摘 要：近些年，中國社會(huì)的進(jìn)步顯著，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)被廣泛運(yùn)用到工業(yè)領(lǐng)域中，尤其是在汽車生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)如焊接、組裝及涂裝等方面，其不可或缺。這種技術(shù)的使用大幅提升了公司的生產(chǎn)效能，同時(shí)減少了勞動(dòng)力投入并降低了生產(chǎn)流程中的錯(cuò)誤發(fā)生率，從而實(shí)現(xiàn)公司資源利用與人力資源的最優(yōu)分配。所以，研究和實(shí)施機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的重要性在于它能在生產(chǎn)線全階段使用，并且全力推進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展是促進(jìn)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化技術(shù) 汽車制造 應(yīng)用研究

近些年，全球汽車行業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，這對于汽車制造業(yè)來說意味著更高的生產(chǎn)效能的要求。面對市場的變化，各國的汽車制造商都在積極增加對機(jī)械化技術(shù)的研究投資，以便提升產(chǎn)值并保證產(chǎn)品的品質(zhì)。在國內(nèi)汽車市場逐漸走向完善的環(huán)境里，中國本土汽車制造公司正承受著愈發(fā)嚴(yán)峻的市場壓力。要在這樣的環(huán)境中保持競爭力，進(jìn)一步優(yōu)化汽車制造過程中的機(jī)械化程度已是迫切需要解決的問題。所以，我們有必要加強(qiáng)對機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域的深入探討，以此推動(dòng)其更好地融入汽車制造過程中去。

1 機(jī)械自動(dòng)化概念

在其運(yùn)作的過程中，機(jī)械自動(dòng)化的主要應(yīng)用包括：傳感器及數(shù)據(jù)收集與處理體系、管理系統(tǒng)、實(shí)施者、反向系統(tǒng)、控制代碼和人機(jī)互動(dòng)界面。這些組件的主要功能在于檢測周圍的環(huán)境及其設(shè)備的狀態(tài)，并將實(shí)物變換成電子信號(hào)，比如光學(xué)傳感器、壓強(qiáng)傳感器、溫濕度傳感器等等，以便持續(xù)監(jiān)控制造進(jìn)程中的各類物理指標(biāo)和參數(shù)。由傳感器所捕獲的數(shù)據(jù)會(huì)被輸入至管理系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)由解析和評估后，確定出目前的產(chǎn)品狀況、位置和品質(zhì)等相關(guān)資訊。作為整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的核心理念，管理系統(tǒng)接受來自傳感器的回饋信息，利用預(yù)先設(shè)定好的邏輯規(guī)則和程式，做出邏輯推斷和運(yùn)算，然后把控制指令發(fā)送給實(shí)施者。這種控制裝置可能采用的是PLC （可編程邏輯控制器）或者其他的控制工具。而實(shí)施者的任務(wù)就是依據(jù)控制命令去完成相應(yīng)的行為，比如說電機(jī)、活塞桿等。它們的職責(zé)是在滿足了控制指令的前提下，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的位移、速率或是力量。為了確保能夠不斷獲得傳感器提供的反饋信息，從而形成循環(huán)式的控制方式，也就是當(dāng)管理系統(tǒng)接收到真實(shí)反饋之后，會(huì)對實(shí)施者發(fā)出的控制指令做出必要的修正，以此達(dá)成預(yù)期控制的目標(biāo)。此外，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)必須提前編制好相關(guān)程序，明確闡述該系統(tǒng)的工作步驟、邏輯關(guān)系和約束條件。這些程序能夠被控制器操作，達(dá)到自動(dòng)化的效果。通常情況下，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)都會(huì)配備人機(jī)交互界面，使得操作員能夠通過觸摸屏和軟件界面等方式與系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)，以監(jiān)測生產(chǎn)流程、調(diào)整參數(shù)和處理異常狀況等。

2 機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)勢

通過引入先進(jìn)的技術(shù)如機(jī)器人和計(jì)算機(jī)等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的全流程智能化是現(xiàn)代制造業(yè)的重要趨勢之一。這些智能化的手段不僅可以顯著改善產(chǎn)品的品質(zhì)及產(chǎn)量水平（例如：更高的精確性和一致性的產(chǎn)出）而且還可以極大增強(qiáng)安全生產(chǎn)的可能性。此外，它還能為企業(yè)的運(yùn)營帶來諸多好處包括但不限于節(jié)約人力資本投入以達(dá)到節(jié)省開支的目的；快速響應(yīng)突發(fā)事件的能力有助于防止重大事故的發(fā)生等等。最終，自動(dòng)化的運(yùn)用能增強(qiáng)生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)作，由于人工制造的產(chǎn)品可能因人手誤差產(chǎn)生微小變化，因此對于操作者的要求較為嚴(yán)格。然而，通過引入自動(dòng)化技術(shù)，我們可以減小這種差異并優(yōu)化生產(chǎn)的準(zhǔn)確性，并且還能實(shí)時(shí)監(jiān)測和評估每個(gè)產(chǎn)品的狀況。如果發(fā)現(xiàn)有較大偏差的產(chǎn)品，我們應(yīng)立即對其進(jìn)行修正或處置，以防止它們繼續(xù)流入后續(xù)階段的生產(chǎn)過程，從而干擾到車輛的制造成本。此外，自動(dòng)化技術(shù)還可以盡量減少原料的使用量，協(xié)助公司削減物料費(fèi)用，進(jìn)而增加公司的盈利能力。

3 汽車機(jī)械制造中自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 集成化技術(shù)

在汽車制造業(yè)中，我們主要利用自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)來建立綜合性的操作體系，目的是提升汽車通信和控制設(shè)備的一體化運(yùn)作模式。透過分析傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)的工藝特性可知，通常情況下，它們把通訊及控制系統(tǒng)分開處理，讓兩者各自單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣做的缺點(diǎn)是：首先，它增加了組裝車輛各個(gè)部分和零件的技術(shù)復(fù)雜度；其次，這可能增加出錯(cuò)的概率，從而導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤或事故的發(fā)生；最后，這也給后期汽車維護(hù)保養(yǎng)帶來了負(fù)面效果。然而，如果采用一體化技術(shù)，能有組織地融合通信系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，不僅有助于提升整個(gè)生產(chǎn)線的整體效能，而且還能方便日后對于故障檢測和解決的問題。此外，使用這一先進(jìn)的技術(shù)方法，我們可以創(chuàng)建集成的控制系統(tǒng)，實(shí)行多層次的管理策略，以此大幅度提升汽車制造業(yè)管理的效率，并且實(shí)現(xiàn)了每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精細(xì)監(jiān)控和管理。借助集控系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)用如云計(jì)算、人工智能等現(xiàn)代技術(shù)工具，可以更深入地?cái)U(kuò)展和完善管理模塊的功能，明確具體的目標(biāo)，執(zhí)行精確的集控，充分發(fā)揮集成化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，從而全面推進(jìn)汽車制造業(yè)控制管理工作向更高水平的發(fā)展。

3.2 數(shù)控技術(shù)

作為一種融合自適應(yīng)和計(jì)算設(shè)備的技術(shù)手段，車用機(jī)電一體化系統(tǒng)（CIMS）以高效率、輕體力需求等優(yōu)點(diǎn)而被引入到制造業(yè)領(lǐng)域。這種先進(jìn)的方法不僅能提供高度準(zhǔn)確且穩(wěn)定的部件質(zhì)量，而且能在很大程度上減少人力成本投入，在車輛制動(dòng)器的設(shè)計(jì)及制作過程中得到了普遍運(yùn)用；此外，它還可有效地提高產(chǎn)品的一致性和可靠性能并降低故障率；同時(shí)也能滿足現(xiàn)代工業(yè)對于更高品質(zhì)產(chǎn)品的追求：如采用新型材料來改善金屬制品的使用壽命或使用新方法使塑料更加耐磨損等等。

3.3 組裝自動(dòng)化技術(shù)

車輛的主要組成部分是各種機(jī)械零件，而在這些零件的制作過程中，自動(dòng)化組裝技術(shù)起到了關(guān)鍵作用。這種自動(dòng)化技術(shù)可以取代人力的手動(dòng)組裝，從而顯著提升了汽車的組裝速度和質(zhì)量，并降低了人為錯(cuò)誤的可能性。以前的人力組裝方式很容易出錯(cuò)，但使用自動(dòng)化組裝就能有效防止這種情況發(fā)生。例如，凱迪拉克公司就采用了自動(dòng)化機(jī)器來完成汽車的組裝任務(wù)，他們的車廠占地四點(diǎn)五萬平方米，相當(dāng)于六個(gè)半足球場的總面積，其中有接近一半的工作是由大約四百臺(tái)機(jī)器人負(fù)責(zé)的，僅有十幾名工人需要在現(xiàn)場監(jiān)控他們。得益于自動(dòng)化技術(shù)的支持，每天他們都能產(chǎn)出八十輛以上的汽車。

3.4 柔韌自動(dòng)化技術(shù)

其特性在于能對外部環(huán)境作出相應(yīng)的調(diào)整和適應(yīng)，即通過靈活化的工藝處理后產(chǎn)出滿足市場需求的產(chǎn)品，遵循發(fā)展的理念和經(jīng)濟(jì)變遷規(guī)律，不斷改進(jìn)和完善產(chǎn)品特質(zhì)。現(xiàn)階段，機(jī)械公司需要依據(jù)消費(fèi)者的需求去調(diào)整產(chǎn)品構(gòu)造及種類，所以提升產(chǎn)品的實(shí)用性是所有機(jī)械制造商都需要面對的一個(gè)問題。運(yùn)用靈活化技術(shù)的時(shí)候要與其余的技術(shù)相融合，以確保生產(chǎn)的有序性為基礎(chǔ)，改善員工的行為方式，更新電腦系統(tǒng)的界面，同時(shí)合理地建立產(chǎn)品信息的參數(shù)，充分利用電腦的管理功能，從而實(shí)現(xiàn)保證信息系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的目的，同時(shí)也達(dá)到了保證交付時(shí)間的目標(biāo)。

3.5 機(jī)器視覺技術(shù)的使用

作為一種先進(jìn)的技術(shù)手段，車載視像系統(tǒng)的關(guān)鍵在于其對人類視力模仿能力的高效利用——通過計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息的獲取及分析解讀的過程，從而為實(shí)時(shí)的監(jiān)測或操控提供支持。這一領(lǐng)域有著極為廣闊的使用空間且涵蓋的專業(yè)知識(shí)眾多，比如它已經(jīng)在錯(cuò)誤辨識(shí)、特性確認(rèn)等任務(wù)上有所表現(xiàn)。在此種情況下的特質(zhì)確定可以增強(qiáng)車輛生產(chǎn)的彈性度量值，使之具備更好地適應(yīng)變化環(huán)境的可能性和保證產(chǎn)品性能滿足預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)達(dá)成率。對于工業(yè)制品鑒別而言，這是目前制造業(yè)的重要組成部分之一。舉例來說：一旦電動(dòng)車臺(tái)階式升壓機(jī)構(gòu)完成全部安裝步驟并且電源開啟之后，如果該裝置達(dá)到規(guī)定的長度則能觸發(fā)相應(yīng)的定位探測儀器的動(dòng)作并將數(shù)據(jù)發(fā)送至管理單元判斷是否合格的狀態(tài)，然后開始下個(gè)階段的工作程序。此外，我們還將在產(chǎn)線的各個(gè)部位安置自拍攝影，機(jī)以便于記錄產(chǎn)品的詳細(xì)狀況，如涂抹黏合劑保護(hù)層，或者檢查是否有未被正確放置的車窗開關(guān)，等細(xì)節(jié)問題都可通過影像采集的方式得到解決，并在后期使用相關(guān)軟件，將其編入批次編號(hào)，以此方便日后追查任何可能出現(xiàn)的品質(zhì)瑕疵等問題。這充分展示出了此類工藝品鑒定方法的長處所在然而從另一個(gè)角度來看，視覺檢查的功能同樣具有無法取代的重要性。基于影像識(shí)別的技術(shù)，該功能能實(shí)時(shí)監(jiān)測和檢驗(yàn)汽車制造業(yè)使用的核心部件，迅速投入應(yīng)用并對之實(shí)施全方位且精細(xì)化的審查。借助計(jì)算機(jī)、顯微鏡組合、攝影設(shè)備的協(xié)同工作，觀察到的產(chǎn)品形狀、電纜連接頭的壓接表面等等情況。一旦發(fā)現(xiàn)被檢物體存在某種程度上的偏移或變形，會(huì)再次執(zhí)行測試，并將兩者的數(shù)據(jù)經(jīng)過合理的解析以確定其真實(shí)變化及其產(chǎn)生的原因，從而持續(xù)優(yōu)化，確保汽車零部件制作過程中的準(zhǔn)確度、統(tǒng)一性和穩(wěn)定性。利用機(jī)器視覺技術(shù)的高速性、大量信息的處理能力、多樣化功能以及高清視察特性，將其完全融合于汽車制造自動(dòng)化的過程中，對于零部件的生成起到了至關(guān)重要的推動(dòng)效果。

4 自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景

4.1 機(jī)械自動(dòng)化解決環(huán)保問題

面對全球生態(tài)危機(jī)對人類生活和進(jìn)步帶來的巨大壓力，各個(gè)行業(yè)都需要把環(huán)保意識(shí)作為核心價(jià)值觀來執(zhí)行，尤其是在汽車制造這一關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)上更應(yīng)該如此。與此同時(shí)，我們需要確保在推進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化的研發(fā)進(jìn)程時(shí)，也要考慮到環(huán)保因素。只有堅(jiān)持以綠色、節(jié)能、環(huán)保為導(dǎo)向的發(fā)展策略，才能讓機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在汽車工業(yè)保持持續(xù)競爭力并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)增長。

4.2 網(wǎng)絡(luò)虛擬化

建立網(wǎng)絡(luò)虛構(gòu)化，這是一種基于電腦的工作模式，通過在各種電腦設(shè)備間創(chuàng)建虛擬的環(huán)境，并把知識(shí)系統(tǒng)、實(shí)踐技能和感官認(rèn)知融入其中，使得這些元素能夠與其中的實(shí)體互動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)虛構(gòu)化的建設(shè)。從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，這種技術(shù)的運(yùn)用主要在于對機(jī)器生產(chǎn)線流程的模仿及復(fù)制，以此來達(dá)成實(shí)物產(chǎn)品的虛擬測試目標(biāo)。而在汽車制造業(yè)領(lǐng)域，機(jī)械自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)虛構(gòu)化進(jìn)步是相當(dāng)廣泛的，它可以通過減少許多煩瑣且難以掌控的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而成功地執(zhí)行一系列車輛各方面的性能檢查和優(yōu)化，這也是過去許多汽車制造商從未想過的事。

4.3 實(shí)用性發(fā)展

我們必須明確認(rèn)識(shí)到，盡管中國的機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)還不夠穩(wěn)固，并且在自動(dòng)化的實(shí)際運(yùn)用中存在不足。鑒于機(jī)械產(chǎn)業(yè)能力直接反映了一個(gè)國家的整體實(shí)力，就像攀巖一樣，唯有腳踏實(shí)地、逐級(jí)而升，才有可能從基本操控過渡至高層次的自動(dòng)化，因?yàn)闄C(jī)械生產(chǎn)的效率和效果才是關(guān)鍵所在。對于“制造技術(shù)”這座高峰來說，頂端應(yīng)該是“應(yīng)用”這個(gè)龐大的巔峰。因此，從機(jī)械自動(dòng)化的角度出發(fā)，企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新可以被視為其發(fā)展的基石。只有找到了適合產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)模式，才能取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。

4.4 系統(tǒng)性發(fā)展

創(chuàng)新被視為進(jìn)化的核心驅(qū)動(dòng)力。因此，汽車生產(chǎn)公司應(yīng)將其對創(chuàng)新性地運(yùn)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)提升至策略層次，特別是在引導(dǎo)汽車制造業(yè)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變的過程中加以執(zhí)行。他們需要積極推進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新利用，尤其關(guān)注人工智能技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用深度。具體實(shí)踐中，汽車制造商需全力推廣“互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)械自動(dòng)化”“機(jī)械自動(dòng)化與AI結(jié)合”“AI與機(jī)械自動(dòng)化協(xié)同發(fā)展”等多種新型應(yīng)用模式，并著力加強(qiáng)數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、AI技術(shù)在電動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用力度，力求全面增強(qiáng)車輛制造過程中的自動(dòng)化程度和智能性能，從而在動(dòng)作處理效率、自我修正能力和風(fēng)險(xiǎn)檢測等方面取得更大的進(jìn)展。比如：在引入人工智能技術(shù)時(shí)，可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)嵌入機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)之中，優(yōu)化并擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫的同時(shí)，還可加入如基因算法等的人工智能技術(shù)，借助“大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)”進(jìn)行全方位的數(shù)據(jù)整合分析，以此來提升機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的智能化等級(jí)。

5 結(jié)語

總而言之，自動(dòng)化技術(shù)是一種無需人工直接參與的過程，它根據(jù)既定的工作流程或者計(jì)劃執(zhí)行步驟，并以此方式對產(chǎn)品質(zhì)量及管理工作實(shí)施全面監(jiān)控與管理。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依賴于機(jī)器驅(qū)動(dòng)力、自控設(shè)備及其他相關(guān)技術(shù)的融合運(yùn)用。伴隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)在中國汽車制造業(yè)中被大規(guī)模采用，中國汽車制造業(yè)已取得諸多創(chuàng)新成果。為加速提升中國的現(xiàn)代化自動(dòng)化技術(shù)水準(zhǔn)，推動(dòng)其實(shí)際應(yīng)用達(dá)到更高的層次，從而確保我國的現(xiàn)代化自動(dòng)化技術(shù)能適應(yīng)各方面的發(fā)展需要。

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