数字时代人工智能与数控技术在汽车零件制造中的实践研究

陆洁锋

肇庆市技师学院 广东省肇庆市 526060

目前人们的生活出行已离不开汽车，作为一种重要的交通工具，汽车在我们的日常生活中占据着重要的部分。在汽车零件制造过程中应用人工智能已经成为行业中非常关注的一个要点，其蕴藏的发展潜力不言而喻[1]。人工智能技术以及数控技术能够通过高精算、仿真、传感等多种形式促进汽车零件制造的生产。例如，将人工智能应用于汽车生产当中，能够从计算机视觉技术、人车交互技术、车车交互技术、车网交互技术、智能通信系统、智能刹车系统以及人工智能技术在汽车舒适度方面的个性化配置等方面的发展，为企业的制造生产及发展提供原动力，促进企业实现绿色发展和可持续发展。且国家相关部门针对人工智能与数控技术在汽车生产制造中颁布了相应的政策，为该行业的发展注入了更多的动力及保障[2]。在信息及科学技术不断发展的今天，将人工智能与数控技术有效应用于汽车零件制造中能够推动该行业朝着智能化的方向发展，助力汽车产业走向智能化及自动化发展道路。

1 人工智能与数控技术的概况

1.1 人工智能技术概况

人工智能是计算机科学中的一个重要分支，其目的是了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。随着信息技术的进一步成熟，人工智能技术展开了多种行业类型的应用，在我国生产和制造工业中利用人工智能技术，取得了更高生产效果和管理效果。人工智能技术的发展在我国已经有较长的时间，作为现代社会的前沿顶尖科技产物，人工智能技术能够和人类拥有同等的智商和思维模式，在智能理念的作用下其操作速度和精准度均有所提高。将智能化和自动化相结合，通过人工智能的多方位运用，在生产中直接对机器进行控制，减少人力物力财力的投入，在近些年工业生产中的经济效益得到了巨大改善。

例如，将人工智能中的激光雷达用于汽车自动驾驶生产制造中，能够结合汽车的实际功能需要发挥出其传感器的优势，通过精准的传感功能进行准确的三维定向。通过激光雷达在夜间也能获得高清的识别信息，相比较传统的摄像头的清晰度更高，更加精细化。激光雷达能够获取信息和周围物体之间的距离信息，针对锁定物体的实际方位、大小以及形状等进行全方位的定位。技术人员结合激光雷达采集到的数据进行解算，就能够直接得到高精度地图[3]。2020年之后，我国人工智能自动驾驶和激光雷达的产业化发展已经开始进入产业化发展，越来越多智能电动车品牌选择这一生产技术应用于自己的产生当中。全球知名市场研究与战略咨询公司YoleDevelopement发布《2021年汽车与工业领域激光雷达应用报告》预测，到2026年，汽车与工业领域应用的人工智能技术市场规模预计将达57亿美元。

1.2 数控技术概况

数控技术主要是指采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。随着我国工业生产规模的不断加大，数控技术的使用已经成为行业生产和发展中的重要组成部分，在市场占有率方面有着较大比重。将数控及时应用于汽车零件制造和生产过程中能够实现高品质、高效率以及集成化的生产标准，同时还能有效提升零件加工的精准性。例如，将数控技术应用于汽车发动机生产制造当中，能够凭借其自身精度高的生产要求，用数控加工中心铣“三孔四面”，用数控镗床进行精镗缸筒，再经过一系列的数控机床加工才能完成最终的发动机。还有变速箱也是汽车零件生产中的一个重要部分，通过使用数控技术能够对生产加工过程中的定位、夹紧以及工艺路线等进行重新规划，确保生产出来的质量能够达到标准，提升汽车零件的整体质量，图1为数控技术中变速箱的制造零件图。当前，人工智能与数控技术在生产制造行业发展过程中已经逐渐呈现出大规模应用的阶段，使我国智能和数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列有着重要作用[4]。

图1 数控技术中变速箱的制造零件图

2 数字时代人工智能与数控技术在汽车零件制造中的应用优势

就现阶段我国人工智能与数控技术的整体发展情况来看，想要更好地实现智能化生产制造，就应当重视将数控技术有效使用在其中。智能制造作为数控技术的一个良好延伸，其与数控技术的关系如同“鱼与水”，离开数控技术智能制造将无法实现，离开智能制造数控技术也将“大打折扣”。将数控技术应用在智能生产领域当中，不仅能够确保数控技术得到较好的使用，同时还能提升我国智能制造水平的稳固提升。其优势主要体现在以下几个方面。

第一，数控技术的实际应用需确保灵活稳定性，通过这样的方式不仅能够保证技术可操控性达到标准，同时还能有效保障智能系统对相关的信息数据处理、分析、采集体现出更优良的精确性，体现出人工智能的实际优势。同时，在制造过程中应用数控技术还能实现高速、高精加工，可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力[5]。

第二，数控技术在应用于汽车零件制造中能够简化传统生产流程，实现自动化的生产标准。技术人员只需要按照生产规范及标准将数控程序提前设定好，就能够直接利用数控机床进行生产。而这个生产规范的制定则需要人工智能的支撑，人工智能技术的优势是可以最大限度地模拟人类思维模式，并在相应的程序内进行生产方案和管理，以此构建数据的动态处理模型，完成信息数据的采集和持续管理。无论是设计前还是生产中，都只需要技术人员将对应的生产模式进行确认，通过层层动态传递转换职能诉求，进行数据的分析和处理即可完成相应的设定。

第三，将人工智能与数控技术有效应用在一起，能够实现高效地集中化管理，减少传统人工管理存在的效率低、程序复杂以及精度低等问题，达到智能化生产的标准，对于提升生产制造有着重要作用。综上所述，数字时代人工智能与数控技术在汽车零件制造和生产中的优势是数字时代的具体体现，对于提升我国汽车行业的制造水平以及效率有着非常重要的意义，也能为我国汽车行业的发展奠定坚实的技术基础。

3 数字时代人工智能与数控技术在汽车零件制造中的应用

3.1 人工智能与数控技术在汽车覆盖件模具制造的应用

汽车覆盖件模具是整个汽车生产中的重要组成部分，具有板材薄、造型复杂、尺寸大、精度要求高、表面质量要求高等显著特点。同时在生产和制造过程中其本身的开发难度较大，对于技术的使用较为严格，已经成为很多汽车制造企业重点关注的要点之一。将人工智能与数控技术应用于汽车覆盖件模具部分首先应当重视将数控技术进行利用。在经历模具定位且加紧、型面试加工、粗加工、粗清角、半精加工、半精清角、精加工、精清角、检验等环节，直至检验合格的基础上再开展下一部分制造工作。其次，将人工智能与数控技术应用于这一部分的制造当中需要按照工艺生产的流程及标准，由专门的技术人员结合零件要求进行设计。设计结束之后交由专门的工艺技术部门进行审查，待所有的设备、物料以及基础材料等准备完善之后再开展后续的制造[6]。最后，针对车身覆盖件产品数据的计算方面，项目技术人员按照模型的初步构造，使用人工智能技术及数控技术对制造重难点、内外作零件划分、预算判断等进行分析，为后续模型的检验以及招标等进行准备。例如，可以利用人工智能中的CAE计算机辅助工程分析系统能够直观性地看到整个零部件的成型过程，对于模拟和生产技术人员分析问题产生的原因有较好的作用。通过CAE计算机辅助工程分析系统还能最大限度地保障整个工艺生产的工艺性标准，确保模具的设计合理性，减少设计成本，实现高效生产。

3.2 人工智能与数控技术在汽车底盘生产中的应用

汽车底盘是保证整个汽车正常行驶的重要保障，同时也是汽车传动系统和支撑系统的重要部分，能够使汽车产生运动，保证汽车能正常行驶。对于这一部门零件的生产和制造工艺的选择而言有着非常严格的要求。第一，数控技术中纵梁数控冲孔生产线能够对整个系统的上料、下料、板料的定位及送进、模具的选择、冲压过程的实现以及故障报警等均能够通过数控系统控制自动完成。数控技术中纵梁数控冲孔生产线通过结合计算机终端发布相应的指令，不仅能够减少人工操作造成的效率低下的问题，同时还能提升整个制造质量。第二，将人工智能中的机器人技术应用于汽车底盘零部件的生产，通过利用焊接机器人就能直接处理整个零部件的焊接工作。技术人员在实际焊接过程中通过提前在机器系统中输入制定的代码，通过执行代码的指令，代替人工去对焊接部位进行焊接作业。焊接机器人的任务是精确地保证母端操作器所要求的位置、姿态以及实现其运动，能够实现自我诊断、自我诊断、自我保护等功能，加上其成本较低，已经成为很多汽车制造企业选择的一种人工智能技术，并且很多汽车制造企业已经建立了属于自己的机器人工作站。第三，底盘零部件制造过程中应用底盘电控系统集成控制也能提升制造的效果。通常汽车在驾驶的过程中其本身的ABS系统以及ESP系统能够起到调节汽车稳定性的作用，通过应用底盘电控系统集成控制能够改好三原有悬架系统中存在的振动问题，以调节悬挂调节垂直力的形式，影响汽车悬架系统的力度分布，改变汽车的悬挂系统，达到较好的控制效果。

3.3 人工智能与数控技术在汽车质量管理中的应用

汽车生产装配过程中对于质量的把控是非常重要的一个部分，其中质量主要集中在钣金连接强度、内外观性能、装配难易性等方面，而这些板块的制造与精密度的要求有着非常密切的关联，需要针对不同部位的尺寸及结构等进行把控。通常汽车零部件的装配包含四百个左右薄板冲压零件、一百个左右装配站、两百个左右夹具和四五千个焊点，还包括内外饰件，如果在这一部分的制造精密度不够则会造成后续生产质量受到影响，不利于质量管理工作的开展。因此，需从以下几个部分进行重点关注。

第一，设计阶段。人工智能与数控技术应用于汽车零部件生产设计阶段的方式主要是以仿真分析工具模拟原型为基础的构建方式。这种技术在实际应用过程中通过大量内置可扩展的建模程序库的拖放式使用，能够完成不同零部件模型的构建。同时还便于后续技术人员对整个系统的分析、理解和构建。针对人工智能技术的应用主要集中体现在计算机视觉技术、3D仿真技术以及三维建模方面。技术人员通过将设计模型应用到三维建模中能够立体化地呈现出整个零件的细节，确保设计的尺寸以及细节等达到标准，并结合最终得出的方案确定设计。

第二，制造阶段。当前我国汽车零件制造过程中对质量控制的技术主要是以CMM与CNC为主。CMM技术主要是指软件能力成熟度模型，是对汽车零件制造过程中组织软件过程能力的一种描述方式。CNC技术是一种具有高效率、高精度与高柔性特点的自动化加工方法。将这两种技术应用到汽车零件的制造阶段能够实现离线编程以及在线监测，从而达到较好的制造效果。

第三，生产阶段。跟踪、分析和发布从工厂各类测量设备中获取的生产质量信息，利用对数据的深度关联分析找出能够解决问题的方案。在这一阶段应用人工智能与数控技术不仅能够提升制造的效率，同时还能对于整个零件生产的质量提供一定的保障。例如，在自动化激光雷达生产过程中，固态激光雷达技术按照分类不同可以大致分为MEMS、OPA与Flash三种。技术人员通过应用这三种技术能够改善原有技术产品存在的精准控制程度不够、光源组合控制较差以及激光覆盖面不够等问题的存在。在此基础上进行改善和优化，能够提升整体技术的可行性，实现远距离探测，已经成为当前无人驾驶汽车领域中研究的一个重点内容。

4 数字时代人工智能与数控技术在汽车零件制造的应用策略

将人工智能与数控技术应用于汽车零件制造生产过程中应当对应用策略有一定的把控，以确定技术选择能够满足零件制造的基本需求，提升零件制造的效率。具体应用策略可以从以下几个方面进行。第一，引进国外先进技术，提升人工智能与数控技术水平。当前将人工智能与数控技术应用在汽车生产制造中已经取得了一定的成效，但是相较于发达国家之间的技术生产还存在较大的差距。因此，汽车制造企业在生产零件的过程中应当重视对于先进技术的使用。积极引进国外先进技术满足现阶段汽车零件的制造要求，促进多元化汽车市场的发展。第二，扩大数控适用范围。将人工智能与数控技术应用在零件制造当中能够帮助提升企业的经济效益，改善数控技术被垄断的情况，使其扩大到更多的生产领域。第三，汽车生产企业应当重视技术人员专业能力的提升，通过定期开展培训形式促进技术人员的专业能力。重视人才的引进工作，提升产业效能。

5 结语

本研究通过分析数字时代人工智能与数控技术的优势及现阶段在汽车零件制造中的应用现状，为有效提升汽车零件制造的效率应当从技术层面进行分析。将人工智能与数控技术在汽车覆盖件模具制造、汽车底盘生产、汽车质量管理中进行重点管理，提升汽车质量的质量及效率，对于推动我国人工智能及数控技术的发展有着重要意义。