)制造中已經(jīng)取得了一定的成效，但是相較于發(fā)達(dá)國(guó)家之間的技術(shù)生產(chǎn)還存在較大的差距。因此，汽車制造企業(yè)在生產(chǎn)零件的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)重視對(duì)于先進(jìn)技術(shù)的使用。積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)滿足現(xiàn)階段汽車零件的制造要求，促進(jìn)多元化汽車市場(chǎng)的發(fā)展。第二，擴(kuò)大數(shù)控適用范圍。將人工智能與數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在零件制造當(dāng)中能夠幫助提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，改善數(shù)控技術(shù)被壟斷的情況，使其擴(kuò)大到更多的生產(chǎn)領(lǐng)域。第三，汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視技術(shù)人員專業(yè)能力的提升，通過(guò)定期開(kāi)展培訓(xùn)形式促進(jìn)技術(shù)人員的專業(yè)能力。重視人才的引進(jìn)工作，提升產(chǎn)業(yè)效能。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究通過(guò)分析數(shù)字時(shí)代人工智能與數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及現(xiàn)階段在汽車零件制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀，為有效提升汽車零件制造的效率應(yīng)當(dāng)從技術(shù)層面進(jìn)行分析。將人工智能與數(shù)控技術(shù)在汽車覆蓋件模具制造、汽車底盤生產(chǎn)、汽車質(zhì)量管理中進(jìn)行重點(diǎn)管理，提升汽車質(zhì)量的質(zhì)量及效率，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)人工智能及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展有著重要意義。