论汽车电子智能制造技术发展路径

论汽车电子智能制造技术发展路径

晏屹明

珠海广通车辆制造有限公司广东珠海519000

摘要：主要论述汽车电子智能制造技术路径经历了自动化、集成化、信息化三个阶段。汽车电子智能制造的自动化技术主要表现在装备能根据生产厂商的要求完成制造过程的自动化，并对制造对象和制造环境具有高度适应性，实现制造过程的优化；集成化技术主要体现在生产工艺技术、硬件、软件与应用技术的集成；信息化技术主要体现在信息技术与先进制造技术的融合。

关键词：汽车电子；智能制造；自动化；集成化信息化

1智能制造的内涵

智能制造的是大规模定制化的制造体系，这与制造业的本质正相符合。具体来说，这将是一个由数据驱动的互联、互动、全面智能化的生产制造体系。智能制造体系不仅包括智能工厂，也包括智能设计、智能生产、智能物流和智能服务等。这里所说的智能工厂和传统车间意义上的工厂截然不同，它是未来企业的数据中心、交互中心、判断中心、决策中心和控制中心，是面向整个产业生态的一个总体概念和实施平台。同时，智能工厂还必须与智能生产、智能物流等相互匹配和有效集成，从而把需求、设计、生产、物流和服务等各个环节彻底打通，充分实现互联、互动和智能，由此才能真正实现大规模定制化生产。显然，智能制造必然是未来制造业转型升级的发展方向。

2汽车电子的内涵

汽车电子，是电子信息技术与汽车传统技术的结合应用，可以分为车体汽车电子控制系统和车载汽车电子系统。汽车电子按用途可分为连接器、传感器、控制器、执行器四类。传感器可以测量位置、压力、力矩、温度、角度、距离、加速度、空气流量等信息，并将这些信息转换成电信号，并通过信号传输线、电连接模块等连接器传送给控制器。控制器在接收到信息之后，对其进行处理，随后发出相应的控制指令到执行器，由执行器最终执行。目前，电子技术已被广泛应用于汽车发动机控制、底盘控制、车身控制、故障诊断以及音响、通信、导航等方面，显著提高了车辆的综合性能，使汽车从代步工具成为同时具有交通、娱乐、办公和通信等多种功能的综合平台。

3汽车电子智能制造技术路径

作为装备制造行业中的高端产业，汽车电子智能制造装备当前主要被欧美日等国家所垄断。但是得益于中国汽车制造业的高速发展，近年来全球汽车电子零部件巨头们纷纷在中国国内布局建厂，并逐年加大产业投资。在汽车电子产品不断迭代升级过程中，汽车电子智能制造装备的需求也日益增长。为了满足交付和服务及时性及制造降本的需求，汽车电子零部件厂商们也纷纷在中国国内寻找本土化的高端智能制造装备厂商，原本国内80%以上的高端智能制造装备都由国外的智能制造装备厂商进口提供，如今本土化迫切的市场需求将给中国汽车电子智能制造装备业带来快速发展的新机遇。从全球汽车电子厂商的技术需求及智能制造装备提供商的产品技术来看，汽车电子智能制造的技术路径主要经历了自动化、集成化、信息化3个阶段。

3.1第一阶段：自动化

汽车电子智能制造的自动化技术主要表现在装备能根据生产厂商的要求完成制造过程的自动化，并对制造对象和制造环境具有高度适应性，实现制造过程的优化。随着汽车电子市场需求规模持续增长和汽车整车市场的快速发展，汽车电子产品不断升级换代，相关汽车电子厂商的生产效率和产品性能指标越来越高，这些需求对汽车电子产品的生产制造提出了更高的要求。以往单调、重复的动作已经用自动化的机器来替代，将具体的工序完成各个动作的自动化之后，实现单机自动化；之后将生产产品的所有工序连接起来，控制好节拍，便完成了产线自动化。该阶段国内外技术已发展比较成熟，比如汽车ECU的PCB高速插针、全自动超高速检测等技术，为汽车控制器等产品的生产效益带来了飞跃式的提升。

高速插针技术是汽车电连接产品至关重要的基础技术。传统的插针技术已经不能满足当前汽车电子自动化发展的步伐。在汽车连接器内部，最核心的信号传输由金属针脚传递，插针技术被广泛用于将金属针脚插入到连接器塑胶壳体内，它的可靠性决定了电连接的质量。国外自动化公司的高速插针技术性能参数值超越参考的基础值50%以上，可以实现自动下单、自动插针、自动检测。多功能、高可靠和安全是汽车电子系统的关键，深入地了解基础物理量之间的关系是非常重要的，在整个生产过程中，还要确保自动化机械和电子设计研发环节的合理性，这就需要通过众多的质量检测来进行严格的品质控制。这一需求促使了检测技术的越发成熟。

3.2第二阶段：集成化

汽车电子的生产制造是个系统工程，严格的行业制造标准，以及苛刻的使用环境要求，这些都促使汽车电子智能制造技术从生产自动化进一步向技术集成、系统集成的方向发展。汽车电子智能制造的集成化技术主要体现在生产工艺技术、硬件、软件与应用技术的集成，同时还体现在生物、纳米、新能源、新材料等跨学科高技术的集成，从而使汽车电子生产装备得到不断提高和升级，甚至发生巨大变化。

集成化的智能生产线可以实现锂电池高产量生产组装，每个工站都有智能影像系统进行检测确认保证产品品质。每个工站都由伺服控制系统驱动，整线数字化通信控制，产品数据可追溯。带有注液工艺的智能生产线中，电池注液泵由控制箱单独控制，预先设置注液量，分3次注液、抽真空，多次称重确保注液精度，总体效率≥85%。集成化相对于自动化来说，在提高效率、提升良率、减少人员投入方面，是一次质的提升，同时在设备的可操作性，可维护性，数据化管理方面也有相当大的突破，这些提升和突破对于汽车电子智能制造的贡献不可磨灭。

3.3第三阶段：信息化

信息技术与先进制造技术的融合，带来巨大的、甚至是革命性的变化。将传感技术（感知）、计算机及软件技术（存储、分析、机器学习、决策）、控制技术整合到汽车电子生产线中，实现装备的性能提升和“人工智能”。汽车电子产品的设计及制造过程的数字化、信息化与智能化的最终目标不仅是要快速开发出产品或装备，而且要努力实现大型复杂产品一次开发成功，以及“少量多样”产品的柔性化生产模式。汽车电子产品的生产主要是精密小型元件的快速装配，无论是汽车传感器还是车用线束或者控制器、执行器的生产过程都有制程复杂、原材料种类多、BOM层级多、装配齐套性要求高、质量管控要求严苛、品质追溯要求非常高等特点，因此汽车电子智能制造信息系统是实现高质量、高效率生产的核心要素。

4汽车电子智能制造技术发展方向

展望未来，汽车电子制造技术在自动化、集成化、信息化的基础上，将进一步向高度智能化升级。高度智能化的汽车电子制造技术可以用规模化生产效益实现汽车电子产品个性化生产的需求。它通过先进制造技术与人工智能、虚拟现实、大数据、云计算等信息技术的融合，利用数据采集、工况自适应控制、大数据与机器学习、机器视觉等关键技术，将具有感知、分析、推理、决策、控制、学习、互联等特征。新一代的汽车电子智能制造产线不仅可以实现减人提效、降本高质的要求，而且支持设备调整在线检测、设备状况监控、产品质量大数据分析、设备运行大数据统计等功能。

结束语

汽车电子智能制造将为实现汽车由简单的代步工具向人类的智能伙伴转变提供核心支撑，它不仅仅是先进技术和设备系统的应用，更是生产模式和工业理念的转变，这些转变将促进汽车电子制造乃至汽车工业的发展，并对其产生深远影响。

参考文献：

[1]刘宗巍.赵福全论汽车产业[M].北京：机械工业出版社，2017.

[2]赵福全.《中国制造2025》促进汽车产业转型与升级[J].金属加工（冷加工），2015（23）：8-10.

[3]赵福全，刘宗巍.工业4.0浪潮下中国制造业转型策略研究[J].中国科技论坛，2016（01）：58-62.