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        基于人工智能平臺的汽車制造技術發(fā)展分析

        2022-12-12 11:50:36丁惟云張殿平馬春輝張雷雷貢澤飛
        中國設備工程 2022年23期
        關鍵詞:機器人人工智能汽車

        丁惟云,張殿平,馬春輝,張雷雷,貢澤飛

        (中國重汽集團濟南動力有限公司,山東 濟南 250101)

        現(xiàn)階段,汽車制造行業(yè)在新經(jīng)濟發(fā)展背景下面臨著新的變革與創(chuàng)新,在智能化、數(shù)字化的支持與幫助下,發(fā)展方向愈加明晰。計算機技術在汽車制造行業(yè)的廣泛應用,使得汽車制造行業(yè)的智能化水平不斷提高,而隨著人工智能平臺的建立與完善,自動駕駛與智能車載系統(tǒng)應運而生,為汽車制造提供了新的發(fā)展思路,使其能夠最大程度地滿足人們的現(xiàn)代化發(fā)展需求。

        1 人工智能平臺含義

        人工智能是指利用計算機技術輔助人們完成工作和學習。作為現(xiàn)代化的智能產(chǎn)物,人工智能可以通過智能化的分析充分了解人們的工作和生活,以數(shù)據(jù)化、智能化的手段提高工作效率。將人工智能與計算機程序相結合,不僅能夠完成各項工作,還能夠拓展人工智能的探索范圍。當前,人工智能的高速發(fā)展使其應用領域也更加廣泛。人工智能平臺的搭建,對最大程度提高工作效率,滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需要具有積極的意義。人工智能通過將計算機科學與思維科學有機地融合,使得人們的生活更加智能化、科技化,有助于提升人們的生活質量和水平。而人工智能的現(xiàn)代化發(fā)展,需要以數(shù)據(jù)為基礎,深入研究邏輯與形象思維。除此之外,數(shù)學工具在人工智能平臺領域應用也較為廣泛,標準邏輯與模糊數(shù)學都在人工智能領域發(fā)揮了各自的優(yōu)勢作用,推動人工智能平臺的創(chuàng)新性發(fā)展。

        2 人工智能平臺在汽車制造業(yè)中的應用

        2.1 智能生產(chǎn)線

        智能生產(chǎn)的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)在汽車制造工廠(如圖1所示)運維中的應用。在進行汽車制造時,生產(chǎn)管理過程中會產(chǎn)生相應的故障報警,將人工智能機器有效的應用其中,能夠使其完成自我診斷、分析,從而迅速找到發(fā)生故障的準確位置,依據(jù)故障位置和表現(xiàn)采取更具針對性的措施對故障進行維修。當設備在進行維修管理時,相關工作人員能夠依據(jù)以往的經(jīng)驗,對設備進行完善和優(yōu)化。除此之外,人工智能技術能夠在同一時間內實現(xiàn)不同車型生產(chǎn)線的共同管理,實現(xiàn)定制化車型生產(chǎn)與開發(fā),依據(jù)客戶需求進行汽車生產(chǎn)服務的一體化。(2)在汽車預測性維護中的應用。生產(chǎn)線在汽車制造中具有重要意義,當生產(chǎn)線出現(xiàn)異常時,會影響汽車行業(yè)的正常運營,甚至為汽車行業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失。利用大數(shù)據(jù)分析技術與多元化分析算法能夠幫助工作人員及時、準確的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)設備在運行過程中出現(xiàn)的故障問題,從而能夠依據(jù)設備的運行故障有效采取針對性解決措施。例如,一般來說,汽車制造生產(chǎn)線設備運行一段時間后需要及時更換,對數(shù)據(jù)進行科學分析后,能夠預判刀具的大致?lián)p壞時間,采取應對措施及時更換相關配件。(3)在優(yōu)化生產(chǎn)線設備參數(shù)中的應用。由于汽車制造生產(chǎn)線工位多,因而在實際生產(chǎn)中涉及到設備使用、材料管理以及人員分配等多項工作內容,利用大數(shù)據(jù)分析技術能夠最大程度提高工作效率,實現(xiàn)生產(chǎn)加工工藝的優(yōu)化,提升汽車生產(chǎn)質量。將模塊化理念引入到生產(chǎn)線后,能夠實現(xiàn)多工位的自動化裝配,而云端技術的有效應用,則能夠確保對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)督和管理,及時調整工況,實現(xiàn)跨廠信息對比。

        圖1 汽車制造工廠

        2.2 智能機器人

        2.2.1 搬運機器人

        汽車制造要求嚴謹,要保證任何零件安裝準確,避免對汽車安全造成不良影響。由于汽車零件的精度要求高、形狀復雜且重量較大,因此,為有效提升零件的精度和生產(chǎn)效率,部分汽車零件制造商采用數(shù)控技術實現(xiàn)零件的日常加工和生產(chǎn)。人工上料存在精度不高、精確程度不夠且勞動負荷較大,影響了零件的制造效率。因此,零件的加工與生產(chǎn)多由工業(yè)機器人完成。機器人主要采用計算機設定程序的方式,能夠實現(xiàn)搬運過程中自動化、精確化,進而提高了工作的運行效率,保證零件加工的可靠性和有效性。當前,人工智能搬運系統(tǒng)在減速殼的生產(chǎn)與加工中扮演著重要的角色,越來越多的汽車制造中采用了該種技術。由于搬運機器人一次性可以搬運多種零件,因而可以代替人工在相同時間內做更多的工作。比如,在進行整車制造中,由于車重量大,人工無法完成移動工作,而智能搬運機器人則可以輕松完成該項工作,縮短制造時間、提高制造效率。智能搬運機器人在汽車檢查中能夠發(fā)揮重要作用,當汽車完成整體安裝后,可以利用搬運機器人對汽車進行全方位的檢查,避免汽車因制造出現(xiàn)問題而影響后期的銷售以及品牌發(fā)展,保障汽車整體設計與制造。

        2.2.2 焊接機器人

        經(jīng)濟的發(fā)展、綜合國力的提升離不開汽車制造行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展,當汽車制造技術得到明顯提高,對其他制造領域的發(fā)展也具有一定的促進作用。加之汽車行業(yè)的市場競爭較為激烈,因此,多數(shù)汽車制造企業(yè)為在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位,選擇借助人工智能平臺有效控制焊接機器人的方式實現(xiàn)汽車的整體構造。焊接機器人能夠在汽車車身裝焊中發(fā)揮重要作用,比如,在進行電阻點焊時,由于該技術主要涉及到底板、車架、車門以及車身的整體焊接,因此,會采用大量的電阻點焊技術,焊接機器人則能夠高效地完成上述復雜工藝。焊接技術在汽車制造中的主要應用有以下幾種形式:(1)逆變焊接電源。逆變焊接電源的優(yōu)勢在于能夠有效降低焊接變壓器的重量與體積,因此,在實際焊接時,可以通過將變壓器與焊鉗組成一體式點焊鉗的方式,使得焊接機器人能夠依據(jù)汽車的部件運動軌跡而自由發(fā)生變化,從而逐步提升電源的熱能源,有助于達到綠色、節(jié)能環(huán)保的目的。(2)焊鉗自動更換裝置,在實際焊接中容易產(chǎn)生各種各樣的問題,因此,采用模塊化設計焊接自動更換裝置,能夠有效解決焊接中遇到的因焊接零件不同而造成取換困難問題。(3)機器人控制系統(tǒng),對于控制系統(tǒng)來說,在應用的過程中既需要對機器人本身進行控制,還需要做好焊接過程中的自動控制工作,以隨時發(fā)出焊接指令的方式,提高焊接效率。通常情況下,自動監(jiān)測系統(tǒng)會與控制系統(tǒng)相結合,為提高汽車制造檢修提供保障。

        2.2.3 裝配噴涂機器人

        當前,越來越多的汽車制造企業(yè)在進行裝配過程中采用裝配機器人的方式代替人工工作。其優(yōu)勢主要在于,不僅能夠提高工作效率,還能夠降低工人的勞動強度,確保裝配零件的精確性。裝配機器人主要應用于擋風玻璃密封劑涂覆、車輪安裝與輪胎準備以及車門安裝。其中,密封劑對于擋風玻璃的安全和牢固性具有重要意義,但裝配工人往往忽視了該環(huán)節(jié)的重要性,而采用裝配機器人進行該環(huán)節(jié)的操作時,能夠大大提升汽車的安全性能。車輪是影響汽車安全行駛的重要因素,對汽車整體性能具有重要的作用,很大一部分的顧客對輪胎安裝有著較高的要求,因此,將裝配機器人應用到汽車輪胎和車身的安裝中,能夠確保車胎與車身有更好的適配性,提升汽車的質量,保證汽車安全。人工智能平臺的應用能夠保障車門與車身安裝的合理性,實現(xiàn)高度匹配。噴涂機器人能夠有效借助人工智能平臺實現(xiàn)最佳的工藝效果。

        2.3 智能新模式

        隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息技術的高速發(fā)展,汽車制造企業(yè)選擇與互聯(lián)網(wǎng)平臺進行合作,從而獲得新的發(fā)展思路和方向,借助互聯(lián)網(wǎng)對客戶需求進行精準把控,確保收集的信息更加精準,從而實現(xiàn)定制化的銷售。定制化銷售的過程中,汽車企業(yè)只有對客戶需求有更詳細的了解,才能通過數(shù)據(jù)信息對客戶的行為習慣、選擇進行科學性的分析,從而滿足客戶個性化、差異化的需求。

        3 人工智能平臺在汽車制造技術發(fā)展中實例分析

        3.1 無人駕駛汽車發(fā)展

        近年來,我國汽車產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益(如表1所示)持續(xù)攀升,汽車產(chǎn)業(yè)利潤總額逐年增加,對汽車制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的意義。與此同時,無人駕駛汽車作為新型、智能化汽車,能夠在計算機系統(tǒng)的幫助下有效應用智能駕駛系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛。無人駕駛依托人工智能平臺,對汽車制造業(yè)的發(fā)展影響深遠。在生產(chǎn)組織方面,推動信息技術與機械加工的一體化,確保汽車制造業(yè)的生產(chǎn)效率。與此同時,5G技術為無人駕駛技術提供了技術支持,進一步推動了汽車生產(chǎn)制造節(jié)能、環(huán)保理念的深入落實,在滿足消費者個性化需求的基礎上,推動汽車制造業(yè)升級。

        表1 我國部分年份汽車工業(yè)經(jīng)濟效益

        該類型的汽車可以將自動控制、環(huán)境交互以及視覺識別等多項人工智能技術相融合,是衡量汽車工業(yè)化水平的重要標志之一,在汽車行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展中具有較為廣闊的應用前景和市場空間。利用車載傳感系統(tǒng)能夠對道路環(huán)境進行全方位地感知,依據(jù)獲得的道路、車輛以及障礙物信息,實現(xiàn)動態(tài)化的車輛控制,保證車輛轉向、速度正常,從而對道路進行科學、合理規(guī)劃,提高車輛的安全性和可靠性,使得車輛能夠順利到達預定目標地點。

        3.2 主要系統(tǒng)

        無人駕駛汽車所依賴的人工智能平臺系統(tǒng)主要包括:(1)防抱死制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應用能夠實現(xiàn)汽車輪胎使用狀況的有效監(jiān)督,對汽車輪胎在何種狀況下會發(fā)生鎖死問題進行全方位掌握,當輪胎鎖死后,需要相關人員對其迅速做出反應。在人工智能平臺的幫助下能夠增加報警功能的精確性。(2)自動停泊系統(tǒng)。自動停泊系統(tǒng)的應用對無人駕駛技術的發(fā)展具有重要的作用,自動停泊系統(tǒng)能夠使無人駕駛長時間保持穩(wěn)定的行駛環(huán)境,并對周圍環(huán)境及時作出反應,從而改變行駛速度和方向。(3)個性化配置。人工智能技術的應用,能夠最大程度提高汽車的個性化程度,滿足人們對汽車的個性化需求,依據(jù)乘車人員的身高與體重進行座椅的自動化調節(jié)。

        3.3 技術依托

        為進一步發(fā)揮人工智能平臺在汽車制造中的積極作用,應提高對人員狀態(tài)感知系統(tǒng)重視程度,加大開發(fā)力度,通過人機交互保證對以往數(shù)據(jù)信息進行深入分析,從而打造出與用戶需求相符的更深層次的模型。當用戶未提出明顯需求的情況下,依據(jù)不同的場合向用戶提供相對精準的信息。因此,在未來智能化系統(tǒng)中需要對人類社會規(guī)范予以明確把握。除此之外,需要保持較高的人工智能技術開發(fā)能力。只有不斷提高人工智能技術的應用能力,才能確保人工智能始終保持對數(shù)據(jù)信息具有主動學習和處理的狀態(tài),利用精準化的算法,實現(xiàn)汽車制造生產(chǎn)的優(yōu)化與升級。積極借助可視化人機交互界面,使得人們能夠更加全面、準確的了解汽車制造相關信息和技術,從而確保打造出的可視化界面能夠依據(jù)人們的需要展現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)信息處理。人類借助人工智能技術,可以獲得更為全面的數(shù)據(jù)信息,進而在增加車載智能系統(tǒng)計算能力的基礎上,確保有關系統(tǒng)能夠實現(xiàn)互聯(lián)、互通,而可視化人機界面技術則能夠快速、準確的傳達動態(tài)化、實時化的響應信息。

        4 結語

        總而言之,人工智能平臺在汽車制造領域具有重要的作用,也是汽車生產(chǎn)與制造的創(chuàng)新性的表現(xiàn),在大數(shù)據(jù)、信息技術的支持下,汽車制造中的人工智能平臺相關應用體系日益成熟、完善。因此,需要重視人工智能技術的有效應用,推動汽車制造領域的革新與創(chuàng)新,人工智能平臺的發(fā)展對汽車制造業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品布局和結構都將產(chǎn)生積極的影響,相信未來汽車制造業(yè)也會向著簡約化、智能化發(fā)展,為我國綜合實力的提升做出重要貢獻。

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