時間:2023-12-20 11:36:32
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關鍵詞:車輛的基本構造;性能;安全裝置;智能化
1 汽車的基本構造
1.1 汽車發(fā)動機
發(fā)動機的作用是將燃料的熱能轉變?yōu)闄C械能,為驅動汽車行駛提供動力。汽油發(fā)動機由機體、曲軸連桿機構、配氣機構、冷卻系、系、燃料供給系、點火系和啟動裝置等組成?;钊鶑退膫€形程完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機稱為四沖程發(fā)動機。四沖程發(fā)動機的工作循環(huán)由進氣、壓縮、作功、排氣四個過程組成。⑴進氣形成:進氣門開,排氣門關,活塞自上止點移動至下止點,氣缸內產生部分真空,將可燃混合氣吸進氣缸。⑵壓縮行程:進、排氣門都關閉,活塞由下止點移動上止點,將氣缸內的混合氣壓縮。⑶作功行程:進、排氣門都關閉,火花塞發(fā)出高壓電火花,將壓縮后的混合氣點燃,爆發(fā)巨大壓力,將活塞從上止點推至下至點,帶動曲軸旋轉產生動力。⑷排氣形程:進氣門關,排氣門開,活塞自下至點移動至上止點,氣缸中燃燒后的廢氣經排氣門排至大氣中。這四個行程周而復始,連續(xù)不斷,發(fā)動機的動力便源源不斷,最終傳遞到車輪上。
1.2 汽車底盤
底盤主要由傳動系、行駛系、轉向系和制動系等組成。發(fā)動機產生的動力,按照車輛行駛的狀態(tài)合理地傳遞給驅動輪,需要選擇確定發(fā)動機和驅動輪之間的最佳傳動比。⑴傳動系的作用是將發(fā)動機的動力傳遞給驅動輪,驅動汽車行駛。⑵行駛系包括車架、車橋、懸架和車輪。⑶轉向系的作用是在駕駛人的操縱下改變或保持汽車行駛的方向。⑷制動系用于車輛減速、停止、駐停。
1.3 電器設備
汽車電器設備主要由蓄電池、發(fā)電機、調節(jié)器、起動機、點火系、儀表、照明裝置、音響裝置和刮水器等組成。
2 車輛主要安全裝置
汽車的安全裝置主要有安全頭枕、安全帶、安全氣囊、防抱死制動系統(tǒng)、兒童安全鎖、儀表裝置、照明與信號裝置等。
2.1 安全頭枕
主要作用是在追尾事故中,防止被撞車輛突然向前加速時駕乘人員頭部劇烈后仰頸部受傷。即使在只有10km/h的車速下發(fā)生碰撞,車輛加速的力量全部擠壓在人脆弱的頸部的時候,也很容易受傷。
2.2 安全帶
可以約束駕乘人員身體,避免車輛發(fā)生碰撞事故時,身體因慣性沖出座椅造成的碰撞。
2.3 安全氣囊
是為防止駕乘人員在事故中與轉向盤、儀表板等車內結構物發(fā)生碰撞受傷而設置的裝置。
2.4 防抱死制動系統(tǒng)
可防止制動時車輪抱死,最大限度發(fā)揮制動器效能,在提供最大制動力的同時能使前輪保持轉向能力,消除制動過程中的跑偏、甩尾等現(xiàn)象。
3 智能化汽車
3.1 智能輪胎
汽車智能輪胎的功能是在汽車正常行駛時,當溫度過高或輪胎氣壓太低時,及時向駕駛員發(fā)出警報,以防止發(fā)生事故。更為先進的智能輪胎還能感知光滑的冰面,探測出結冰路面后而使輪胎自動變軟,增大輪胎與路面的附著力;在探測出路面潮濕后,甚至還能自動改變輪胎的花紋,以防打滑。
3.2 智能玻璃
智能化汽車玻璃有許多種類:包括防光防雨玻璃、電熱融雪玻璃、防碎裂安全玻璃、調光玻璃,以及光電遮陽頂篷玻璃等。防光防雨玻璃采用新材料及新表面處理方法制造,雨水落到玻璃上會很快流走且不留水珠,無需刮水器刮水。玻璃內表面反射性低,儀表板及其它飾物不會反射到風擋玻璃上,駕駛員視線不受干擾。光電遮陽頂篷玻璃則是在轎車行駛或停車時,能自動吸收、積聚、利用太陽能來驅動車內風扇,還可對轎車蓄電池進行連續(xù)補充充電。
3.3 智能安全氣囊
汽車智能安全氣囊是在普通安全氣囊的基礎上增加某些傳感器,并改進安全氣囊電子控制單元的程序實現(xiàn)。增加的乘員質量傳感器能感知座位上的乘員是大人還是兒童;紅外線傳感器能探測出座椅上是人還是物體;超聲波傳感器能探明乘員的存在和位置等。安全氣囊電子控制單元則能根據(jù)乘員的身高、體重、所處的位置、是否系安全帶以及汽車碰撞速度及碰撞程度等,及時調整氣囊的膨脹時機、膨脹方向、膨脹速度及膨脹程度,以便安全氣囊對乘客提供最合理和最有效的保護。
3.4 自動車門
如果你丟了鑰匙,沒關系,鑰匙也許很快就會過時。梅塞德斯公司正在開發(fā)一種電子開鎖系統(tǒng),能夠在車主靠近車門的時候,自動辨認對方。車主只要隨身攜帶一張電子裝置,將這一系統(tǒng)激活即可,當車主接觸把手時,門可以自動開鎖。
國內外很多汽車研究大多都致力于傳統(tǒng)汽車發(fā)電機的智能化控制,其研究的發(fā)電機智能控制系統(tǒng)的控制理論基本相同,利用上位控制器控制汽車發(fā)電機的輸出電壓,通過LIN總線實現(xiàn)測控系統(tǒng)信息的傳遞。另外,寶馬公司研制的傳統(tǒng)汽車發(fā)電機智能控制的機械傳動中添加了離合器,在汽車蓄電池飽和或者不需要供電的轉態(tài)下,離合器實現(xiàn)自動斷開,切斷汽車發(fā)電機的能量輸入。通用汽車公司與豐田汽車公司研制的汽車發(fā)電機控制系統(tǒng)的理論體系相似,是汽車電源管理系統(tǒng)的一部分,首先勵磁發(fā)電機輸出電壓可以通過改變磁場的空占比實現(xiàn)變壓,像豐田推出的雷克薩斯LS430轎車,通過對汽車發(fā)電機空占比的頻率調節(jié)在0~150Hz之間浮動,實現(xiàn)了發(fā)電機輸出電流在0~12A之間的調節(jié),進而控制輸出電壓。傳統(tǒng)汽車發(fā)電機智能控制系統(tǒng)的改造和應用具有很多局限性,首先是智能控制系統(tǒng)的結構組成需要對傳統(tǒng)汽車進行結構改裝,改變汽車核心的控制單元,生產成本過高,因此不能在經濟車型上廣泛應用。我國汽車工業(yè)起步較晚,因此在汽車電源管理方面的研究不夠深入,核心技術都由國外企業(yè)掌握。
1 智能化控制實現(xiàn)的功能
1.1 穩(wěn)定電壓
汽車電子元器件對電壓的浮動較為敏感,因此汽車電源供電系統(tǒng)要實現(xiàn)電壓的穩(wěn)定,避免過大的電壓浮動超過電子元器件的擊穿電壓(一般不超過最小電器元件擊穿電壓),損壞電器元件,同樣電壓過高或者過低車用電器都不能正常工作。
1.2 調節(jié)輸出電壓
傳統(tǒng)的汽車發(fā)電機不能根據(jù)汽車對電能的要求實時的調節(jié),對能源的消耗較大,不能實現(xiàn)能量的最大利用。因此智能化控制要實現(xiàn)的基本功能是智能調節(jié)發(fā)電機的輸出電壓,建立實時有效的智能反饋系統(tǒng),通過對車用電器的用電量以及蓄電池飽和度的檢查,實時反饋給控制系統(tǒng),控制汽車發(fā)電機電壓的智能調節(jié)。在汽車蓄電池虧電時,智能調高汽車發(fā)電機的輸出電壓,實現(xiàn)蓄電池的快速充電,同理在汽車蓄電池飽和時,智能降低汽車發(fā)電機的輸出電壓,降低能量的消耗,同時防止蓄電池過充。
1.3 提高能量的利用率
我國大力提倡使用綠色能源,也是全球汽車發(fā)展的趨勢,要求汽車要節(jié)約能源,提高能量的利用率。因此傳動汽車發(fā)電機的智能化控制能實現(xiàn)提高汽車能量利用的目的,首先是提高了發(fā)電機的發(fā)電效率,其次在制動或者下坡時能實現(xiàn)能量的智能回收。
2 傳統(tǒng)汽車發(fā)電機的智能化控制系統(tǒng)原理
2.1 傳統(tǒng)汽車發(fā)電機智能控制的工作模式
汽車電源的智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)反饋環(huán)節(jié)信息分為五種工作狀態(tài)。標準供電模式,是正常狀態(tài)下的工作模式,輸出電壓穩(wěn)定持續(xù),為蓄電池充電,此時汽車發(fā)電機輸出電壓為標準電壓。極限供電模式,當汽車蓄電池的電力不足時,在反饋系統(tǒng)信號的調解下,智能調高汽車發(fā)電機的輸出電壓,達到蓄電池快速充電的目的。欠壓供電模式,是在汽車短時需要較大動力輸出時,智能地降低汽車發(fā)電機的輸出電壓,降低發(fā)電機對發(fā)動機動力的需求。電能回收模式,當汽車在行駛中出現(xiàn)下坡路段或者制動狀態(tài)時,通過提高汽車發(fā)電機的輸入轉速或者輸出電壓的方式,增強對能量的回收效率。斷開模式,在汽車蓄電池飽和的狀態(tài)下,汽車正常行駛中切斷汽車發(fā)電機的能量輸出(調節(jié)勵磁電機的勵磁輸入為0),降低能量的損耗。
2.2 傳統(tǒng)汽車發(fā)電機智能控制理論
利用現(xiàn)代測控技術建立車輛運行狀態(tài)、電池蓄電量與汽車發(fā)電機之間的智能反饋系統(tǒng),通過智能控制,實現(xiàn)不同模式之間的自動轉換,達到汽車發(fā)電機最佳的發(fā)電能力,因此傳統(tǒng)汽車發(fā)電機智能控制理論體系基于現(xiàn)代測控技術和勵磁控制原理。
關鍵詞:汽車制造技術 變革
中圖分類號:U46 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0117-01
到2012年,汽車的歷史已經走過了126年,汽車制造業(yè)在這一百多年間得到了巨大的發(fā)展,現(xiàn)在只要走上街頭,就能感受到在這一百多年間汽車制造業(yè)的發(fā)展迅速,造成汽車制造業(yè)繁榮局面的直接原因是汽車制造技術的不斷革新。在現(xiàn)代汽車技術現(xiàn)代汽車技術的革新主要集中在鑄造、鍛造、機械加工、焊接、熱處理、樹脂加工、裝配和涂裝等方面。信息時代的到來,使得汽車制造業(yè)在信息化技術應用方面邁進了新的高端,同時汽車制造業(yè)也朝著更加安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能和信息化服務方面逐漸的提高。
1 動力技術的變革
相對于智能化的應用,對于動力系統(tǒng)技術的提升,從汽車誕生以來便成為汽車制造者們鍥而不舍的追求。飛輪混合動力系統(tǒng)或許可以取代其他動力系統(tǒng),讓汽車的速度實現(xiàn)質的飛躍。系統(tǒng)將剎車的能量進行轉換并傳輸?shù)綆щ姷娘w輪上使其旋轉,飛輪超過每分鐘40,000轉的轉速會產生強大的動力,然后再次回到馬達從而提升加速度。它能夠令直列四缸發(fā)動機爆發(fā)出六缸發(fā)動機的動力,與此同時油耗大約降低兩成。
我們都知道,這項系統(tǒng)在捷豹C-X75車型中也得到了應用,同時將這項技術引用到911 GE3 R混合動力賽車系統(tǒng)中的是保時捷。而沃爾沃也將這項系統(tǒng)投入到大量生產中,這也是讓沃爾沃成為全球首家將該系統(tǒng)引入到公共道路測試的汽車廠家。同時沃爾沃還希望將后輪與飛輪動能回收系統(tǒng)之間相互結合起來,如果這項技術在將來能夠成熟的話,那么這項設計方案就會使飛輪動力回收系統(tǒng)更加適合在停與走相對頻換的行車環(huán)境之中。
HCCI汽油發(fā)動機雖然已經研究了很長時間,但一直沒有得到完全應用。HCCI技術的點火過程同柴油發(fā)動機相類似,通過活塞壓縮混合氣,使溫度升高至一定程度時自行燃燒。通過改進發(fā)動機的硬件和控制系統(tǒng),還可大幅擴HCCI燃燒的范圍。應用后,可以提升15%的汽車燃油利用率。實際運用在HCCI技術的研發(fā)上,奔馳和GM走在了前列,以奔馳F700車為例,在采用HCCI技術后,輸出功率達到238hp,最大扭矩達到400。筆者相信隨著技術難關的不斷突破,HCCI技術將會惠及到對環(huán)保要求越來越高的明天。
2 智能化的變革
2.1 針對能源問題的汽車智能化
大量的針對節(jié)能減排的智能化技術正在推出,最有代表性的就是現(xiàn)在已經很普及的VVT-i(Variable Valve Timingintel ligent)和i-VCT技術,也就是智能正時可變氣門控制系統(tǒng),它通過控制發(fā)動機汽缸進氣門的開閉時機來控制進氣量,從而使發(fā)動機在在2000轉至5000轉之間可以輸出總扭矩的80%~90%,實現(xiàn)了在低負荷情況下,既減少油耗,又增加動力性能。這套系統(tǒng)由VVT-i控制器、凸輪軸正時機油控制閥和傳感器三部分組成,在工作時,傳感器向ECU傳輸發(fā)動機轉速等信號,ECU根據(jù)這些信號控制凸輪軸機油控制閥,最終使進氣凸輪軸旋轉一個角度,增加進氣延遲角,提高了發(fā)動機效率。德國大眾在現(xiàn)在最新的邁騰轎車上運用了FSI技術,也就是缸內直噴,通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當?shù)臅r間直接注入燃燒室,其控制的精確度接近毫秒,解決了傳統(tǒng)的缸外預混氣在進氣管壁的燃料殘留問題,既提高了發(fā)動機的動力性能,又節(jié)省了燃料。
2.2 針對人性化問題的汽車智能化
(1)語音識別系統(tǒng)。在未來的社會中汽車將會發(fā)展為可以聽懂人們說的話,而在德國的奔馳公司現(xiàn)在已經成功的研發(fā)出車載語音識別系統(tǒng),該系統(tǒng)里儲存了近800多個地名,只要駕駛員說出要去的地方車輛就會自動的整理出一套合理的行車方案。所以奔馳公司決定將這項技術應用在E級和S級轎車上。
(2)智能網絡系統(tǒng)。未來的汽車可以聽得懂你說的話,現(xiàn)在德國奔馳公司就已經研制成功了車載語音識別系統(tǒng),在里面存儲了800多個地名,駕駛員只要說出目的地,車輛就會自動規(guī)劃出一套合理的行車方案。奔馳已經決定將這項成熟的技術應用在E級和S級轎車上。
(3)識別線理論。識別線就是在大道、環(huán)路等道路的每個車道中間都貼一條白線,汽車配有很小型的激光發(fā)射器和接受裝置,利用現(xiàn)有的激光尋線原理,或者紅外線黑白跡識別,汽車就會跟著白線方向走,會根據(jù)激光發(fā)射器距離白線的偏差自動轉向,自動保持在車道中間行駛。如果復合利用沃爾沃的自適應巡航系統(tǒng)(ACC)這類技術,可以實現(xiàn)汽車速度的整體批量控制,而且可以使高速行駛的情況下保持較合理的車距。這套未來智能理論現(xiàn)在還在處于探索階段,但是它為我們打開了一條新的思路。
3 環(huán)保節(jié)能安全領域的變革
在節(jié)能環(huán)保上,汽車設計制造者們在一些細節(jié)及材料上,作出了新的技術變革。一個小小的格柵改動,也可以增加車輛的燃油利用率。例如,法拉利458Italia在它的進氣口下方加裝了簡單的彎曲翼面,從而改變車底的空氣流動,使其更加順暢,同時也降低了阻力與車底的壓力。由于造價低廉,雪佛蘭科魯茲也采用了類似技術,他們將進氣格柵設計為可調節(jié)的百葉窗式,并且根據(jù)車速和發(fā)動機冷卻需求進行開關控制。車輛在高速公路上的燃油利用率,使得1加侖燃油可以多跑1英里。除此之外,通過輕型材質來控制車身重量,從而為汽車本身節(jié)省燃油效率的方法,在市場上得到越來越多的應用。成熟的鑄造技術和超低共熔體的應用也可以替代全鋁部件?,F(xiàn)代汽車(Hyundai)與全球領先的化工公司巴斯夫聯(lián)合研發(fā)i-flow車,通過座椅框架的設計體現(xiàn)出輕質結構材料在節(jié)省資源方面所能發(fā)揮的作用。
4 結語
汽車制造技術在市場需求的強大推動下快速地更新和變革,作為職業(yè)技術院校汽車制造專業(yè)的教師,有必要實時更新自己的現(xiàn)有知識,緊跟當今最先進的汽車制造技術的步伐。希望本文能為更多的人了解汽車制造技術的最新變革帶來一些幫助。
參考文獻
自1953年中國第一家汽車生產企業(yè)“一汽”的誕生算起,中國汽車工業(yè)已經歷了61年的發(fā)展,到如今的全球第一大汽車產銷國。這樣的發(fā)展速度是任何一個國家都難以企及的。而這一過程中,無論是制造技術還是產品更迭,抑或是大眾消費行為的變化,每個階段都存在著不同的發(fā)展機遇,才得以將中國汽車工業(yè)推向更高的歷史臺階。
中國汽車工業(yè)進入第四階段
回顧過去,中國汽車工業(yè)大致可以分成三個階段:第一個階段,1953年到1977年,中國汽車工業(yè)處在萌芽階段。我國以引進蘇聯(lián)的汽車制造技術為起點,中國自主生產的汽車產品從無到有,但以貨車生產為主,“缺重少輕”,轎車生產基本為空白。
第二個階段,1978年實施改革開放到20世紀末,中國汽車工業(yè)從雛形到形成較完整的工業(yè)體系。該階段通過大規(guī)模的引進生產技術、成立中外合資企業(yè),使我國的汽車生產制造技術水平有了很大的提高。
第三個階段,2001年我國加入WTO至2015年“中國制造2025”藍皮書的。自加入WTO以后,我國的汽車工業(yè)市場規(guī)模、生產規(guī)模都得到了迅速擴大,中國汽車從生產和貿易上全面融入了世界汽車工業(yè)體。
而進入2015年,中國汽車工業(yè)在新的經濟形勢推動下已進入了發(fā)展的第四階段。中國汽車企業(yè)不再停留在單純的傳統(tǒng)汽車制造層面,而是以新能源、信息技術、智能化為核心,打造全方位的汽車生態(tài)體系,并轉向以客戶服務為中心。
今年5月8日,國務院正式了“中國制造2025”藍皮書。這一概念的核心釋義為:新一代信息技術與制造業(yè)深度融合,正在引發(fā)影響深遠的產業(yè)變革,形成新的生產方式、產業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經濟增長點;新一輪科技革命和產業(yè)變革與我國加快轉變經濟發(fā)展方式形成歷史匯,國際產業(yè)分工格局正在重塑,中國汽車制造業(yè)迎來重大的歷史機遇,并且借此契機由制造大國向制造強國邁進。
由“中國制造2025”推入的中國汽車工業(yè)第四階段,將激活包括新能源汽車、新型生產制造技術、汽車智能化等在內的汽車高新技術領域。這也是我國正式向工業(yè)強國德國發(fā)出趕超的訊號。
據(jù)我國工業(yè)和信息化部副部長蘇波介紹,“中國制造2025”計劃可以劃分為三個階段:2025年中國制造業(yè)可進入世界第二方陣,邁入制造強國行列;2035年中國制造業(yè)將位居第二方陣前列,成為名副其實的制造強國;2045年中國制造業(yè)有望進入第一方陣,成為具有全球引領影響力的制造強國。
由傳統(tǒng)制造向生態(tài)圈服務轉變
在6月8日召開的“互聯(lián)網+汽車”高峰論壇暨騰訊汽車電商戰(zhàn)略會上,中國國際貿易促進委員會汽車行業(yè)分會會長王俠向“汽車財經全媒體”表示:“作為傳統(tǒng)制造業(yè)的典型代表,汽車產業(yè)應該說走在了向現(xiàn)代制造、高端制造轉型升級的前列,而互聯(lián)網有效植入將為中國汽車產業(yè)帶來一股強勁的東風?;ヂ?lián)網帶給汽車產業(yè)思維方式的轉變,集中體現(xiàn)在從原來的以制造為中心向以客戶為中心的轉變?!?/p>
王俠這番話的關鍵詞為:互聯(lián)網與轉變。他還認為:互聯(lián)網帶來的大數(shù)據(jù),讓汽車企業(yè)能夠更加準確地為客戶服務。建立在互聯(lián)網基礎上的大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網、車聯(lián)網等技術手段,能夠為汽車產業(yè)的研發(fā)、采購、制造、營銷和服務等整個的產業(yè)鏈帶來效率和質量的提升。而自動駕駛系統(tǒng)、分時租賃、拼車和專車等業(yè)務的推出,又將對汽車社會帶來高效的利用。
縱觀近幾年的消費活躍人群――“泛80后”消費行為的變化,可以用越來越互聯(lián)網化和生態(tài)化來形容,汽車也不僅僅是一臺交通工具,而是一個生態(tài)圈的承載體。以汽車為中心的互聯(lián)網汽車金融、車聯(lián)網、汽車租賃、維修保養(yǎng)服務等鏈條中存在的商機對汽車企業(yè)來說潛藏著巨大的商業(yè)空間。
正是這樣的市場變化,讓中國的汽車企業(yè)也意識到了以傳統(tǒng)制造業(yè)為中心所帶來的發(fā)展局限性,眾多自主品牌紛紛加入轉型和自主創(chuàng)新的行列,以“中國制造2025”中提到的信息化、新能源為汽車發(fā)展的新方向,并且由過去的以汽車制造為中心轉變?yōu)橐钥蛻舴諡橹行?,將汽車制造的前端向汽車服務的后端轉移,形成前端縮短,后端延長的新局面。
例如,過去以低價小型燃油車生產銷售和海外出口為主的自主品牌力帆,在今年6月8日正式向外界發(fā)出了“創(chuàng)新力帆”的宣言,不僅公布了新能源汽車i.Blue 1.0智藍戰(zhàn)略規(guī)劃,同時,力帆還提出了打造集“互聯(lián)網 +”、“智能汽車”、“能源互聯(lián)網 +”于一體的汽車生態(tài)鏈和產業(yè)鏈。并且還將新增汽車共享業(yè)務,創(chuàng)立了新能源分時租賃品牌“盼達租車”,在新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略上施行先租后賣,以針對個人市場的租賃服務作為打開新能源市場的敲門磚。
不僅如此,力帆還與阿里巴巴在同一時間簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,除了在電商和互聯(lián)網營銷上的合作,力帆融資租賃公司和力帆財務公司還將先后接入阿里巴巴的在線汽車金融平臺,為消費者提供多種在線汽車金融服務。
對于力帆的轉變,力帆股份董事長尹明善說道:“互聯(lián)網的沖擊讓產業(yè)結構、市場模式、消費領域都在震蕩中巨變。這是個美好的時代,有無限多的可能,無限多的機遇擺在我們的面前。”
“這樣的一個轉型是力帆在汽車制造的深度與互聯(lián)網的寬度上的結合。”力帆集團CEO兼銷售公司總經理尚游向“汽車財經全媒體”表示。
除了力帆,另一自主品牌北汽的轉型腳步也正在“換檔提速”。自今年3月,北汽與樂視正式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議起,北汽在汽車智能化上的發(fā)展腳步已大膽地邁開,欲借樂視在智能軟硬件技術上的優(yōu)勢為自己的汽車產品挖掘更多的價值和賣點。而北汽目前十分重視的新能源汽車,也不只是單純的研發(fā)、生產、銷售,而是打造一個良好的消費生態(tài)圈,創(chuàng)建解決純電動汽車客戶痛點的商業(yè)模式。
6月18日,北汽新能源宣布與首汽集團簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,北汽新能源交付20輛EV200純電動車給首汽租車,用于汽車分時租賃業(yè)務。這也是北汽新能源汽車首次進入高端酒店轎車租賃市場。
北汽集團董事長徐和誼在“2015年全球汽車論壇”上公開表示:“智能化和電動化是擺在中國汽車工業(yè)面前的兩個巨大機會。汽車作為第五塊屏的時代即將來臨,智能化不僅將為汽車增加新的發(fā)展脈絡,帶來巨大的增值服務想象空間,還將引發(fā)商業(yè)模式的變革。汽車智能化將使汽車行業(yè)從傳統(tǒng)行業(yè)向IT和互聯(lián)網行業(yè)跨進,從制造業(yè)向服務業(yè)跨進,百年汽車業(yè)將迸發(fā)出新的活力?!边@也是徐和誼對北汽轉型的最佳解釋。
基于以上所列案例,我們已不能再以傳統(tǒng)的汽車制造商來定義當下的中國汽車企業(yè)。汽車制造的前端正在逐漸被縮短,后端的服務正在無限延長,從而形成全新的價值鏈,處在這一鏈條上的每個企業(yè)都將迎來新變化所帶來的新商機。
現(xiàn)狀還需理性認清
當然,在變革所帶來的大好機遇下,我們也應冷靜地認清自身的不足。
首當其沖的便是人才瓶頸?!爸袊圃?025”是一項國家級的宏觀戰(zhàn)略規(guī)劃,這幅藍圖看上去不勝美好,但是要實現(xiàn)它首先必須依靠各種人才共同努力,既需要高端的戰(zhàn)略設計人才,也需要把戰(zhàn)略思想轉變成現(xiàn)實的基層人才,將規(guī)劃落地到每一條生產線和服務端。然而,國內車企在優(yōu)秀人才的選拔和儲備上還不夠科學合理。其中,薪酬待遇低是造成基層專業(yè)人才稀缺的關鍵因素之一。
“985高?!钡钠噷I(yè)研究生在某民營自主品牌車企的新入職月薪約為5000~5500元,“985高?!钡谋究粕滦郊s為4000元,整體收入偏低。因此,許多汽車專業(yè)的高材生寧愿選擇為薪酬更高的外資企業(yè)服務,甚至奔赴海外工作,這一現(xiàn)象造成中國自己的汽車專業(yè)人才大量流失。這將導致“中國制造2025”計劃中的各個實施細節(jié)由于缺少合適的人才而難以準確地執(zhí)行到位,對中國汽車產業(yè)的長遠發(fā)展非常不利。
其次,相比德國的“工業(yè)4.0”,我國在工業(yè)制造中的大多數(shù)企業(yè)還屬于粗放式發(fā)展,集中在價值鏈的中低端,總體技術含量不高,體量大卻不夠精。不僅如此,與老牌工業(yè)強國相比,我們在智能制造生產上的差距還相當大。我國工信部部長苗圩曾經表示,我國高端傳感器、智能儀器儀表、高檔數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)應用軟件等市場份額還不到5%。
此外,我國的工業(yè)“四基”:關鍵基礎材料、核心基礎元器件零部件、先進基礎工藝、產業(yè)基礎技術,還存在著短板?!爸袊圃?025”的戰(zhàn)略發(fā)展還存在制造技術上的先天不足。
簡而言之,從技術大趨勢來講,由“中國制造2025”引發(fā)的科技革命帶來的產業(yè)變革,以及制造業(yè)的數(shù)字化、網絡化、智能化,將引起制造理念、技術體系、價值鏈發(fā)生重大的變化,具有劃時代的意義。對于每個車企來說,這是一次重要的“再生”機會,只能前進,不能后退。正如東風汽車副總經理劉衛(wèi)東在接受“汽車財經全媒體”采訪時所言:“我們要去挑戰(zhàn),去迎接這種變革。在目前的車市增速放緩以后,正在形成這種倒逼的機制,所以,我們必須去創(chuàng)新。”
力帆集團董事長尹明善
“互聯(lián)網的沖擊讓產業(yè)結構、市場模式、消費領域都在震蕩中巨變。這是個美好的時代,有無限多的可能,無限多的機遇擺在我們的面前。”
北汽集團董事長徐和誼
“智能化和電動化是擺在中國汽車工業(yè)面前的兩個巨大機會。汽車作為第五塊屏的時代即將來臨。智能化不僅將為汽車增加新的發(fā)展脈絡,帶來巨大的增值服務想象空間,還將引發(fā)商業(yè)模式的變革?!?/p>
關鍵詞:機械自動化;汽車制造;應用優(yōu)勢;發(fā)展趨勢
1引言
在制造企業(yè)中科學技術的應用與發(fā)展對于促進制造企業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用,進入新世紀以來,各個領域都在發(fā)生著巨大的變化,而且高科技的應用也越來越廣泛。現(xiàn)在在汽車制造行業(yè)中也需要不斷的對機械自動化技術進行創(chuàng)新和改造,為的是使機械自動化技術更符合現(xiàn)在汽車制造的要求,更滿足現(xiàn)在用戶對汽車性能的需求,改變以往汽車制造中的自動化技術應用模式,將機械自動化技術與汽車制造產業(yè)的生產模式有效的結合在一起,盡量減少人工操作的環(huán)節(jié),逐漸實現(xiàn)自動化生產的模式,降低人為因素對汽車生產的影響,提高汽車生產的效率,響應當今高效、快速生產的制造要求。目前,在我國的生產制造過程中,全自動化生產模式的水平還是有一定的局限,但是在汽車制造的市場上,如果不加快機械自動化技術的應用與發(fā)展,我國的汽車制造業(yè)將面臨著非常大的壓力,而且在市場上的競爭力也會受到很大的削弱,針對這些問題,必須加強機械自動化在汽車制造中的應用和發(fā)展,提高我國汽車制造業(yè)的核心競爭力。
2機械自動化在汽車制造中應用的優(yōu)勢
隨著機械自動化技術在各個行業(yè)中的不斷應用給各行業(yè)帶來的優(yōu)勢也逐漸的體現(xiàn)出來,尤其是機械自動化在制造行業(yè)中應用的優(yōu)勢更為突出。機械自動化的應用可以使汽車制造更好的實現(xiàn)自動化操作生產,減少了勞動力,降低了危險事故發(fā)生的概率,而且機械自動化技術在汽車生產中應用還可以有效的保障汽車智能化、網絡化、環(huán)?;膶崿F(xiàn)[1],更能滿足現(xiàn)在消費者的需求。機械自動化在汽車制造中應用的優(yōu)勢有如下幾個方面。
2.1提升生產效率,減少勞動力的投入
機械自動化的應用可以改變傳統(tǒng)的生產操作模式,也就是一部分由人為操作的工作改為了機械自動化操作的模式,這樣不僅可以有效的提高生產效率,還能減少很多勞動力,降低了生產過程中人為因素帶來的影響,而且勞動力的減少,也降低了汽車制造企業(yè)人力資源管理的成本,除此之外,工作人員經常在生產過程中出現(xiàn)的錯誤,也會減少,企業(yè)的損耗也就隨著減少,最終獲得的經濟效益就會增加,既節(jié)約了生產成本又提高了經濟收益,還促進了汽車制造業(yè)的快速發(fā)展。
2.2提升工人的安全度
在制造業(yè)生產的過程中,安全是非常重要的,無論是生產設備的安全還是工作人員的安全都會影響生產效率,所以在汽車生產的過程中保障足夠的安全性是非常有必要的?,F(xiàn)在,大多數(shù)的生產制造行業(yè)都已經應用機械自動化技術,尤其是在一些帶有危險性的操作工序上,機械自動化技術應用的更是頻繁,這樣不僅減少對操作人員的危害,還可以有效的提高工作效率。安全問題在生產中一直是工人所擔心的問題,實現(xiàn)員工人身安全指數(shù)的提升,減少員工的安全隱患,對于企業(yè)來說,可以提升企業(yè)的吸引力,進而招納更多優(yōu)秀的人才,同時,員工的人身安全其實也關乎企業(yè)的成本的控制,如果員工真的出現(xiàn)安全事故,不僅會損害企業(yè)的名譽,同時企業(yè)也會賠償大量的費用,進而造成經濟上的損耗[2]。由此可見,實現(xiàn)機械設計制造及其自動化的發(fā)展的重要意義。
2.3實現(xiàn)機械的調整和維修
在沒有應用機械自動化技術的生產情況下,無論是對機械設備的檢查還是對機械設備進行維修,都是依靠工人來實現(xiàn)操作的,但是在工作的過程中,由于每個工人在故障情況下所具有的承受能力各不相同,所以在檢修和檢查的過程中出現(xiàn)不負責任或現(xiàn)場處理能力不足的現(xiàn)象時有發(fā)生,給汽車制造企業(yè)帶來了很大的經濟損失,而現(xiàn)在,在機械設計制造及其自動化的應用下,針對于故障的檢查工作可以通過外部的設備進行調整,以及檢查,發(fā)現(xiàn)問題以后,相關的機械會在第一時間發(fā)出警報信號[3],這時對應的維修人員便可以立即進行維修,既可以減少損耗的產生,又可以保證大家的人身安全,同時還可以實現(xiàn)工作效率的提升,最重要的是,我們知道,機器和人一樣,也是有壽命的,及時的維修工作的開展可以延長機械的使用壽命,進而實現(xiàn)成本的節(jié)約,可謂是一舉多得。
3機械自動化在汽車制造中的發(fā)展趨勢
3.1微型化發(fā)展的趨勢
在我國的汽車制造行業(yè)中,雖然我國的機械自動化技術的應用已經取得了一定的成績,但是由于現(xiàn)在大多數(shù)機械設備的體積還是比較大的,尤其是在汽車生產車間中,許多機械自動化的設備是非常大的,這些機械設備一旦被安裝好了就很難在移動,這也給一些機械設備的移動或檢修造成了困難,所以為了更好地減小這些機械自動化設備的體積,便于生產中根據(jù)生產需要來移動,方便機械設備出現(xiàn)故障進行檢查,研制生產微型化機械自動化設備是非常有必要的,而且微型化機械設備還可以實現(xiàn)微信電子系統(tǒng)微型自動化的生產和操作,給汽車生產企業(yè)帶來了很大的便利。
3.2環(huán)?;陌l(fā)展
隨著我國環(huán)境保護政策的不斷深入,各領域的制造業(yè)在生產過程中都非常重視保護環(huán)境,同樣汽車制造業(yè)也非常重視環(huán)境保護,但是在機械自動化設備應用的過程中仍然會產生一些污染,這些污染不僅包含環(huán)境污染還有噪聲污染,機械設備在運行的過程中會產生很大的噪音,噪音的存在不僅會給生產車間里面的工人造成健康威脅,也會影響周圍的居民,對于機械自動化在汽車制造中的應用應該解決掉這些問題,朝著環(huán)保、綠色的方面發(fā)展,更好的提高機械自動化技術水平。
3.3智能化發(fā)展的趨勢
機械設計制造自動化會利用多種科學技術與電子科技結合在一起,從而使自動化生產達到半機械半自動化的生產模式,并利用電子技術擴充自動化機械的功能,建立完善制造結構體系,使生產流程規(guī)范化、系統(tǒng)化,從而有效提高生產質量和效率。智能化是當前社會發(fā)展的重要方向,智能化制造可將工業(yè)生產的過程進行智能控制,通過利用計算機技術設定好的程序與機械生產過程連接起來,從而有效強化生產效率[4]。隨著智能技術的發(fā)展,我國密集型產業(yè)可能會朝著無人化工廠方向發(fā)展,以減少生產過程中人為因素的影響,從而推動工業(yè)制造行業(yè)的發(fā)展,相信在汽車制造中,智能化發(fā)展和應用一定會越來越廣泛的。
4結語
綜上所述,在汽車制造行業(yè)中加強機械自動化技術的應用和發(fā)展對于提高汽車制造業(yè)在市場上的核心競爭力有很大的促進作用?,F(xiàn)在就是一個高科技的時代,智能化、網絡化、自動化技術在我們的生活中隨處可見,所以人們對自己的交通工具的要求自然也會傾向于自動化,汽車是居民日常生活中最普遍的交通工具,所以為了滿足居民的生活要求,汽車的制造朝著自動化方向發(fā)展是必然的趨勢,而且在高科技的狀態(tài)下,生產過程也會趨向于自動化生產模式,畢竟人工操作的效率還是比較低,受到的人為因素和其他外界因素的影響也比較大,而采用自動化生產的模式必然會避免很多因素的影響,也會很大程度的提高汽車生產效率,滿足社會上的需求。
參考文獻:
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國家新一輪產業(yè)規(guī)劃為國內汽車產業(yè)發(fā)展提供了快速、可持續(xù)發(fā)展的政策性基礎環(huán)境。2006年,中國汽車總產量500多萬輛,但其中90%是國外汽車“舶來品”,真正擁有自主知識產權的僅占10%。據(jù)專家預測,到2010年,我國汽車產量將在1000萬輛左右,市場需求量將在800萬~900萬輛左右,國內汽車保有量達到5500萬輛左右,汽車化水準達到40輛/千人。
企業(yè)發(fā)展已經具備快速起步的基本條件。承德華遠自動化設備有限公司成立后,通過承接上海通用、武漢神龍、沈陽寶馬、上海大眾、廈門金龍、北京奔馳等多家國內著名汽車企業(yè)的項目,該公司在產品技術、質量和服務等方面,華遠品牌形象已經初步確立,公司也取得了可觀的經營業(yè)績。特別是在與德國杜爾(DURR)公司合作為國內幾大汽車生產企業(yè)設計制造智能化運輸系統(tǒng)和柔性裝配系統(tǒng)(FAS)方面已經取得了良好的開端。這些情況說明承德華遠自動化設備有限公司已經具備了快速起步的基本條件。
項目建設的必要性
國家振興裝備制造業(yè)的迫切需要。裝備制造業(yè)是我國國民經濟發(fā)展的支柱產業(yè)。裝備市場的快速、健康、良性發(fā)展,對增強企業(yè)整體競爭實力和發(fā)展后勁,對促進國家和地區(qū)總體經濟發(fā)展水平的提升,具有極其重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。我國的裝備制造業(yè)經過幾十年的發(fā)展,在規(guī)模、質量、層次等方面應該說都取得了長足的進步,有力地支撐、帶動和促進了國民經濟的飛速發(fā)展。振興裝備制造業(yè)在“十五”期間已受到黨和政府的高度重視,“十一五”期間,在《國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》和《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃》等發(fā)展戰(zhàn)略和政策資源的引導下,我國裝備制造業(yè)的發(fā)展將迎來新的契機。步入新世紀以來,我國裝備制造業(yè)進入歷史上最好的發(fā)展時期,經濟增長方式的轉變初見成效,呈現(xiàn)出持續(xù)、快速、全面增長的勢頭。
國內汽車制造行業(yè)對智能化運輸系統(tǒng)的迫切需求。隨著市場競爭的日益加劇以及全球化市場的形成,制造技術已成為一個國家在競爭中或戰(zhàn)場對抗中獲勝的支柱,制造技術的發(fā)達程度也已成為衡量一個國家綜合實力和科技發(fā)展水平的重要標志之一,所以計算機集成制造系統(tǒng)和智能化運輸系統(tǒng)應運而生。計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)和智能化運輸系統(tǒng)是以計算機網絡和數(shù)據(jù)為基礎,利用計算機技術將經營管理、產品設計、加工制造、銷售服務等生產經營活動集成起來,以實現(xiàn)更短的生產周期、更好的產品質量、從而達到企業(yè)整體優(yōu)化和綜合效益的提高,從而增強企業(yè)的市場競爭能力。智能化運輸系統(tǒng)是汽車制造行業(yè)生產核心—汽車整車裝配系統(tǒng)一個子系統(tǒng),它綜合了柔性裝配系統(tǒng)技術(FAS)和現(xiàn)代物流技術,其主要工藝流程由存儲區(qū)、工件裝配區(qū)、升降區(qū)、檢修區(qū)、檢測區(qū)、下線區(qū)等組成。由此可知,智能化運輸系統(tǒng)十分復雜,它需要智能化控制道岔、停止器、捕捉器、隔離開關、急停開關、光電開關、傳送機、張緊器、升降機等各種不同的執(zhí)行機構,同時智能化運輸系統(tǒng)還具有復雜的連鎖關系,從汽車部件上線到成品車下線,包括裝配工藝線和快速輸送線之間的銜接,需要各種裝置、各個環(huán)節(jié)緊密配合,不能出現(xiàn)絲毫差錯,否則生產將不能正常進行。
關鍵詞:信息化技術;機械;新時期;展望
中圖分類號:TP29 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)02-0026-01
1 信息化技術與機械發(fā)展相輔相成
1.1 信息化技g的騰飛離不開機械發(fā)展
在機械工業(yè)歷經16世紀至20世紀的發(fā)展后,直至其能夠滿足計算機之父“馮.諾伊曼”提出的兩個設想之后,第一臺真正意義上的計算機才被制造出來。隨著幾十年機械制造的發(fā)展,計算機從電子管數(shù)字機發(fā)展到大規(guī)模集成電路機,從占地幾百平方米的大房子里到掌上電腦、智能手機,從每秒幾千次的計算速度到幾十億次每秒的計算機。若沒有機械工藝的突破,是達不到現(xiàn)有的信息化技術水平的。
1.2 信息化技術反向推動機械發(fā)展
信息化技術的誕生,不僅方便了人類之間的交流,拉近了人與人之間的距離,但最重要的是信息化反向推動了機械工業(yè)的發(fā)展。在專業(yè)化計算機的幫助下,機械零件能在電腦上完成模型設計,之后通過自動機器人得到無比精確的制作,整個制造過程安全且高效。不僅極大的解放了生產力,還能合理利用現(xiàn)有資源的前提下達到預定的生產目標。
2 信息化技術推動機械產業(yè)的發(fā)展
2.1 信息化技術誕生自動化生產工廠
現(xiàn)代信息技術的迅猛發(fā)展,自動化儀表與硬件的開發(fā),微計算機的問世,促使生產過程自動化進入了新的高水平階段。尤其是微型計算機的出現(xiàn)以及現(xiàn)代技術信息技術的發(fā)展,使自動化工廠達到一個全新的時代。當前自動化工廠已經進入信息時代,進入了所謂計算機集成過程控制系統(tǒng)的新世紀。它是利用現(xiàn)代信息技術的基礎上,對整個企業(yè)工廠的生產運作過程進行綜合生產管理及精準只能控制,包括生產計劃調度、市場營銷、原材料的選擇購買、產品的分配、成本管理控制,以及工藝過程的控制、優(yōu)化和管理等全過程智能化信息化。
當前,智能化工廠概念即工業(yè)4.0技術風靡全球,工業(yè)4.0其實就是智能工廠實現(xiàn)智能制造的過程,憑借高效的大數(shù)據(jù)支撐的專家系統(tǒng),以及由計算機編程的熟練機械制造過程的多關節(jié)柔性機器人、機械手在各個工廠應用,使得智能工廠在全世界每個角落逐漸建成。在當前的自動化、數(shù)字化、智能化車間中,操作的工人越來越少,取而代之的是一臺臺效率高、模塊化的智能機器人。由此可見,以信息技術為基礎的智能化工廠使得機械制造業(yè)實現(xiàn)了突飛猛進的跨越式發(fā)展。
2.2 信息化技術下3D打印誕生
3D打印技術就是由點到線,由線到面,層層疊加立體成型技術,所以也叫增材制造技術。3D打印機是基于快速成型技術,利用計算機優(yōu)秀的建模特點以及卓越的模擬仿真、分析計算能力等現(xiàn)代信息化技術,將其數(shù)字化模型文件導入打印機中,使用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。它依托計算機構圖,改進傳統(tǒng)的文本打印機,實現(xiàn)物體的三維打印,突破了傳統(tǒng)機械工藝技術。
同時,3D打印技術還促發(fā)了網絡化制造,網絡化制造系統(tǒng)是企業(yè)在網絡化制造模式和方法的指導下,在網絡化制造集成平臺和軟件工具的支持下,結合企業(yè)具體的業(yè)務需求,設計和實施的基于網絡的制造系統(tǒng)。因此網絡化制造能在3D打印下,制造出企業(yè)個性化的定制產品,并且能夠在遠程操作,極大的便捷了企業(yè)的訂單制造過程。
當前,3D打印技術能否顛覆制造業(yè),能給制造業(yè)帶來顛覆性的革命嗎?個人看來,3D打印的新趨勢在于個人化,他的力量不在于顛覆一個行業(yè),而是顛覆人們創(chuàng)造東西的能力。它并不能替代現(xiàn)在傳統(tǒng)制造業(yè)的工業(yè)工藝。因為它有它的缺點:比如材料強度差,產出效率底,生產精度底等等,但是它能夠很好的制作設計原型,大大幫助人們設計方法。
2.3 信息化技術在汽車制造企業(yè)的應用
信息技術的迅猛發(fā)展,帶動制造業(yè)信息化不斷邁上新臺階,推動我國制造業(yè)持續(xù)發(fā)展。機械制造業(yè),尤其是汽車制造業(yè)由于物料品種規(guī)格多,生產不連續(xù),生產制造過程復雜,所以機械制造業(yè)的管理比其他制造業(yè)復雜。和其他行業(yè)相比,汽車行業(yè)的信息化建設復雜程度高、涉及范圍更廣,但由于信息化水平直接關乎企業(yè)的管理、生產、成本、效率等各個環(huán)節(jié),最終全面影響企業(yè)的競爭力,因此汽車制造業(yè)在信息化技術的不斷應用下,將生產工廠轉變?yōu)橐粋€信息化制造環(huán)境,實現(xiàn)設備、產品、人協(xié)調互動的自動化生產。
汽車制造中的制造工藝包括沖壓、焊接、涂裝、總裝的四大汽車制造工藝,這些工藝的物理設備即生產的機器,將它們的啟停等正常運行生產的動作信號,在信息化技術的環(huán)境中,通過計算、通信、控制、遠程協(xié)調和自治等五大功能使機器的運行實現(xiàn)自動化信息化生產,從而實現(xiàn)虛擬網絡世界與現(xiàn)實物理世界的聯(lián)系,促進了生產線的自動化、數(shù)字化生產。高效、精確、高柔性化的自動化、信息化技術由此進入了汽車制造業(yè)的視線并受到了重視與利用。
大型的汽車整車制造企業(yè)和零部件企業(yè)均不同程度地應用了產品研發(fā)和企業(yè)管理領域的信息技術,信息化建設已經給這些企業(yè)帶來了明顯的效益。利用數(shù)字化設計、分析和管理,更準確科學地指導員工進行操作,大幅提高了汽車制造的工藝設計能力和效率。并且,數(shù)字化分析更為精準巧妙,避免了傳統(tǒng)制造工藝浪費材料的現(xiàn)象,更為環(huán)保節(jié)約,為企業(yè)發(fā)展增添了動力。
3 結語
高中信息技術是信息化技術的基石,而物理知識則是機械制造的理論依據(jù)。隨著各個學科的聯(lián)系日益緊密,信息化技術對機械發(fā)展的影響也很深遠。因此,作為新時期的高中生,學好各學科的基礎知識的同時,同時清醒的認識自己、挖掘自身的興趣愛好。對待學習保持一顆謙卑的求知的心,時時刻刻關注信息化技術領域,并將其更好地運用于機械發(fā)展中,應用于日常生活中。
參考文獻:
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與美國流行的第三次工業(yè)革命的說法不同,對于工業(yè)史的演進,德國將制造業(yè)領域技術的漸進性進步描述為工業(yè)革命的四個階段,即工業(yè)4.0的進化歷程。
18世紀后半期以蒸汽機車誕生為標志的工業(yè)1.0時代,20世紀初以福特流水線為標志、以電氣化為特征的工業(yè)2.0,始于1970年代自動化的出現(xiàn)給現(xiàn)代制造業(yè)貼上了工業(yè)3.0的標簽,現(xiàn)在以智能制造為主導的工業(yè)4.0成為當下最火熱名詞之一。
簡單來說,2013年始于德國的工業(yè)4.0旨在通過充分利用信息通信技術和網絡空間虛擬系統(tǒng)――信息物理系統(tǒng)(CPS,Cyber Physical System),將制造業(yè)向高度智能化轉型。
工業(yè)4.0描繪的是制造業(yè)的未來愿景,目的在于提升制造業(yè)的智能化水平,建立具有適應性、資源效率的智慧工廠,在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴,其技術基礎是網絡實體系統(tǒng)及物聯(lián)網。
在美國,與“工業(yè)4.0”相似的概念被稱作“工業(yè)互聯(lián)網”,盡管稱呼不同,但這兩個概念的基本理念一致,就是將虛擬網絡與實體連接,形成更具有效率的生產系統(tǒng)。
與德國強調的“硬”制造不同,軟件和互聯(lián)網經濟發(fā)達的美國更側重于在“軟”服務方面推動新一輪工業(yè)革命,希望用互聯(lián)網激活傳統(tǒng)工業(yè),保持制造業(yè)的長期競爭力。
今年5月18日,國務院正式《中國制造2025》規(guī)劃,醞釀已久的中國版“工業(yè)4.0計劃”終于出爐,在其圈定的十大重點領域中,節(jié)能與新能源汽車也包括在內。
隨后,6月24日,“中國制造2025”戰(zhàn)略的頂級領導機構――國家制造強國建設領導小組宣布成立,國務院副總理馬凱擔任組長,工信部部長苗圩等人任副組長。他們將領導中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年行動。
那么,怎樣才能更好地理解“中國制造2025”戰(zhàn)略?我們認為,深刻把握最近一年來流行于業(yè)界的德國工業(yè)4.0理念,就是一個捷徑。
我們必須承認,智能制造的確是制造業(yè)未來發(fā)展的清晰路徑,而整體薄弱的“中國制造”如何轉向“中國智造”成為一個艱難的課題。對于身處其中的汽車業(yè),則極有必要在這個框架下認真思考和規(guī)劃自己的未來。
與《中國制造2025》最初猶豫是否把汽車業(yè)列入重點不同,德國汽車行業(yè)因其在制造業(yè)中技術含量、智能化程度較高,在最初的階段就已成為工業(yè)4.0框架的積極構建、參與和推動者。
今年上海車展期間,《汽車商業(yè)評論》在相關主題一系列密集采訪中發(fā)現(xiàn),包括奔馳、寶馬、大眾、博世等德國主流整車及零部件供應商早已開始思考工業(yè)4.0給企業(yè)發(fā)展帶來的影響和可能性,并展開積極布局。
相比而言,除長安、上汽大通等車企積極回應外,國內汽車制造商對這一概念的熟悉度尚且不高,遑論思考與行動。
坊間對于工業(yè)4.0的概念也有多種解讀,有人大呼中國制造業(yè)的機會到來了,也有人認為德國政府力推工業(yè)4.0,是一個國家級的商業(yè)謀略,目的是向中國等發(fā)展中國家更多輸出智能工廠裝備及標準。
《汽車商業(yè)評論》這一組封面故事的報道和探討希望能夠掃清相關迷霧,描繪在這樣一個趨勢下,汽車制造業(yè)未來會呈現(xiàn)怎樣的圖景、有哪些機會,哪些企業(yè)正在作出努力,又有什么在阻礙他們的發(fā)展。
從整體來看,工業(yè)4.0時代下的汽車業(yè)面臨的主要課題包括以下幾種:開發(fā)輕量化、智能化的產品;由封閉的大規(guī)模流水線生產向開放的規(guī)?;ㄖ粕a轉變;汽車產業(yè)與信息通信、互聯(lián)網等產業(yè)融合,衍生更多的商業(yè)模式。
在這一構架下,大數(shù)據(jù)驅動汽車智能工廠與智能生產組合成精密、完整的制造體系,涵蓋產品設計、生產規(guī)劃和執(zhí)行、市場銷售、售后服務等整個產業(yè)鏈條。
在此基礎上,多品種、小批量的生產成為可能,以極大滿足未來人們智能化、個性化的汽車需求。整個生產過程中人機互動、智能物流管理、3D打印等技術,使得虛擬生產成為可能,從而減少材料浪費,大幅提高了生產效率,同時達到降低了能耗。
與此同時,在產品開發(fā)環(huán)節(jié)工程師們可以使用大量虛擬仿真技術,更精確地完成原先難以完成的工序,或將原本繁雜的研發(fā)生產過程簡化或重構。
過去,汽車一直是在相對封閉的體系中進行生產,而在工業(yè)4.0的構架中,未來汽車企業(yè)的各部門都將對外開放。消費者可以將自己的需求輸入制造系統(tǒng),企業(yè)則按照這些定制需求,開發(fā)產品或對其進行改進和調整。
智能化的生產體系使得每一個汽車零部件都有屬于自己的身份認證,并貫穿其整個生產、裝備和服務環(huán)節(jié),便于管理和追溯。機器與機器之間有了實現(xiàn)交流的可能性,它們可以根據(jù)產品性能、環(huán)境要求等參數(shù),結合大數(shù)據(jù)去尋找相應材料,每臺機器也可根據(jù)產品特性做相應調節(jié),進行零部件匹配性生產。
雖然目前汽車生產線已經可以實現(xiàn)相對柔性化的生產,但未來,這種柔性會進一步加大,更極端的構想是,汽車工廠實現(xiàn)網絡化、分布式、模塊化的生產,社區(qū)工廠就可以生產消費者想要的車型。
工業(yè)4.0時代,汽車共享模式會得到進一步發(fā)展,這種模式改變了汽車的銷售模式和使用方式,汽車企業(yè)更多將通過提供服務實現(xiàn)盈利,而其發(fā)展出的新商業(yè)模式對各國也意味著重新洗牌,誰先開發(fā)出新的商業(yè)模式,誰就將占領更大的市場。
現(xiàn)實的殘酷性則恰恰在于在美好的圖景背后是必須要面對的現(xiàn)實――中國制造業(yè)包括汽車制造業(yè)本身基礎薄弱,甚至在還沒有完成自動化的情況下,就要跨步邁進信息化。雖然國內也有類似蘭光創(chuàng)新這樣的企業(yè)成功開發(fā)出構建智能工廠所需要的軟件流程體系,但比起軟件、硬件、智能設備和體系等,專業(yè)人才的作用可能更大。