1人工智能在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

概述制造業(yè)是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈，而汽車制造又是戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，它包括了整車、各種零配件廠等生產(chǎn)商，也包括了各地經(jīng)銷企業(yè)和銷售企業(yè)。近年來(lái)，我國(guó)汽車行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，原材料、生產(chǎn)、物流成本上漲、利潤(rùn)下降，以及國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的影響。因此，汽車企業(yè)可以運(yùn)用具有智能分析功能的商務(wù)智能系統(tǒng)，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)快捷、及時(shí)地輸出各類報(bào)告，預(yù)測(cè)未來(lái)的客戶需求和銷售趨勢(shì)，在宏觀上為企業(yè)管理人員提供決策依據(jù)。計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)發(fā)展到了今天，已經(jīng)開(kāi)始使用龐大的知識(shí)庫(kù)來(lái)有效地取代人類器官或機(jī)構(gòu)的記憶方法，近些年來(lái)很多的專家決策系統(tǒng)在考慮一定規(guī)則的基礎(chǔ)上對(duì)人類的診斷和經(jīng)驗(yàn)上的分析都能夠做出很好的判斷，甚至處于主導(dǎo)地位。這個(gè)系統(tǒng)可以很好地利用知識(shí)庫(kù)，并從中挖掘出我們想要的問(wèn)題答案、成功地尋找到其中的關(guān)聯(lián)性，并提取相應(yīng)的模式等。而實(shí)際上，這樣的專家系統(tǒng)已經(jīng)在很多領(lǐng)域都有了非常不錯(cuò)的應(yīng)用，幫助很多企業(yè)在很短的時(shí)間內(nèi)就做出相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度計(jì)劃、運(yùn)輸計(jì)劃等，非常有效率，而且可以大大地增加收益，并很好地控制企業(yè)的人力成本。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始起步。經(jīng)過(guò)二十年余年的努力已經(jīng)形成了一些具有競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。近幾年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年產(chǎn)銷額已突破十億元。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)年需求量在3000臺(tái)左右，年銷售額在20億元以上。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示中國(guó)市場(chǎng)上工業(yè)機(jī)器人總共擁有量近萬(wàn)臺(tái)，占全球總量的0.56%，其中完全國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機(jī)器人企業(yè)，行業(yè)集中度占30%左右。其余都是從日本、美國(guó)、瑞典、德國(guó)、意大利等20多個(gè)國(guó)家引進(jìn)的。國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前主要以國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用為主，年出口量為100臺(tái)左右，年出口額為0.2億以上。多年來(lái)我國(guó)汽車零部件生產(chǎn)一直是手工焊、專機(jī)焊占據(jù)焊接生產(chǎn)的主導(dǎo)地位、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)環(huán)境惡劣、焊接質(zhì)量不易保證，而且生產(chǎn)的柔性也很差，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需要。

1.1搬運(yùn)機(jī)器人在汽車制造業(yè)中應(yīng)用

汽車橋箱類零件具有精度高、加工工序多、形狀復(fù)雜、重量重的特點(diǎn)。為提高其加工精度及生產(chǎn)效率，各重型汽車生產(chǎn)廠家紛紛采用數(shù)控加工中心來(lái)加工此類零部件。而在使用數(shù)控加工中心加工工件時(shí)，要求工件在工作臺(tái)上具有非常高的定位精度，且需要保證每次上料的一致性。由于人工上料此類的工件具有勞動(dòng)強(qiáng)度高、上料精度不好控制等缺點(diǎn)現(xiàn)在正逐步被工業(yè)機(jī)器人或?qū)C(jī)進(jìn)行上下料所取代。工業(yè)機(jī)器人具有重復(fù)定位精度高、可靠性高、生產(chǎn)柔性化、自動(dòng)化程度高等、突出的優(yōu)勢(shì)，與人工相比，能夠大幅度提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，與專機(jī)相比具有可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化、投資規(guī)模小等特點(diǎn)。機(jī)器人智能化自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)作為減速器殼體加工的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，雖然已經(jīng)在國(guó)內(nèi)重型汽車廠內(nèi)取得成功的應(yīng)用，但依然尚未普及。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展的進(jìn)程中，重型載重汽車的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)力水平亟待有一個(gè)質(zhì)的飛躍，而工業(yè)機(jī)器人即是提升生產(chǎn)力水平的強(qiáng)力推進(jìn)器。

1.2焊接機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用

汽車行業(yè)的發(fā)展水平，代表了一個(gè)國(guó)家的綜合技術(shù)水平，汽車工業(yè)的發(fā)展將會(huì)帶動(dòng)其他行業(yè)的發(fā)展。各廠商為了在日漸激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，必須率先實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化。因此，今后除了如汽車、摩托車這樣的大批量生產(chǎn)行業(yè)。一些產(chǎn)品多樣化的企業(yè)，為了提高焊接質(zhì)量，也將會(huì)考慮使用焊接機(jī)器人，如鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)，與此同時(shí)，對(duì)焊接機(jī)器人的要求也必然會(huì)逐步提高，如說(shuō)對(duì)焊道的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的需求會(huì)逐步加大等。作為焊接機(jī)器人和焊接機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)廠家，OTC公司將繼續(xù)為提高中國(guó)的高速、高效、自動(dòng)化焊機(jī)做出自己的貢獻(xiàn)。對(duì)于在汽車工業(yè)中的點(diǎn)焊應(yīng)用來(lái)說(shuō)，目前已廣泛采用電驅(qū)動(dòng)的伺服焊槍。日本豐田公司已決定將這種技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)裝備其日本國(guó)內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人。

摘要：商務(wù)智能是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘、OLAP等技術(shù)的集成，作為當(dāng)前重要的研究前沿之一，商務(wù)智能是學(xué)術(shù)界和企業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。文章運(yùn)用統(tǒng)計(jì)、比較方法對(duì)相關(guān)著作和文章進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)研究，并對(duì)研究中的重點(diǎn)問(wèn)題及相關(guān)成果作了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：商務(wù)智能；知識(shí)管理；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；數(shù)據(jù)挖掘

商務(wù)智能（BusinessIntelligence，簡(jiǎn)稱BI）的概念最早是GartnerGroup的HowardDresner于1996年提出來(lái)的，我國(guó)學(xué)者將之翻譯為“商業(yè)智能”或“商務(wù)智能”，本文選用“商務(wù)智能”作為BusinessIntelligence的中文翻譯。近年來(lái)，商務(wù)智能技術(shù)日趨成熟，越來(lái)越多的企業(yè)決策者意識(shí)到需要商務(wù)智能來(lái)保持和提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。在美國(guó)，500強(qiáng)企業(yè)里面已經(jīng)有90%以上的企業(yè)利用企業(yè)管理和商務(wù)智能軟件幫助管理者做出決策。國(guó)外己經(jīng)有很多成功實(shí)施商務(wù)智能的案例。我國(guó)的商務(wù)智能處于導(dǎo)入期，商務(wù)智能應(yīng)用的程度和實(shí)際效果都與國(guó)外企業(yè)有很大差距。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外商務(wù)智能供應(yīng)商和高等院校都開(kāi)展了廣泛的商務(wù)智能的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。本文主要基于國(guó)家圖書(shū)館的多庫(kù)目錄檢索系統(tǒng)、清華同方全文數(shù)據(jù)庫(kù)檢索系統(tǒng)等，對(duì)國(guó)內(nèi)商務(wù)智能的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和總結(jié)。

一、文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析

1．論著統(tǒng)計(jì)分析。為了對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)商務(wù)智能論著情況有一個(gè)比較全面的了解，筆者分別以“商務(wù)智能”和“商業(yè)智能”（他們指的都是BusinessIntelligence，BI）為檢索題，通過(guò)對(duì)國(guó)家圖書(shū)館的多庫(kù)目錄檢索系統(tǒng)進(jìn)行題名檢索，得到近年來(lái)相關(guān)論著及博碩論文分布情況：國(guó)內(nèi)商務(wù)智能專著只有2004年的兩本，譯著在2003年~2005年間有三本。相對(duì)于最早1988年出版、截止2005年已經(jīng)出版23本的西文專著（含一本日文專著）要少得多。國(guó)外2001年~2004年間出版的商務(wù)智能專著數(shù)量極多，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，國(guó)外商務(wù)智能的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都比較成熟。而我國(guó)從2002年起僅有少量的博士論文，關(guān)于商務(wù)智能的專著也屈指可數(shù)，我國(guó)商務(wù)智能僅處于導(dǎo)入期，對(duì)商務(wù)智能的系統(tǒng)研究還有大量工作要做。

2．論文統(tǒng)計(jì)分析。

[論文關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)技術(shù)；數(shù)控技術(shù)；制造技術(shù)

[論文摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。

一、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況

目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。

二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（一）性能發(fā)展方向

隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行，電力數(shù)字新基建成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)于電力行業(yè)的整體架構(gòu)影響深遠(yuǎn)，對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起到重要作用。區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無(wú)疑是電力數(shù)字新基建的兩大關(guān)鍵支撐技術(shù)。區(qū)塊鏈技術(shù)有助于協(xié)調(diào)能源市場(chǎng)中諸多參與方的利益，通過(guò)智能合約等機(jī)制促進(jìn)信息和價(jià)值可信交換，構(gòu)建區(qū)域可信協(xié)同綜合能源網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對(duì)近年來(lái)電力系統(tǒng)中電動(dòng)汽車、分布式儲(chǔ)能裝置、分布式微電網(wǎng)、新能源發(fā)電大量并網(wǎng)對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)商業(yè)模式的挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分依靠現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，建設(shè)電力互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)相關(guān)的新業(yè)態(tài)，包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新業(yè)務(wù)，最終構(gòu)建萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互的電力物聯(lián)網(wǎng)。

為展示區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)中的研究進(jìn)展，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)交流與發(fā)展，《電力工程技術(shù)》編輯部開(kāi)設(shè)了“電力數(shù)字新基建中區(qū)塊鏈及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用”專題，本人有幸受邀擔(dān)任專題主編。專題收到大量具備理論創(chuàng)新與工程指導(dǎo)性的優(yōu)質(zhì)稿件，經(jīng)同行評(píng)議、專家評(píng)定，最終選出5篇論文組成專題。在區(qū)塊鏈技術(shù)方面，東南大學(xué)陳妍希等針對(duì)規(guī)?；妱?dòng)汽車在充電交易時(shí)安全性低、自主性差的問(wèn)題，提出了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電動(dòng)汽車充電交易模型，在“多賣方-多買方”的電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制下，利用區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、安全性高等特點(diǎn)還原電力商品屬性，開(kāi)放用戶協(xié)商定價(jià)的權(quán)利;南京工程學(xué)院李大偉等分析了電力物聯(lián)網(wǎng)終端跨域認(rèn)證需求和面臨的問(wèn)題，介紹了區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)中的側(cè)鏈技術(shù)及實(shí)現(xiàn)機(jī)理，并將其引入到電力物聯(lián)網(wǎng)跨域認(rèn)證方案中，提出一種基于側(cè)鏈技術(shù)的電力物聯(lián)網(wǎng)跨域認(rèn)證方案，在配電自動(dòng)化應(yīng)用場(chǎng)景中進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面，河海大學(xué)胡悅等針對(duì)LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中終端節(jié)點(diǎn)移動(dòng)造成信號(hào)錯(cuò)誤傳播以及高能耗問(wèn)題，在混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)(HDAF)方式下，提出了一種基于LoRa網(wǎng)關(guān)的無(wú)線中繼優(yōu)化算法方案;南瑞繼保公司程立等針對(duì)電能質(zhì)量終端的設(shè)計(jì)缺陷，提出基于信息安全的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方案，在訪問(wèn)授權(quán)、審計(jì)記錄、數(shù)據(jù)完整及防篡改性、網(wǎng)絡(luò)攻擊、備份與恢復(fù)以及源碼安全等方面給出了解決措施，提升了終端本體的信息安全強(qiáng)度;國(guó)網(wǎng)江蘇電科院張潼等基于負(fù)荷工作時(shí)功率、電流等特征差異，建立負(fù)荷特征指紋庫(kù)，提出非侵入式低壓負(fù)荷構(gòu)成辨識(shí)方法和由下至上的臺(tái)區(qū)負(fù)荷需求響應(yīng)能力在線聚合監(jiān)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)能力的評(píng)估。

本專題旨在展示電力數(shù)字新基建背景下區(qū)塊鏈及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的最新研究進(jìn)展，由于專題論文數(shù)量限制以及發(fā)表時(shí)間的安排，很多有價(jià)值的論文未能在專題中收錄，希望能夠得到所有作者和廣大讀者的理解。

在此感謝有關(guān)專家學(xué)者對(duì)本專題的大力支持，感謝《電力工程技術(shù)》編輯部為本專題的策劃、組織和出版所做的大量而細(xì)致的工作，最后衷心希望本專題能夠?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者提供交流的平臺(tái)，為電力數(shù)字新基建關(guān)鍵技術(shù)的研究與發(fā)展提供有益的參考。

作者:邱雪松 單位:北京郵電大學(xué)

編者按：本論文主要從集成化；智能化；敏捷化；綠色制造技術(shù)的應(yīng)用及綠色設(shè)計(jì)等進(jìn)行講述，包括了工程技術(shù)信息分系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、管理信息分系統(tǒng)、制造自動(dòng)化分系統(tǒng)、敏捷制造是以競(jìng)爭(zhēng)力和信譽(yù)度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司、節(jié)約資源方面、采用新設(shè)計(jì)的加工工藝方面等，具體資料請(qǐng)見(jiàn)：

[摘要]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)面臨著不同方面的發(fā)展要求：最大程度地和計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、高產(chǎn)、高效、低能耗、無(wú)污染的目標(biāo)，本文從幾個(gè)方面介紹先進(jìn)制造技術(shù)，指明機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。

[關(guān)鍵詞]先進(jìn)制造技術(shù)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展方向

機(jī)械制造業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)的領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了許多理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，各個(gè)方面的個(gè)性化需求越來(lái)越強(qiáng)烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎(chǔ)工業(yè)的機(jī)械制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。先進(jìn)制造技術(shù)這個(gè)概念的提出為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個(gè)名詞沒(méi)有確定的定義，但目前被公認(rèn)的認(rèn)識(shí)是：先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸收機(jī)械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。它具有如下一些特點(diǎn)：

1．從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要。

2．從強(qiáng)調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動(dòng)者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。