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，我國汽車行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，原材料、生產(chǎn)、物流成本上漲、利潤下降，以及國際經(jīng)濟(jì)形勢的影響。因此，汽車企業(yè)可以運用具有智能分析功能的商務(wù)智能系統(tǒng)，通過分析歷史數(shù)據(jù)快捷、及時地輸出各類報告，預(yù)測未來的客戶需求和銷售趨勢，在宏觀上為企業(yè)管理人員提供決策依據(jù)。計算機(jī)人工智能技術(shù)發(fā)展到了今天，已經(jīng)開始使用龐大的知識庫來有效地取代人類器官或機(jī)構(gòu)的記憶方法，近些年來很多的專家決策系統(tǒng)在考慮一定規(guī)則的基礎(chǔ)上對人類的診斷和經(jīng)驗上的分析都能夠做出很好的判斷，甚至處于主導(dǎo)地位。這個系統(tǒng)可以很好地利用知識庫，并從中挖掘出我們想要的問題答案、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)域都有了非常不錯的應(yīng)用，幫助很多企業(yè)在很短的時間內(nèi)就做出相應(yīng)的生產(chǎn)計劃、調(diào)度計劃、運輸計劃等，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。我國工業(yè)機(jī)器人是從20世紀(jì)80年代開始起步。經(jīng)過二十年余年的努力已經(jīng)形成了一些具有競爭力的工業(yè)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、點焊、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。近幾年，我國工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年產(chǎn)銷額已突破十億元。目前國內(nèi)市場年需求量在3000臺左右，年銷售額在20億元以上。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示中國市場上工業(yè)機(jī)器人總共擁有量近萬臺，占全球總量的0.56%，其中完全國產(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、瑞典、德國、意大利等20多個國家引進(jìn)的。國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人目前主要以國內(nèi)市場應(yīng)用為主，年出口量為100臺左右，年出口額為0.2億以上。多年來我國汽車零部件生產(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、勞動強度大、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，無法適應(yīng)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需要。

1.1搬運機(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。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)控加工中心來加工此類零部件。而在使用數(shù)控加工中心加工工件時，要求工件在工作臺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強度高、上料精度不好控制等缺點現(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、自動化程度高等、突出的優(yōu)勢，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)相比具有可實現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化、投資規(guī)模小等特點。機(jī)器人智能化自動搬運系統(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，代表了一個國家的綜合技術(shù)水平，汽車工業(yè)的發(fā)展將會帶動其他行業(yè)的發(fā)展。各廠商為了在日漸激烈的競爭中立于不敗之地，必須率先實現(xiàn)焊接自動化。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，也將會考慮使用焊接機(jī)器人，如鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)，與此同時，對焊接機(jī)器人的要求也必然會逐步提高，如說對焊道的自動跟蹤系統(tǒng)的需求會逐步加大等。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)為提高中國的高速、高效、自動化焊機(jī)做出自己的貢獻(xiàn)。對于在汽車工業(yè)中的點焊應(yīng)用來說，目前已廣泛采用電驅(qū)動的伺服焊槍。日本豐田公司已決定將這種技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國內(nèi)和海外的所有點焊機(jī)器人。

摘要：商務(wù)智能是數(shù)據(jù)倉庫、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。文章運用統(tǒng)計、比較方法對相關(guān)著作和文章進(jìn)行了統(tǒng)計研究，并對研究中的重點問題及相關(guān)成果作了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：商務(wù)智能；知識管理；數(shù)據(jù)倉庫；數(shù)據(jù)挖掘

商務(wù)智能（BusinessIntelligence，簡稱BI）的概念最早是GartnerGroup的HowardDresner于1996年提出來的，我國學(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，商務(wù)智能技術(shù)日趨成熟，越來越多的企業(yè)決策者意識到需要商務(wù)智能來保持和提升企業(yè)競爭力。在美國，500強企業(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。國外己經(jīng)有很多成功實施商務(wù)智能的案例。我國的商務(wù)智能處于導(dǎo)入期，商務(wù)智能應(yīng)用的程度和實際效果都與國外企業(yè)有很大差距。近年來，國內(nèi)外商務(wù)智能供應(yīng)商和高等院校都開展了廣泛的商務(wù)智能的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。本文主要基于國家圖書館的多庫目錄檢索系統(tǒng)、清華同方全文數(shù)據(jù)庫檢索系統(tǒng)等，對國內(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)計分析

1．論著統(tǒng)計分析。為了對近年來國內(nèi)商務(wù)智能論著情況有一個比較全面的了解，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，通過對國家圖書館的多庫目錄檢索系統(tǒng)進(jìn)行題名檢索，得到近年來相關(guān)論著及博碩論文分布情況：國內(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。國外2001年~2004年間出版的商務(wù)智能專著數(shù)量極多，說明經(jīng)過一段時間的發(fā)展，國外商務(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)，我國商務(wù)智能僅處于導(dǎo)入期，對商務(wù)智能的系統(tǒng)研究還有大量工作要做。

2．論文統(tǒng)計分析。

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)型勢在必行，電力數(shù)字新基建成為行業(yè)關(guān)注的熱點問題，對于電力行業(yè)的整體架構(gòu)影響深遠(yuǎn)，對于能源互聯(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)能源市場中諸多參與方的利益，通過智能合約等機(jī)制促進(jìn)信息和價值可信交換，構(gòu)建區(qū)域可信協(xié)同綜合能源網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對近年來電力系統(tǒng)中電動汽車、分布式儲能裝置、分布式微電網(wǎng)、新能源發(fā)電大量并網(wǎng)對于傳統(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)同行評議、專家評定，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)陳妍希等針對規(guī)?；妱悠囋诔潆娊灰讜r安全性低、自主性差的問題，提出了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電動汽車充電交易模型，在“多賣方-多買方”的電力市場競爭機(jī)制下，利用區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、安全性高等特點還原電力商品屬性，開放用戶協(xié)商定價的權(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)證需求和面臨的問題，介紹了區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)中的側(cè)鏈技術(shù)及實現(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，在配電自動化應(yīng)用場景中進(jìn)行了仿真實驗。在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面，河海大學(xué)胡悅等針對LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中終端節(jié)點移動造成信號錯誤傳播以及高能耗問題，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)的無線中繼優(yōu)化算法方案;南瑞繼保公司程立等針對電能質(zhì)量終端的設(shè)計缺陷，提出基于信息安全的設(shè)計及實現(xiàn)方案，在訪問授權(quán)、審計記錄、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度;國網(wǎng)江蘇電科院張潼等基于負(fù)荷工作時功率、電流等特征差異，建立負(fù)荷特征指紋庫，提出非侵入式低壓負(fù)荷構(gòu)成辨識方法和由下至上的臺區(qū)負(fù)荷需求響應(yīng)能力在線聚合監(jiān)測方法，實現(xiàn)臺區(qū)負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)能力的評估。

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)表時間的安排，很多有價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為相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者提供交流的平臺，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)

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

[論文摘要]隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(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，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(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)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機(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)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(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)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數(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)床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(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、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(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，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)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。

二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

（一）性能發(fā)展方向

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)計等進(jìn)行講述，包括了工程技術(shù)信息分系統(tǒng)包括計算機(jī)輔助設(shè)計、管理信息分系統(tǒng)、制造自動化分系統(tǒng)、敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎(chǔ)，選擇合作者組成虛擬公司、節(jié)約資源方面、采用新設(shè)計的加工工藝方面等，具體資料請見：

[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：最大程度地和計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合以實現(xiàn)智能化、自動化、高產(chǎn)、高效、低能耗、無污染的目標(biāo)，本文從幾個方面介紹先進(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踐經(jīng)驗，但隨著當(dāng)今社會的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，各個方面的個性化需求越來越強烈。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。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前被公認(rèn)的認(rèn)識是：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、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)的制造全過程，以實現(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：

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的需要。

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