| 标题 | 现代汽车制造业基于工业4.0的发展分析 |
| 范文 | 周海 摘 要：随着我国工业以及制造业的快速发展，现代汽车已经有了较好的发展趋势。而工业4.0的到来已经逐渐给国内外经济带来了显著的变化。本文主要说明了工业4.0作为第四次工业革命的基础，其拥有的独特现代化制造业，对汽车行业在制造以及市场的工业启示。同时对工业4.0的发展提出了新的巩固要求。 关键词：工业4.0；现代汽车；制造业 随着社会经济的快速发展，工业4.0在制造业中的影响越来越大。尤其是在现代汽车制造业方面，已经具有较好的应用价值。但是由于现代汽车具有较强的复杂性，而工业4.0的发展也还不够成熟。因此加强工业4.0在现代汽车制造业中的发展已经刻不容缓。 1 工业4.0在现代汽车制造业的发展概况 工业4..0是一种以制造为主以智能设计为辅的工业革命。其主要目的是使用智能化的手段，使用通讯系统以及网络空间系统实现机械制造的自动化，然后再与物理信息相契合。使现代汽车的制造逐渐趋于机电一体化和人工智能化。汽车作为技术含量较高的制造业之一，工业4.0的发展已经逐步在汽车制造业中显现出其应用前景。目前，很多发达国家以及大型公司已经开始进行工业4.0的试验。提出了将信息化以及工业化融为一体的发展理念。实现工业的第四次革命。 在进行工业4.0的试验以及实施时，关键之处有很多。例如首先要将软件以及传感器进行系统的收集和整理，建立一个物理网络系统，可以进行物联网技术进行系统的优化和完善。然后在这个虚拟的网络世界与现实世界进行结合，不断的优化其设计的产品。而工业4.0实施的关键则在于将人工智能与信息技术相结合，将其感知以及采集的数据进行程序的输入以及输出，实现网络智能制造。而汽车的柔性制造是工业4.0在现代汽车制造业的发展方向。 目前，中国的汽车制造业尚处于2.0～3.0之间，与工业4.0还有一定的差距，主要是中国廉价的劳动力很大程度代替了人工智能的工业化。而且工业智能化输出成本较高，因此在众多企业中尚未掀起工业4.0的热潮，但是工业4.0在汽车制造业中的应用价值和应用前景不可忽略。是未来市场竞争的重要因素，汽车产业作为工业4.0的代表制造业，实现汽车制造业的数字化与个性化将是未来汽车制造业，智能化发展的方向。而工业4.0的三大主题：智慧工厂、智能生产、智能物流将是实现现代汽车制造业实现机械与自动化的关键。 2 工业4.0在现代汽车制造业的发展难度 （1）工业4.0在我国现代汽车制造业的发展难度就是廉价的劳动力取代了工业智能的基础。由于人工智能的一体化要求较高，往往一个程序的出错容易导致整个程序的停止或者是产品报废。因此相对于人工制造，工业4.0的智能制造表面是节省了大量的人力以及物力，但是如果工业4.0的技术还不够成熟就投入到生产应用就很容易出现各种自动化的问题。所以中国的工业革命还在2.0-3.0之间徘徊，但是有一部分汽车制造企业已经开始走向世界的前列，在我国一些大型的汽车制造工厂已经开始开发工业4.0的生产线，利用无线射频技术，输入智能化程序，通过条形码来进行产品的识别和下一步生产。尤其是在影像识别以及机器人的应用方面实现了技术上突破，但是主要困难还是在4.0应用不成熟的问题上。导致其不能进行大面积的运用，现在大多数汽车制造工厂仍旧采用的是以人工为主，机器智能为辅进行生产制造，将工业4.0全面的应用于现代汽车制造业将是未来4.0发展的难题。 （2）在走向工业4.0的途中，来自体制、机制的局限也将成为难以跨越的障碍。与工业4.0生产模式变革相伴随，必然是管理理念与模式的革新。然而走在我国前列的汽车制造公司必然是国企，这就使得很多管理方式要发生改变，适应工业4.0的管理需求。例如以前的管理主要集中在人力资源以及生产管理上，而工业4.0对人力的需求已经很少，基本上都是人工智能的管理，这就对高科技技术人才有了较大的需求和考验。 （3）与“工业3.0”的流水线只能大批量生产不同，“工业4.0”流水线可实现规模定制生产。在智能工厂里，人、机器和资源如同在一个社交网络里自然地相互沟通协作，生产出来的智能产品能够理解自己被制造的细节以及将如何使用。在智能工厂中，机器设备将自行组织生产，供应链将自动相互协调，未加工的产品将向机器发送完成其加工所需数据，然后由后者将其变成商品。但是由于我国的互联网以及编程程序的不科学，很容易导致整个生产线的生产故障，不仅给制造者带来大量的经济损失，还容易使得产品质量出现问题，导致公司的信誉受到不好的影响，所以工业4.0在汽车制造业中是一把双刃剑，用的好则能够极好的节省人力以及物力，但是如果控制不当，就很容易导致这个生产线出现问题。所以在进行4.0的生产制造时，应当从实际出发，扬长避短。 3 工业4.0在现代汽车制造业的发展分析 （1）要实现工业4.0在汽车制造业中的全面应用，首先要互联网的深度参与生产过程，将制造业对劳动力的依赖和生产成本的优化提升到一个新高度，不再以流水线生产为主，而是要建立完备的智能生产线。而工业4.0 的核心是单机智能设备的互联，利用机电一体化工程，对所有的生产设备进行生产智能化，形成不同的智能车间，智能生产线。而汽车的生产线大致可以分为五个流程。冲压→焊接→涂装→总装→PDI（售前检查）。 （2）在进行工业4.0现代汽车的制造过程中，要提高其系统的整体运行质量。在进行生产前，首先要建立一套数字智能化管理系统，由总系统进行监控，由子系统进行执行。从而实现数字化以及信息化的生产制造。然后利用互联网技术，将SPC数据进行智能的处理，形成精确的网络数据管理，提高系统的现场监控能力。在基础软件系统建立以后，要对发动机厂房进行严格的质量监控。其二由于SPC系统只能局限于现场信息的收集以及管理，其在质量的综合控制上还无法满足工业4.0的汽车制造需求。因此，还要加强对生产以及物流的制造过程进行相关信息的全面采集以及分析。而工业4.0也要求将大批量的工业生产转化到中小批量的柔性化模式来进行组织生产。我们可以很清晰的看出，在现代汽车的制造过程中，工业4.0与工业3.0有着很大的不同。其在系统对信息的收集以及整理更加智能化。其三要进行核心环节的EMS系统的建立。工业4.0的现代化汽车的制造是集订单生产、交付周期、柔性化生产以及数据的监控与检验为一体的智能化生产，而要较好的实现这个工艺流程，那么就要有预见性的进行设备的维护，提高其自动生产的效率，首先就要减少其各种问题而引起的停线现象。要加强零件的可追溯性，降低材料的报废，加强现场施工管理，利用SPC分析系统，降低产品的质量风险。同时要加强EMS执行系统的应用，进行机械制造的自动化。下图为在工业4.0汽车制造过车中EMS的应用系统结构图。 从图中可以很清楚的看出其系统具有循环启动的功能，该系统的智能化程度较高，能够有效的提高汽车的运行效率。但是要注意对一些细节的子系统控制，仅仅使用SPC系统进行数据的全面分析和检验是远远不够的，要不断优化系统结构，实现子系统与主系统之间的完美结合。 （3）在进行现代汽车的4.0工业制造时，要结合汽车制造业当前的两个鲜明特征，首先就是高柔性。由于工业4.0与3.0在配件的生产模式上有较大的改变，主要就是生产模式上的改变，工业3.0是大规模的批量生产，而工业4.0是高柔性的自主生产。高效能的自动化加工手段已渐渐的在汽车制造中占据主流地位。如对于箱体类等零部件，广泛采用了加工中心；而轴类零件则越来越多地应用了先进的CBN 砂轮随动/ 跟踪磨削技术，这些加工技术在工业3.0中都无法进行大规模的运行。这也体现了高柔性制造在工业4.0中的应用特性。其二就是现代质量理念的生产现场在线检测规划思路，导致了所采用方式和具体在线检具配置上的变化。在工业3.0中，质量的检验基本都是以人工为主，为此汽车制造企业还特意设置了品检以及质检部门。但是在工业4.0的汽车质量检验中则有所不同，在基于SPC的基础检验的情况下，其可以对系统数据进行检验，因为智能化的生产一般出现质量问题，基本都是程序的运行错误引起的，可以对系统进行检验，利用条形码的标识记录可以很清楚的检测出汽车具体零件的故障，并对其提出修复指示；其三：在平面布置上则由传统生产线的“串行”方式转变为“并行”。再以曲轴为例，所呈现出的发展趋势主要表现在以下两个方面：一是生产线的工艺布局采用鱼骨形， 一改之前L 形或U 形布置，这样有利于汽车配件的自动化加工和运行。二是在粗加工阶段，加工深孔用了采用了高速深孔钻方式，并利用MQL 微量润滑技术进行综合应用。 （4）在进行汽车配件的柔性化曲轴加工时，呈现出智能化、简约化和柔性化趋势。原来在整个磨削工段共配置了三台不同检具，分别对应于三台磨床（一台主轴颈和二台连杆轴颈）， 且均为多参数半自动综合性检具，利用动态（回转）测量方式，不但能测出尺寸参数，还能检查圆度、凸度、锥度、跳动等形位公差。而在采取了新的磨削技术后， 由于精度、特别是形位公差基本上都可以由工艺来保证。在这种的状况下， 新线配置的检具由原来的动态改为静态，所有的形位公差都不再检测，对轴颈也只需要测量一个截面， 而不再是原来的三个。故整个工序仅配置了一台由多个单参数手持式检测装置组成的简单检具。 4 结语 工业4.0对现代汽车制造业的发展有着极为深远的意义，其智能化的生产模式有着较为广泛的应用前景，但是由于其技术的不成熟，在很多国家还无法全面的应用，汽车制造企业应当加强工业4.0在汽车制造业中的应用，将订单生产、交付周期、柔性化生产以及数据的监控与检验进行一体化的生产模式，不断提高汽车的生产效率以及生产质量。 参考文献： [1]裴长洪，于燕.德国“工业4.0”与中德制造业合作新发展[J].财经问题研究，2014（10）. [2]王喜文.工业4.0：智能工业[J].物联网技术，2013（12）. [3]李佐军，田惠敏.迎接工业4.0时代带来的挑战[J].证券日报，2015（23）. [4]周跃锋，李英博.工业4.0背景下中小型企业未来之路的探讨[J].科技和产业，2014（11）. |
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