智能制造系统架构在汽车行业的应用关键要点

余华富 钟为宾 陈积炜

摘 要：随着科技的进步，我国不同行业在发展过程中朝着智能化方向发展，汽车行业进行新能源和节能汽车的制造过程中正在积极推进智能制造，因为汽车行业自身特点，不同接触层面对智能制造的理解也是不同的，对智能制造狭义的理解就是将智能技术和方法应用在汽车的制造环节，然而这种理解是不全面的，还需要深入分析和研究。本文就智能制造系统架构在汽车行业中的应用进行分析。

关键词：智能制造;系统架构;汽车行业;应用

1智能制造系统架构的主要内容

分析发现智能制造系统架构中智能制造主要是分为生命周期、智能特征以及层级系统三方面内容，这三个维度中的内容综合描述了智能制造的装备等级、业务范围以及智能水平等，同时对智能制造的范围和对象进行详细介绍，进而对不同行业开展智能制造工作进行指导。在汽车行业中，智能制造系统架构的主要内容和业务范围如下：

1.1生命周期

智能制造系统架构中的生命周期主要包括：首先，设计环节，就是汽车制造企业在进行新车型的整车开发设计的流程，比如说上汽企业在GVDP整车开发过程中，流程主要包括了开发、架构、战略、概念、产品、生产成熟等阶段;其次，生产环节，主要是指量化生产某车型之后，企业对符合设计要求的设备进行采购，采购的内容主要是生产车辆用到的外购件和原材料，然后根据生产计划进行符合质量目标和满足法规要求的商品车进行制造的全过程;第三，物流环节，主要是指实体物品从供应场所向接收场所进行流动的过程，该过程包括工厂外部运输生产汽车过程的各种外购件、原材料，工厂内部仓储、运输、配送、分拣等流程，同时也包括运输成品车的销售过程;第四，销售环节，主要是指主机厂生产下线的商品车从工厂转移到客户手中的各种经营活动;最后，服务环节，汽车的生产单位在接触客户的过程中产生的售前、售后服务以及报废回收等各种活动过程和结果。

1.2层级系统

智能制造系统架构中的层级系统主要包括的内容有：首先，设备层，该层级主要是指汽车制造单位根据仪器仪表、装置、传感器、机器等不同设备实现汽车制造的物理流程，并对物理流程进行实际感知和操作，其中的物理流程就是生命周期的所有环节;其次，单元层，该层级主要是生产汽车的工厂对信息进行收集和处理，对生产环节进行实时监控，并控制物理流程，在实际工作中单元层的典型案例就是可编程逻辑控制器;第三，车间层，该层级主要是汽车企业对生产汽车的工厂和车间进行管理，其中在车间层中应用制造执行系统MES作用比较明显;第四，企业层，该层级主要是管理制造企业的经营活动，其中主要管理的内容有企业资源计划、供应链以及产品的生命周期;最后，协同层，该层级主要是制造汽车的企业加强内外部信息的互通有无，并集成和共享信息，常见的企业行业协同层包括智能生产、智能服务、精准物流、协同研发等。

2汽车行业中智能制造系统架构的应用体现

智能制造系统架构在汽车行业中的应用，其中的层级系统主要是在制造汽车的过程中加强企业之间的协同合作，在智能制造开展过程中，汽车行业中的不同企业相互协同，共同进行汽车的生产和研发等工作。同时，层级系统中的设备层、单元层、车间层、企业层在与生命周期内容相结合的过程中，形成企业行业中传统的制造平面，根据智能制造系统架构的智能特点，汽车制造传统平面不断创新，最终形成汽车行业的智能制造。在汽车行业中，开展智能制造工作不仅映射集成了智能特点和一般的汽车制造特点，同时也从水平方面集成了系统架构的层级系统、生命周期和智能特点。智能制造系统架构中的智能特点不仅体现新兴业态，同时也与层级系统相结合形成智能制造汽车的载体，即智能工厂。

智能制造系统架构在汽车行业中的具体应用体现在以下几点：

2.1应用MES等软件

在汽车行业智能制造工作中，MRS等软件的应用主要是执行智能制造系统的应用，并发挥着重要的作用，在智能制造系统架构中，位置坐标主要体现了生命周期中的生产和物流环节，层级系统中的车间层以及智能特点中的集成系统特点。

2.2应用智能设备等硬件

与传统制造设备相比，汽车行业智能制造中使用智能设备，能够充分发挥主动适应、学习、决策、感知、执行等功能，同时进行智能硬件设备的应用，可以在生命周期的不同环节中分布，并根据模型进行智能设计，管理产品的生命周期，加强企业资源的规划，建立分布式控制和仓储管理系统，并对智能工厂和供应链进行管理，同时结合层级系统不同层级环节运行的设备硬件，发挥不同级别的智能特点，推动汽车行业智能制造的可持续发展。

2.3典型的智能制造汽车企业的具体实践

随着智能制造在不同行业中的渗透应用和发展，汽车行业在实际发展中也需要加强智能制造的应用，并根据时代发展要求进行转型和升级，对先进的智能制造实践经验和产品进行借鉴和学习，无论是制造汽车企业，还是相关的学校和研究机构，都应该加强探索和研究建设智能制造，并在智能制造建设中已经取得了一定的进展，典型的智能制造建设实践有：首先，清华大学汽车产业与技术战略研究的相关专家提出了汽车行业智能制造发展和建设的相关理论，就汽车智能制造升级路径和特点价值进行研究，相关理论知识可以指导汽车企业朝着智能制造方向进行升级和转型;清华大学天津高端装备研究机构的相关专家和领导就智能制造专门成立的课题组，并对新能源汽车智能制造制动器的工厂进行研究，并完成相关的设计，同时也就智能工厂安装MRS系统的监控逻辑进行设计;我国工信部从2015年开始就已经就智能制造相关话题进行重视，并对试点示范项目进行明确，其中的长安汽车根据政府相关部门的规定和要求，启动了智能制造的实践工作，并作为试点示范项目，将智能制造应用到汽车产业的价值链中，根据实践工作，探索智能制造的可能性，大幅度提高了汽车制造水平，长安汽车企业也有效地提升了自身的经营质量和水平;一汽集团将智能制造应用在红旗制造体系中，根据数字化技术和相关设备，形成横纵连接集成工业网络，并创建了数字化智能制造框架，同时借助数字化关键技术，例如虚拟仿真、数字化工艺、数字化生产与分析、自动化设备、自动化控制系统等技术，加强智能制造在汽车领域的发展和应用;长城汽车企业根据智能制造的理念进行智能制造体系的建设，当前在北京现代汽车的生产过程中采用智能设计和生产模式，并结合新技术和新产业，提出了关于智能与质量相结合的品牌战略，积极转型为智能制造，并加强在汽车的生产过程、质量管理、安全控制、物流以及设备等不同方面的智能化升级和创新。

结语

总之，智能制造系统架构在汽车行业中的应用中，汽车企业需要根据自身特点和实际发展情况，合理进行智能制造建设，并创建独特的智能制造体系，根据系统架构中的生命周期、层级系统和智能特点，不断完善和优化智能制造，推动智能制造在汽车领域的发展，进而推动企业行业的可持续发展。

参考文献

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