随着中国汽车产业的不断发展，汽车的智能化发展被愈发的重视。除了智能网联汽车迎来发展良机外，智能制造在汽车行业这一劳动密集型产业的应用也被大家所关注。以信息化带动工业化既是保持国民经济持续快速发展的有力保证，也是传统工业体系结构转型的重要手段，对于汽产业而言，智能制造是实现整个汽车生产价值链的智能化和创新，是信息化与工业化深度融合的进一步提升。
智能制造是把传统的制造技术和智能技术、数字技术、网络技术相互融合，应用于产品的设计、生产、管理和服务过程，在制造过程中进行感知、分析、推理、决策、控制，实现产品需求的动态响应、产品的快速开发与优化的制造活动。智能制造作为一个现代制造系统，系多个系统的组合，对于汽车产业而言，智能制造的发展需要融合信息技术、先进制造技术、智能化技术和人工智能技术。要促进智能化在汽车制造环节的应用，对关键技术进行研究就显得尤为重要。
1 汽车产业智能制造关键技术：
1.1控制系统网络化技术
在汽车制造环节，机器人被普遍应用，随着通信网络作为一个系统环节嵌入控制系统，这很大地丰富了工业控制技术和手段，使智能化系统与工业控制系统在体系结构、控制方法以及人机协作方法等方面都发生了较大的变化，将汽车生产现场总线、以太网、多种工业控制网络互联、嵌入式技术和无线通信技术融合到工业控制网络中，在保证控制系统原有的稳定性、实时性等要求的同时，又增强了系统的开放性和互操作性，提高了系统对不同环境的适应性。
1.2工业通信无线化技术
随车汽车制造技术的不断发展，企业逐渐意识到无线技术将是下一个技术腾飞的基础，将能够大大提升工厂效能与保证用户的安全。各家供应商正在提供一系列软硬件技术，协助在产品中增加通信功能。这些技术支持的通信标准包括蓝牙、Wi-Fi、GPS（全球定位系统）、5G以及WiMax（全球微波接入互操作）。然而，在增加无线连网功能时，芯片及相关软件的选择（假设所选择的实现能正常工作，并满足相关的论证要求）可能极具挑战性。由于无线技术尚处于研发与不断完善的阶段，功能毕竟有限，目前无线技术的应用范围只能局限在数据的采集与监控方面（SCADA），但随着可靠性的增强，无线技术将会有更广范围的应用。无线通讯将在未来的若干年快速地增长，但无线并不会替代有线通讯，这两种通讯方式能够有机地结合在一起，发挥各自特长，并能够提高生产效率。
1.3物联网与智能化技术
当今，物联网可谓是在各大媒体出镜率最高、而且与“智能”联系密切的名词之一。汽车工业智能化包含采集、传输、计算等环节，而物联网是全面感知、可靠传递、智慧处理，两者是相通的。物联网只是更加强调无线、海量采访、智能计算。物联网与智能化技术是有着十分密切地联系的。从物联网需要的产业链的角度看，物联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等属于其上游技术和产业，而下游则是物联网的应用问题。汽车行业专家认为：“传统工业智能化领域其实是物联网的一部分。”号召工控智能化厂商成为物联网真正落地的推手。物联网作为信息化和智能化的结合点，具有无限放大的潜力和优势。
1.4云计算与智能化技术
推进汽车智能工厂建设，企业上云逐渐被提出，对云计算的需求逐渐强烈。云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，它的核心是海量数据的存储和计算，特别强调虚拟化技术的应用。简言之，云计算就是一种依托internet的超级计算模型，将巨大的资源联系在一起为用户提供各种IT服务。
云计算模式将来带来汽车行业制造过程的巨大变革，主要有：汽车制造智能化系统的架构将更加灵活，分布式架构将扩展到更大范围；海量信息的分析与处理将成为汽车制造大数据信息化分析的常规功能；彻底改变工程开发模式；转变汽车制造软件供应商的服务模式，降低维护成本；降低制造系统对硬件的要求，提升软件的价值；新技术与新的产品理念将成为竞争的核心。
无论是基于企业内部网络的私有云，或与外网有一定连接的混合云，都以动态分配系统计算能力为目的，可以使系统的运算进行地更加平缓稳定，从而在不降低运行效率的前提下，极大地降低汽车制造企业对硬件系统的要求。毫无疑问，云计算模式将来带来汽车行业的智能制造带来巨大变革。
1.5低碳经济智能化技术
低碳经济智能化是一个广泛而重要的课题，在汽车制造环节尤为如此。在知识经济时代的21世纪，作为传统工业的流程工业将仍然是经济发展的重要支柱产业。流程工业既是能源、各种原材料的产生者，也是能源的主要消耗者，节能降耗与减排至关重要。这些行业普遍存在能耗大、污染污染严重、产品质量差、生产过程工艺落后、智能化水平低、管理水平低、信息集成度低、综合竞争力弱等缺点。工业是我国经济的最大主体，也是耗费能源、资源，产生环境污染的最主要行业，汽车工业更是如此。
什么是未来人类社会发展需要重点关注的重大问题和未来具有巨大发展远景的项目呢？毫无疑问，其中之一无疑就是服务于“低碳经济”与“低碳技术”的项目！“低碳经济”已经成为科研单位和企业发展的重要战略选择！换而言之，大力促进“低碳经济”的发展，必然能够抢占科研项目和市场开发的创新先机！现在，世界经济正在加速向“低碳经济”转型，“低碳经济”催生了许多新的经济增长点，“低碳经济”将是未来国家和企业竞争力之所在。聪明的企业善于抓住机遇，转变生产方式，走在前面，将被动变为主动。利用社会发展理念的变革作为企业加速发展的动力。努力抢占“低碳经济”的制高点。
1.6安全生产智能化技术
对于汽车制造生产而言，由于各种安全生产事故不断发生，应用智能化技术促使安全生产的需求日益增长。汽车制造的安全可以分为机械安全和过程安全，机械安全主要保障的是人身，已经受到了高度重视，安全开关、安全按钮、安全门相继进入汽车生产车间，过程安全则是保障生产过程的安全性。如今，许多智能化供应商已经在考虑安全解决方案的提供，真正的安全解决方案不仅仅是提供一种或几种安全产品，而更多的是提高用户设备的安全性。如何将安全功能嵌入到用户机械设备中去，在不影响生产过程的情况下提高安全保障，还亟待有更好的发展。
汽车生产智能化是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。采用安全生产智能化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动﹑部分脑力劳动以及恶劣﹑危险的工作环境中解放出来﹐而且能扩展人的器官功能﹐极大地提高劳动生产率﹐增强人类认识世界和改造世界的能力。因此﹐机器设备、系统或过程（生产、管理过程），在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标。安全智能化则是利用智能化技术贯彻落实“科技兴安”战略，实现安全生产的统称。
1.7节约降耗智能化技术
汽车制造需要大量生产装备，装备制造业作为技术的载体和转化的媒体，是“手段性”的基础产业，其产品是各行各业的生产装备，是基础中的基础，其特点是：范围广，门类多，技术含量高，与其他产业的关联度大。经过多年发展，我国装备制造业已经形成门类齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系，是国民经济的重要支柱性产业。节约能源、提高能源利用率，既是保障企业正常生产经营，实现企业健康可持续发展的长久之计，也是企业适应市场需要，降低成本、增加效益、改善环境，提高企业竞争力的必然选择。企业要获得长足发展，实施节能降耗势在必行。
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随着时代发展，节能减排的任务将更加艰巨，控制指标日益苛刻，这些指标的提出将对工业运行提出更高的要求。积极地采用先进的节能降耗技术，实现科学的管理理念、模式、流程是企业节能降耗的重要途径，以技术创新为基础的新技术、新工艺、新材料和新方法的推广应用，可以逐步淘汰低效设备和高耗能产品群在企业生产中的应用，对于实现节能降耗有着重要的推动作用。以高新技术创新来推动节能降耗是装备制造业必需要迈出的步伐。这是因为，现代高新技术深刻、广泛地影响装备制造业的发展。现代高新技术的发展，对装备制造业的发展提出了更高、更新、更好的要求。在装备制造业的“节能降耗”中同样贯穿着高科技的支持。
1.8工控软件技术
汽车企业实现智能制造，工控软件必不可少。在工业控制领域里面，硬件软件化就是一种发展趋势。如嵌入式软PLC的出现等。目前，市场上德国三S软件公司首推的最新版本CoDeSysV3.4软件（基于CoDeSys平台下的嵌入式系统软PLC）。倡导以“可复用”为宗旨的“开放式、可重构的自动化”理念。该软件是靠IEC61131的开发环境，支持梯形图、流程图、结构图、高级ST语言等自动控制工业标准的几种语言。
软件复用化是一种计算机软件工程的方法和理论，其实质就是一种在软件开发中避免重复劳动的解决方案。软件复用化是提高软件开发生产率和软件产品质量的一条行之有效的途径。软件复用化是将已有的软件及其有效成分用于构造新的软件或系统，以缩减软件开发时间和维护费用.软件复用是提高软件生产力和质量的一种重要技术。
实现软件复用化的关键因素（技术和非技术因素）主要包括：软件构件技术、软件构架、领域工程、软件再工程、开放系件过程、CASE（ComputerAidedSoftwareEngineering，计算机辅助软件工程)技术以及各种非技术因素等七个方面。软件复用化的好处是：⑴较高的生产效率。（以及随之而来的成本降低）；⑵较高的软件质量。（错误可以更快的被纠正）；⑶恰当的使用软件复用可以改善系统的可维护性。
可重构系统最突出的优点就是能够根据不同的应用需求，改变自身的体系结构，以便与具体的应用需求相匹配。面对市场的千变万化，如何使制造系统快速而经济地响应市场需求的变化，是对当今制造业的一个巨大挑战。传统的机械自动化生产线具有批量生产的效益，但面对市场的变化不能快速响应；而柔性制造系统虽能缩短产品的试制和生产周期，但投资巨大，回收周期长。因此，迫切需要建立一种既具有规模生产的效益，又能快速适应动态多变的制造环境，并能充分利用现有制造资源的新型制造模式。对此，新近提出的可重构制造系统是适应这一需求的一条有效途径。
1.9模拟仿真技术
网络化建模与仿真技术是目前建模与仿真界的一个研究热点。当前，网络化建模与仿真的技术内涵和应用模式正随着网络技术的发展而不断地扩展和丰富，网络技术和计算技术的快速发将带领我们进入普适计算时代。普适计算是建立一个由计算和通信构成的信息空间与人们生活的物理空间相融合，形成智能化空间。
在这个智能化空间中，人们可以随时随地透明地获得计算和信息服务。网络化建模与仿真技术将向着普适化的方向发展。融合了普适计算技术的“普适化仿真技术”实现了信息空间与物理空间的结合，将推动现代建模仿真研究、开发与应用进入到一个崭新的时代。
1.10智能化工业装备应用技术
发展智能制造，智能设备的应用是基础。对于汽车生产企业，其智能设备种类繁多，大体可以分为高精度数控机床、智能控制系统、机器人、3D打印系统、工业自动化系统、智能仪表设备和关键智能设备七个主要类别。不同类别的设备的智能化技术使汽车制造环节实现真正的制造过程智能化成为了可能。
这一技术颠覆了传统产品的设计、销售和交付模式，使单件生产、个性化设计成为可能，使制造业不再沿袭多年的流水线制造业模式，实现随时、随地、按不同个性需求进行生产。随着3D打印技术的不断进步，打印速度和效率不断得到提升，打印材料不断实现多样化，如纳米材料、生物材料等，传统制造业模式将被彻底改变。
2 汽车智能制造发展存在的问题
近年来，我国智能制造技术及其产业化发展迅速，并取得了较为显著的成效。然而，制约我国智能制造快速发展的突出矛盾和问题依然存在，需要我们对存在的问题进行仔细的梳理，这样才能更好地将技术应用于汽车智能制造的发展当中来。
2.1智能制造基础理论和技术体系建设滞后，缺乏整体规划与设计，以偏概全
汽车智能制造的发展侧重技术追踪和技术引进，而基础研究能力相对不足，，对引进技术的消化吸收力度不够，原始创新匮乏。控制系统、系统软件等关键技术环节薄弱，技术体系不够完整，先进技术重点前沿领域发展滞后。
2.2基础管理水平薄弱，标准化程度低，信息化尚未与业务融合
汽车智能制造的总体发展战略依然尚待明确，技术路线图还不清晰，国家层面对智能制造发展的协调和管理尚待完善，企业自身不具备融合发展的能力。
2.3盲目发展导致孤岛丛立，集成管理成为较大障碍；
汽车企业盲目发展，花大力气加大企业自身的信息化建设，但部门间只顾解决自身问题，并未实现统一的协同发展，导致孤岛丛立。
2.4关键智能制造技术及核心基础部件主要依赖进口；
构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术和关键零部件主要依赖进口，许多重要装备和制造过程尚未掌握系统设计与核心制造技术。
3 汽车智能制造发关键技术应用实践策略
3.1加大对汽车智能制造关键技术的研究力度
实现汽车智能制造这一宏伟蓝图的关键在于技术上的突破。在整个实施过程中，必须运用先进的通信技术、制造技术、自动化技术等实现多技术的融合，提升汽车制造企业对生产大数的驾驭能力，才能真正打通阻碍实现智能化的道路，提现技术的附加价值。因此汽车制造企业需要在关键技术的研究上加大力度，打通关键技术瓶颈，实现突破。
3.2制定汽车智能制造关键技术实施路径图
实现数字化企业，构建汽车智慧工厂是每个汽车人的夙愿。众所周知，凡事预则立不预则废，在具体的实施过程中，企业需结合企业发展的实际情况，制定符合自己的发展路线的关键技术实施路径图，做好企业顶层的规划，这样才可能使得关键技术与企业发展的实际情况相结合，才会具有实践的价值及意义。
3.3加大对汽车及智能制造复合型人才的培养力度
将先进技术应用于汽车智能制造，关键在于专业人才的培养。据统计，目前中国汽车企业中汽车+智能制造的人才规模约为5万人，而美国约为80万人，这说明我国在此领域的人才队伍规模较发达国家仍有较大差距，未来，我国对此类复合型人才的需求数量约为950万人，因此在大力发展专业技术的同时必须加强驾驭技术的人才队伍的培养。
4 结束语
综上所述，从当前汽车智能制造热门技术发展趋势可以用几个词来概括：集成、通讯、协同、节能、安全、标准与开放。随着也诞生了许多新的产品和理念。多少年来，新数据都是推动汽车制造业高速发展的最直接力量，而这种力量，必然将会搭载着“创新”的源动力，在智能制造时代大放光彩！
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论文作者:李川鹏 高悦
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/14
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