位騰飛 夏 濤 岳亞洲

（鄭州大學(xué)機械與動力工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

工業(yè)4.0時代下，汽車制造企業(yè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展都需要依賴于機械自動化這一核心技術(shù)。汽車制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須持續(xù)探索機械自動化技術(shù)應(yīng)用水平的提升。

1 機械自動化與汽車制造關(guān)系

在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品制造的工序中，純?nèi)斯さ膭诹ψ鳂I(yè)占據(jù)著極大的比重，這使得汽車產(chǎn)品的整體性能提升受到了較大的抑制，同時，純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)的效率也很難適應(yīng)汽車行業(yè)營銷推廣的發(fā)展需求。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與數(shù)十年的沉淀，大大突破了這一困局?？梢哉f，機械自動化與汽車制造存在著相互促進、不可分割的必然關(guān)聯(lián)。一方面，任何技術(shù)的應(yīng)用與進步，都需要搭建在生產(chǎn)實踐實際需求的基礎(chǔ)之上，機械自動化技術(shù)的引入，顯然傳統(tǒng)制造模式落后于生產(chǎn)需求所產(chǎn)生的必然結(jié)果；另一方面，機械自動化技術(shù)是否先進，其價值衡量的體現(xiàn)就是制造業(yè)領(lǐng)域是否獲得了實際的成效，因此汽車制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也為機械自動化技術(shù)的持續(xù)更新提供著實際經(jīng)驗。

2 汽車制造中機械自動化的發(fā)展趨勢

1）發(fā)展微型化。大宗設(shè)備的應(yīng)用一直以來都是制造業(yè)的特點之一，對于汽車制造產(chǎn)業(yè)來說更是如此。大量大體積、高重量的設(shè)備在移動、安裝過程中存在著一定的困難，這也意味著其檢修過程可能面臨更多的阻礙。因此，探尋自動化設(shè)備微型化的發(fā)展非常必要。未來汽車制造企業(yè)要結(jié)合生產(chǎn)過程中各個構(gòu)件的具體生產(chǎn)情況，實現(xiàn)生產(chǎn)線的細化查分，確定更加適宜的設(shè)備體積與變動要素，綜合利用微電子系統(tǒng)等現(xiàn)代自動化系統(tǒng)，在控制設(shè)備體積與重量的同時，強化自動化生產(chǎn)與操作水平。2）發(fā)展環(huán)?；?。受歷史條件的影響，我國在較長的一段時間內(nèi)曾采用了以犧牲資源環(huán)境作為代價換取經(jīng)濟效益的發(fā)展模式，這一情況在汽車制造這一傳統(tǒng)重工業(yè)中也較為突出。特別值得注意的是，近年來獲得廣泛市場認同的本土車企基本都在新能源等環(huán)保類產(chǎn)品開發(fā)上有所建樹，這更要求其要始終保持環(huán)保化的發(fā)展方向。機械自動化設(shè)備的應(yīng)用過程中，不可避免地會產(chǎn)生一定的噪聲、氣體排放等污染，這些污染問題直接影響著生產(chǎn)車間的整體狀態(tài)，更是對生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。因此，在機械自動化技術(shù)的未來發(fā)展中，通過增設(shè)處理程序、加裝污染處理設(shè)備等方式最大程度抑制環(huán)境問題的出現(xiàn)，是一個必然的趨勢。3）發(fā)展智能化。智能化本身就是自動化技術(shù)發(fā)展到一定程度所擁有的特點，通過各類自動化技術(shù)同各類先進硬件設(shè)備的融合，實現(xiàn)對自動化機械功能的延伸，可以建立起完善的制造結(jié)構(gòu)體系，使得汽車制造流程更加規(guī)范系統(tǒng)，有效保障生產(chǎn)質(zhì)量與效率，這也是智能化發(fā)展趨勢的核心所在。智能化制造可以實現(xiàn)設(shè)計程序與機械生產(chǎn)的無縫對接，其高度發(fā)達的情況下，“無人工廠”也將成為可能，這都是我國汽車制造企業(yè)必須把握的基本趨勢。

3 汽車制造領(lǐng)域機械自動化的應(yīng)用現(xiàn)狀

1）集成自動化技術(shù)應(yīng)用廣泛。集成化本身就是自動化技術(shù)的突出特點，集成自動化技術(shù)也是機械自動化技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的一項基礎(chǔ)性技術(shù)。該技術(shù)可以實現(xiàn)各個系統(tǒng)單元的功能集成，從而實現(xiàn)高度的自動化管理。具體到汽車制造領(lǐng)域而言，該技術(shù)引用的基本思路為：通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的適度改造，提高各部件的契合性，降低接口設(shè)計量，實現(xiàn)控制上的邏輯連續(xù)性。2）汽車組裝自動化程度在提升。對于汽車制造企業(yè)來說，構(gòu)件的有效組裝是其生產(chǎn)出完整汽車產(chǎn)品的必要環(huán)節(jié)，也是生產(chǎn)流水線中最為關(guān)鍵的一部分。在傳統(tǒng)的工作模式中，主要以人工操控輔之以簡單設(shè)備加以完成，該種模式的生產(chǎn)時間因操作者的熟練程度而不盡相同，生產(chǎn)效率被壓縮在較低的范圍之內(nèi)，同時不可忽視的是，人為操作所產(chǎn)生的技術(shù)誤差極有可能埋下較大的產(chǎn)品質(zhì)量隱患。在引入機械自動化技術(shù)以來，組裝環(huán)節(jié)的自動化程度得到了較大的提升，且這種提升是一個持續(xù)性的過程，其與自動化技術(shù)本身的改進與創(chuàng)新存在著正向的關(guān)聯(lián)。3）工業(yè)控制系統(tǒng)的安全自動化全面優(yōu)化。在汽車制造的工業(yè)系統(tǒng)中，有相當一部分的工序存在著一定的危險性，最具代表性的例子就是沖壓車間。機械自動化技術(shù)的引入，大大實現(xiàn)了沖壓車間的安全自動化控制。一方面，設(shè)置了自動化的安全防護門，只有在壓機完全停機后，系統(tǒng)才會允許操作人員活動，從而將其隔絕在了危險區(qū)域之外；另一方面，設(shè)置自動化的急停裝置，如果因操作不當造成裝置自啟動，則可以通過自動急停加以實時調(diào)整，有效遏制人員安全事故。

4 汽車制造中機械自動化的應(yīng)用優(yōu)勢

1）提高效率，降低成本。機械自動化最直觀的特點就是其利用自動化技術(shù)，將傳統(tǒng)意義上的人員操作從單一的制造程序中解放出來，使得部分生產(chǎn)過程可以完全由機械自動完成，這也就意味著生產(chǎn)效率將大幅提高，同時，人為操作不可避免地會存在一定的生產(chǎn)偏差，而自動化技術(shù)則可以通過集成控制將這些誤差控制在合理的范圍之內(nèi)，提高了汽車制造企業(yè)的制造水平。2）安全生產(chǎn)程度提升。對于汽車制造企業(yè)來說，安全第一始終是其生產(chǎn)過程中必須堅持的原則，生產(chǎn)安全程度的高低，不僅直接影響著設(shè)備的工作效率，也深刻影響著企業(yè)的整體形象。汽車制造車間機械自動化系統(tǒng)的建設(shè)，可以大大提高各工序的穩(wěn)定性，特別是可以極大地消除危險工序的生產(chǎn)隱患。在生產(chǎn)過程中，一些微小隱患可以由現(xiàn)場操作人員檢查后針對性處理，避免過度誤工；而如果隱患較大，則可以將必要信息通過自動化控制系統(tǒng)反饋至總控中心，中心收集信息后對其實際情況進行判斷，給予處理指令，這大大抑制了安全事故的危害性。3）生產(chǎn)設(shè)備管理的強化。汽車制造是一項極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其生產(chǎn)過程中需要依托于大量的大宗設(shè)備，設(shè)備的狀態(tài)直接影響生產(chǎn)的效率與構(gòu)件成品的質(zhì)量水平。因此，一直以來，設(shè)備的管控都是汽車制造企業(yè)乃至制造業(yè)全領(lǐng)域工作的重中之重。設(shè)備管控主要是采用常態(tài)化的維護與檢修機制，判斷設(shè)備狀態(tài)是否正常，并進行定期的保養(yǎng)工作，以期提高設(shè)備使用壽命。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用，不僅直接引入了大量的自動化設(shè)備，還帶來了全新的自動化設(shè)備管理模式。制造企業(yè)可以針對各類自動化設(shè)備的性能狀態(tài)，組織設(shè)備管理人員進行集中學(xué)習(xí)，同時設(shè)置針對性的檢修程序，從而確保設(shè)備問題可以第一時間被發(fā)現(xiàn)，克服定期檢修可能存在的時間“空檔”，又能通過規(guī)范化的操作程序降低工作人員個體因素所產(chǎn)生的消極影響，實現(xiàn)設(shè)備管理的強效聯(lián)動。

壓縮韌性指標是反映材料抗壓強度及延性的一個綜合性能指標。圖7為橡膠粉摻量10% 的RPE-H-1試件受壓全過程曲線及壓縮韌性計算示意圖。曲線結(jié)果表明，彈性段終點約為峰值荷載的75%，即0.75Fmax。壓縮韌性指數(shù)I5、I10、I30計算方法參照《鋼纖維混凝土標準》[16]，結(jié)果見圖8。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會生活水平的提高，社會汽車需求量不斷擴大，在對汽車產(chǎn)品的安全性、舒適性等提出更高要求的同時，也要求汽車制造企業(yè)要加強技術(shù)創(chuàng)新，其中，最為關(guān)鍵的便是機械自動化技術(shù)。但同時，受歷史發(fā)展條件的影響，我國很多汽車制造企業(yè)與國際先進水平相比仍然存在著較大的差距，只有繼續(xù)加深對機械自動化技術(shù)的研究，把握機械自動化技術(shù)的發(fā)展大勢，才能搶占新一輪工業(yè)分工的高地，帶動我國汽車制造行業(yè)核心競爭水平的提升。