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關鍵詞:汽車制造技術 變革
中圖分類號:U46 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0117-01
到2012年,汽車的歷史已經(jīng)走過了126年,汽車制造業(yè)在這一百多年間得到了巨大的發(fā)展,現(xiàn)在只要走上街頭,就能感受到在這一百多年間汽車制造業(yè)的發(fā)展迅速,造成汽車制造業(yè)繁榮局面的直接原因是汽車制造技術的不斷革新。在現(xiàn)代汽車技術現(xiàn)代汽車技術的革新主要集中在鑄造、鍛造、機械加工、焊接、熱處理、樹脂加工、裝配和涂裝等方面。信息時代的到來,使得汽車制造業(yè)在信息化技術應用方面邁進了新的高端,同時汽車制造業(yè)也朝著更加安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能和信息化服務方面逐漸的提高。
1 動力技術的變革
相對于智能化的應用,對于動力系統(tǒng)技術的提升,從汽車誕生以來便成為汽車制造者們鍥而不舍的追求。飛輪混合動力系統(tǒng)或許可以取代其他動力系統(tǒng),讓汽車的速度實現(xiàn)質的飛躍。系統(tǒng)將剎車的能量進行轉換并傳輸?shù)綆щ姷娘w輪上使其旋轉,飛輪超過每分鐘40,000轉的轉速會產生強大的動力,然后再次回到馬達從而提升加速度。它能夠令直列四缸發(fā)動機爆發(fā)出六缸發(fā)動機的動力,與此同時油耗大約降低兩成。
我們都知道,這項系統(tǒng)在捷豹C-X75車型中也得到了應用,同時將這項技術引用到911 GE3 R混合動力賽車系統(tǒng)中的是保時捷。而沃爾沃也將這項系統(tǒng)投入到大量生產中,這也是讓沃爾沃成為全球首家將該系統(tǒng)引入到公共道路測試的汽車廠家。同時沃爾沃還希望將后輪與飛輪動能回收系統(tǒng)之間相互結合起來,如果這項技術在將來能夠成熟的話,那么這項設計方案就會使飛輪動力回收系統(tǒng)更加適合在停與走相對頻換的行車環(huán)境之中。
HCCI汽油發(fā)動機雖然已經(jīng)研究了很長時間,但一直沒有得到完全應用。HCCI技術的點火過程同柴油發(fā)動機相類似,通過活塞壓縮混合氣,使溫度升高至一定程度時自行燃燒。通過改進發(fā)動機的硬件和控制系統(tǒng),還可大幅擴HCCI燃燒的范圍。應用后,可以提升15%的汽車燃油利用率。實際運用在HCCI技術的研發(fā)上,奔馳和GM走在了前列,以奔馳F700車為例,在采用HCCI技術后,輸出功率達到238hp,最大扭矩達到400。筆者相信隨著技術難關的不斷突破,HCCI技術將會惠及到對環(huán)保要求越來越高的明天。
2 智能化的變革
2.1 針對能源問題的汽車智能化
大量的針對節(jié)能減排的智能化技術正在推出,最有代表性的就是現(xiàn)在已經(jīng)很普及的VVT-i(Variable Valve Timingintel ligent)和i-VCT技術,也就是智能正時可變氣門控制系統(tǒng),它通過控制發(fā)動機汽缸進氣門的開閉時機來控制進氣量,從而使發(fā)動機在在2000轉至5000轉之間可以輸出總扭矩的80%~90%,實現(xiàn)了在低負荷情況下,既減少油耗,又增加動力性能。這套系統(tǒng)由VVT-i控制器、凸輪軸正時機油控制閥和傳感器三部分組成,在工作時,傳感器向ECU傳輸發(fā)動機轉速等信號,ECU根據(jù)這些信號控制凸輪軸機油控制閥,最終使進氣凸輪軸旋轉一個角度,增加進氣延遲角,提高了發(fā)動機效率。德國大眾在現(xiàn)在最新的邁騰轎車上運用了FSI技術,也就是缸內直噴,通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當?shù)臅r間直接注入燃燒室,其控制的精確度接近毫秒,解決了傳統(tǒng)的缸外預混氣在進氣管壁的燃料殘留問題,既提高了發(fā)動機的動力性能,又節(jié)省了燃料。
2.2 針對人性化問題的汽車智能化
(1)語音識別系統(tǒng)。在未來的社會中汽車將會發(fā)展為可以聽懂人們說的話,而在德國的奔馳公司現(xiàn)在已經(jīng)成功的研發(fā)出車載語音識別系統(tǒng),該系統(tǒng)里儲存了近800多個地名,只要駕駛員說出要去的地方車輛就會自動的整理出一套合理的行車方案。所以奔馳公司決定將這項技術應用在E級和S級轎車上。
(2)智能網(wǎng)絡系統(tǒng)。未來的汽車可以聽得懂你說的話,現(xiàn)在德國奔馳公司就已經(jīng)研制成功了車載語音識別系統(tǒng),在里面存儲了800多個地名,駕駛員只要說出目的地,車輛就會自動規(guī)劃出一套合理的行車方案。奔馳已經(jīng)決定將這項成熟的技術應用在E級和S級轎車上。
(3)識別線理論。識別線就是在大道、環(huán)路等道路的每個車道中間都貼一條白線,汽車配有很小型的激光發(fā)射器和接受裝置,利用現(xiàn)有的激光尋線原理,或者紅外線黑白跡識別,汽車就會跟著白線方向走,會根據(jù)激光發(fā)射器距離白線的偏差自動轉向,自動保持在車道中間行駛。如果復合利用沃爾沃的自適應巡航系統(tǒng)(ACC)這類技術,可以實現(xiàn)汽車速度的整體批量控制,而且可以使高速行駛的情況下保持較合理的車距。這套未來智能理論現(xiàn)在還在處于探索階段,但是它為我們打開了一條新的思路。
3 環(huán)保節(jié)能安全領域的變革
在節(jié)能環(huán)保上,汽車設計制造者們在一些細節(jié)及材料上,作出了新的技術變革。一個小小的格柵改動,也可以增加車輛的燃油利用率。例如,法拉利458Italia在它的進氣口下方加裝了簡單的彎曲翼面,從而改變車底的空氣流動,使其更加順暢,同時也降低了阻力與車底的壓力。由于造價低廉,雪佛蘭科魯茲也采用了類似技術,他們將進氣格柵設計為可調節(jié)的百葉窗式,并且根據(jù)車速和發(fā)動機冷卻需求進行開關控制。車輛在高速公路上的燃油利用率,使得1加侖燃油可以多跑1英里。除此之外,通過輕型材質來控制車身重量,從而為汽車本身節(jié)省燃油效率的方法,在市場上得到越來越多的應用。成熟的鑄造技術和超低共熔體的應用也可以替代全鋁部件?,F(xiàn)代汽車(Hyundai)與全球領先的化工公司巴斯夫聯(lián)合研發(fā)i-flow車,通過座椅框架的設計體現(xiàn)出輕質結構材料在節(jié)省資源方面所能發(fā)揮的作用。
4 結語
汽車制造技術在市場需求的強大推動下快速地更新和變革,作為職業(yè)技術院校汽車制造專業(yè)的教師,有必要實時更新自己的現(xiàn)有知識,緊跟當今最先進的汽車制造技術的步伐。希望本文能為更多的人了解汽車制造技術的最新變革帶來一些幫助。
參考文獻
國家新一輪產業(yè)規(guī)劃為國內汽車產業(yè)發(fā)展提供了快速、可持續(xù)發(fā)展的政策性基礎環(huán)境。2006年,中國汽車總產量500多萬輛,但其中90%是國外汽車“舶來品”,真正擁有自主知識產權的僅占10%。據(jù)專家預測,到2010年,我國汽車產量將在1000萬輛左右,市場需求量將在800萬~900萬輛左右,國內汽車保有量達到5500萬輛左右,汽車化水準達到40輛/千人。
企業(yè)發(fā)展已經(jīng)具備快速起步的基本條件。承德華遠自動化設備有限公司成立后,通過承接上海通用、武漢神龍、沈陽寶馬、上海大眾、廈門金龍、北京奔馳等多家國內著名汽車企業(yè)的項目,該公司在產品技術、質量和服務等方面,華遠品牌形象已經(jīng)初步確立,公司也取得了可觀的經(jīng)營業(yè)績。特別是在與德國杜爾(DURR)公司合作為國內幾大汽車生產企業(yè)設計制造智能化運輸系統(tǒng)和柔性裝配系統(tǒng)(FAS)方面已經(jīng)取得了良好的開端。這些情況說明承德華遠自動化設備有限公司已經(jīng)具備了快速起步的基本條件。
項目建設的必要性
國家振興裝備制造業(yè)的迫切需要。裝備制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產業(yè)。裝備市場的快速、健康、良性發(fā)展,對增強企業(yè)整體競爭實力和發(fā)展后勁,對促進國家和地區(qū)總體經(jīng)濟發(fā)展水平的提升,具有極其重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。我國的裝備制造業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,在規(guī)模、質量、層次等方面應該說都取得了長足的進步,有力地支撐、帶動和促進了國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展。振興裝備制造業(yè)在“十五”期間已受到黨和政府的高度重視,“十一五”期間,在《國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》和《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃》等發(fā)展戰(zhàn)略和政策資源的引導下,我國裝備制造業(yè)的發(fā)展將迎來新的契機。步入新世紀以來,我國裝備制造業(yè)進入歷史上最好的發(fā)展時期,經(jīng)濟增長方式的轉變初見成效,呈現(xiàn)出持續(xù)、快速、全面增長的勢頭。
國內汽車制造行業(yè)對智能化運輸系統(tǒng)的迫切需求。隨著市場競爭的日益加劇以及全球化市場的形成,制造技術已成為一個國家在競爭中或戰(zhàn)場對抗中獲勝的支柱,制造技術的發(fā)達程度也已成為衡量一個國家綜合實力和科技發(fā)展水平的重要標志之一,所以計算機集成制造系統(tǒng)和智能化運輸系統(tǒng)應運而生。計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)和智能化運輸系統(tǒng)是以計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)為基礎,利用計算機技術將經(jīng)營管理、產品設計、加工制造、銷售服務等生產經(jīng)營活動集成起來,以實現(xiàn)更短的生產周期、更好的產品質量、從而達到企業(yè)整體優(yōu)化和綜合效益的提高,從而增強企業(yè)的市場競爭能力。智能化運輸系統(tǒng)是汽車制造行業(yè)生產核心—汽車整車裝配系統(tǒng)一個子系統(tǒng),它綜合了柔性裝配系統(tǒng)技術(FAS)和現(xiàn)代物流技術,其主要工藝流程由存儲區(qū)、工件裝配區(qū)、升降區(qū)、檢修區(qū)、檢測區(qū)、下線區(qū)等組成。由此可知,智能化運輸系統(tǒng)十分復雜,它需要智能化控制道岔、停止器、捕捉器、隔離開關、急停開關、光電開關、傳送機、張緊器、升降機等各種不同的執(zhí)行機構,同時智能化運輸系統(tǒng)還具有復雜的連鎖關系,從汽車部件上線到成品車下線,包括裝配工藝線和快速輸送線之間的銜接,需要各種裝置、各個環(huán)節(jié)緊密配合,不能出現(xiàn)絲毫差錯,否則生產將不能正常進行。
近年來,中國從中央到地方,包括補貼、稅收、牌照、通行等一系列針對新能源汽車的優(yōu)惠政策相繼落地,極大地激發(fā)了中國企業(yè)和消費者對新能源汽車的熱情以及新能源汽車發(fā)展的內生動力,這些政策也顯示了中國發(fā)展新能源汽車以實現(xiàn)制造崛起的決心。
2015年5月8日,國務院《中國制造2025》規(guī)劃,成為中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年藍圖。中國電動汽車百人會信息部主任沈承鵬認為,規(guī)劃中明確提出了繼續(xù)支持電動汽車、燃料電池汽車發(fā)展。
作為全球最大的汽車電子企業(yè)之一,英飛凌中國汽車業(yè)務負責人徐輝對記者表示,包括《中國制造2025》在內,中國政府一系列發(fā)展策略對中國新能源汽車發(fā)展而言頗具亮點。目前新能源汽車領域中,中國本土的電機、電控、電池生產制造和設計能力都不落后于國際水平,新能源汽車已經(jīng)成為中國產業(yè)自主研發(fā)和中國制造很好的體現(xiàn)。
記者從北京、深圳多家新能源汽車生產企業(yè)了解到,目前市場上熱銷的自主品牌新能源汽車都處于供不應求的狀態(tài),很多工廠都在進行滿負荷生產。在2015年6月的一場研討會上,與會的寶馬、豐田等國際車企代表紛紛表示,新能源汽車在中國的快速發(fā)展,展現(xiàn)出中國制造崛起的與眾不同的景象。
這種積極景象也吸引國際巨頭紛紛呼應,2015年上半年,特斯拉充電建設負責人表示,特斯拉不僅要在中國推進超級充電樁網(wǎng)絡建設,還將繼續(xù)與中國政府和產業(yè)合作伙伴加強合作,積極配合國家電網(wǎng)等企業(yè)共同建設電動汽車公共充電基礎設施。
“傳統(tǒng)車領域國外有著百年發(fā)展歷史,在可預見的未來,中國‘超車’難度太大?!北逼履茉雌嚬煞萦邢薰究偨?jīng)理鄭剛說,“但在新能源汽車領域,特別是純電動技術路線,大家都是5年前起跑。”
盡管技術瓶頸少于傳統(tǒng)汽車,但新能源汽車要想成為中國制造崛起重要載體,中國新能源汽車制造業(yè)仍然需要突破少數(shù)關鍵技術的障礙。在面臨的引導消費、充電設施、核心技術等眾多挑戰(zhàn)中,技術仍然是關鍵問題。
不少專家指出,要想讓新能源汽車成為制造強國的載體,一些關鍵技術中仍需中國車企有效突破。業(yè)內人士對記者表示,例如新能源汽車所用電子模塊,中國能夠量產的廠商就很少。從設計到制造再到量產,汽車工業(yè)化的電子芯片和模塊往往需要4至6年的生產周期,因此一般同類廠商都是先做較為簡單的消費電子類產品,再經(jīng)過多年的積累的技術經(jīng)驗,才能夠入手生產。
鄭剛說,這些年來中國汽車制造技術進步不小,大規(guī)模流水線制造水平和國外已經(jīng)很接近,但智能化制造差距還很大。
徐輝認為,要真正達到《中國制造2025》的目標,還需要汽車車廠的生產環(huán)節(jié)、系統(tǒng)調試、零部件生產等環(huán)節(jié),都要達到智能化生產,這是最基本的要求。
在這種情況下,中國各大主流汽車廠商無一不在大力投入新能源汽車的研發(fā)和生產。讓電池的能量密度比、體積密度比大大進步,使成本大大降低,這不僅是中國新能源汽車發(fā)展方向所在,也是中國實施制造崛起的一個體現(xiàn)。
1.汽車制造智能化的變革
1.1汽車智能網(wǎng)絡系統(tǒng)
未來的汽車可以聽得懂你說的話,現(xiàn)在德國奔馳公司就已經(jīng)研制成功了車載語音識別系統(tǒng),在里面存儲了800多個地名,駕駛員只要說出目的地,車輛就會自動規(guī)劃出一套合理的行車方案。奔馳已經(jīng)決定將這項成熟的技術應用在E級和S級轎車上。
1.2汽車能源問題的智能化
大量的針對節(jié)能減排的智能化技術正在推出,智能正時可變氣門控制系統(tǒng),它通過控制發(fā)動機汽缸進氣門的開閉時機來控制進氣量,從而使發(fā)動機在在2000轉至5000轉之間可以輸出總扭矩的80%~90%,實現(xiàn)了在低負荷情況下,既減少油耗,又增加動力性能。這套系統(tǒng)由VVT-i控制器、凸輪軸正時機油控制閥和傳感器三部分組成,在工作時,傳感器向ECU傳輸發(fā)動機轉速等信號,ECU根據(jù)這些信號控制凸輪軸機油控制閥,最終使進氣凸輪軸旋轉一個角度,增加進氣延遲角,提高了發(fā)動機效率。
1.3汽車語音識別系統(tǒng)
在未來的社會中汽車將會發(fā)展為可以聽懂人們說的話,而在德國的奔馳公司現(xiàn)在已經(jīng)成功的研發(fā)出車載語音識別系統(tǒng),該系統(tǒng)里儲存了近800多個地名,只要駕駛員說出要去的地方車輛就會自動的整理出一套合理的行車方案。所以奔馳公司決定將這項技術應用在E級和S級轎車上。
1.4汽車識別線理論
識別線就是在大道、環(huán)路等道路的每個車道中間都貼一條白線,汽車配有很小型的激光發(fā)射器和接受裝置,利用現(xiàn)有的激光尋線原理,或者紅外線黑白跡識別,汽車就會跟著白線方向走,會根據(jù)激光發(fā)射器距離白線的偏差自動轉向,自動保持在車道中間行駛。如果復合利用沃爾沃的自適應巡航系統(tǒng)(ACC)這類技術,可以實現(xiàn)汽車速度的整體批量控制,而且可以使高速行駛的情況下保持較合理的車距。這套未來智能理論現(xiàn)在還在處于探索階段,但是它為我們打開了一條新的思路。
2.如何提升中國汽車制造業(yè)技術
2.1不斷加大自主研發(fā)力度,加快發(fā)展汽車零部件工業(yè)
提高自主研發(fā)實力,擁有自主知識產權的轎車,是中國汽車業(yè)發(fā)展的最終目標。由于自主研發(fā)的難度較大,許多國內企業(yè)忽視了自主研發(fā),尤其是一些合資企業(yè),習慣于從跨國公司引進車型,這樣容易受制于人,也無法發(fā)展壯大自己。應當結合中國市場的特點和企業(yè)的自身條件,因地制宜,實施合理的自主研發(fā)策略。
2.2加強知識產權保護戰(zhàn)略
強有力的知識產權保護制度創(chuàng)造了良好的FDI流入和技術轉移環(huán)境,進而將促進就業(yè)和經(jīng)濟增長。如果某企業(yè)的知識產權保護較弱,跨國汽車公司可能試圖保護其在質量方面的聲譽,而不會把技術轉移到該企業(yè);或是采取防御性措施,僅向中方的合資企業(yè)轉移陳舊的技術,建立嚴格一體化的供應鏈以控制質量并隱藏甚至不在中國生產;亦或跨國公司不愿通過許可證貿易或技術轉移將技術知識轉移給該企業(yè),這都會阻礙跨國汽車公司對中國的技術轉移。
2.3吸引跨國汽車公司對華技術轉移
要進一步提高吸引外資的競爭力,我國就必須在提高宏觀經(jīng)濟要素指標的質量、繼續(xù)完善硬環(huán)境的同時,大力加強投資軟環(huán)境建設,軟環(huán)境中最為關鍵的又是我國市場化程度;當中國政府逐步取消外資股權限制時,跨國公司在向中國轉移技術特別是其關鍵核心技術時,跨國公司將要改變以前的技術轉移決策模式,當跨國公司在華設立的是獨資企業(yè),而不是合資企業(yè),研究成果顯示跨國公司在華技術溢出的效應是極其有限的,從這個角度來說,合資企業(yè)是中方獲取先進技術極其重要來源之一,特別是當跨國公司和中方伙伴在合資企業(yè)內設立研發(fā)中心時,如果中方伙伴失去這個有效技術來源的載體,將對中方合作伙伴的技術提高產生很深遠的影響;適度的貿易壁壘是跨國公司進入中國投資的關鍵因素,隨著中國加入WTO,貿易壁壘逐漸拆除,跨國公司將更愿意將產品出口到中國,而不是在中國投資生產,影響到中國汽車業(yè)的發(fā)展。因此,中國應當設置適度的非關稅貿易壁壘。
2.4引導跨國汽車公司機構落戶中國,加強技術合作
進一步完善對跨國汽車公司研發(fā)性投資的政策優(yōu)化工作,鼓勵跨國汽車公司在我國建設高水平的研發(fā)中心,實施投資“引力效應”戰(zhàn)略,通過與“擠壓戰(zhàn)略”的共同實施,來誘導跨國汽車公司的技術轉移。推進汽車產業(yè)的研發(fā),需要企業(yè)自身相應提高汽車研發(fā)費用占汽車銷售額的比例,同時政府也要加大對基礎性、長期技術開發(fā)項目的補貼或撥款。
3.結語
【關鍵詞】汽車制造;自動化;應用現(xiàn)狀
引言
隨著世界經(jīng)濟一體化進程的加快,中國汽車制造行業(yè)步入了一個迅猛發(fā)展的時期。國內許多的汽車制造企業(yè)都在積極調整自身的產品結構,以提企業(yè)的市場競爭力,國內汽車市場的競爭環(huán)境也更為嚴峻。隨著汽車行業(yè)不斷的發(fā)展壯大,以及國內汽車市場的迅速擴張,只有不斷提升產品質量,才能最終占據(jù)有利的市場地位,只有具備先進的生產技術,過硬的產品質量才能在國內汽車市場激烈的競爭環(huán)境中生存和發(fā)展。
1、汽車制造行業(yè)中自動化技術應用的基本情況
汽車制造行業(yè)中自動化技術的廣泛應用適應了我國內部環(huán)境和實際情況的需要。首先,快速發(fā)展的市場形勢決定了企業(yè)必須保障較高的勞動生產率,自動化機械取代密集人工勞動力已經(jīng)成為了一種必然。其次,汽車產品對于自動化、智能化的需求更高。汽車產品應該滿足人們對于智能化、舒適化的需要,這就使得汽車制造和測試過程中使用的設備也具有一定的智能化和自動化水平。再次,人們對于汽車品質的要求也有所提升。消費者更加注重汽車品質,對其安全性、舒適性以及功能性方面有了更全面的需求,也帶動了檢測技術的自動化進程。最后,發(fā)展汽車制造自動化技術,也符合企業(yè)經(jīng)濟利益的需求。汽車制造產業(yè)的迅速發(fā)展,使得國內汽車市場逐步飽和。所以要提升企業(yè)的核心競爭力,必須努力降低企業(yè)生產成本。自動化技術能增加生產效能,降低產品成本。
目前國內汽車制造行業(yè)中應用最為廣泛的自動化技術主要有以下幾類:PLC技術(九成以上應用比例)、變頻器技術(主要覆蓋調速過程)、機器人技術、IT辦公物流技術、產品識別技術、影像管理技術(主要用于監(jiān)控環(huán)節(jié))、數(shù)控設備控制技術(用于生產設備的調節(jié)和監(jiān)管)。
2、自動化技術應用中面臨的主要問題
(1)在維修方面的資金投入大大提升。高科技含量的自動化生產加工設備是建立在科學技術支持的基礎之上。比如在我國目前的汽車生產中,大規(guī)模集成電器、電氣總成、機電設備一體化有著很廣泛的應用,生產設備的維修管理工作,將不僅僅是對設備零部件進行維修,而需要對自動化設備總成進行修理或更換,與傳統(tǒng)的設備維修成本相比,單次修復費用成百上千倍增加。過去的維修工作,可能僅需很少的資金就足以支撐,而在自動化技術大力推廣使用的情況下,動輒會耗費企業(yè)大量的維修資金。
(2)專業(yè)型人才相對不足。維修管理人員的知識水平不具備管理和維護自動化設備的工作。需要重新學習和掌握的知識更多,設備的數(shù)量以及維修復雜程度急劇上升,使得各汽車生產企業(yè)對于具備專業(yè)知識的人才更為渴求。面對日新月異的新技術、新產品,企業(yè)又應該如何抉擇發(fā)展方向?這也需要一批既具備專業(yè)知識,又了解汽車制造行業(yè)發(fā)展趨勢,并能夠掌握市場需求的高素質人才,為企業(yè)的技術和戰(zhàn)略決策提供支持。
(3)缺乏采購自動化設備的整體規(guī)劃。在國內許多汽車制造企業(yè)投資審核時,往往會發(fā)現(xiàn),一部分投資購買的設備功能性和生產能力超出企業(yè)的實際需求。在我們一方面從管理方面著手,努力降低企業(yè)生產成本的同時,另一方面又在設備投資方面造成了極大的浪費。有時超前性的思維,也會使我們將資金浪費到不實用的設備上。對于汽車生產企業(yè)來說,投資時應該綜合設備自動化程度、設備成本、生產效率和品質的需求等方面全面的進行整體規(guī)劃和評估,以增強采購的自動化設備的實用性。
3、改善自動化技術應用的主要策略
(1)從某種程度上來說,前期采購自動化設備的質量,也決定了設備后期實用和維修資金投入。單一的追求低價格的自動化生產設備,可能導致后期實用和維護費用過高,因此適當?shù)淖詣踊O備準入門檻有利于自動化技術的應用。
(2)改善目前設備狀態(tài)管理工作。在自動化設備的使用中,良好操作習慣,經(jīng)常性的檢修,能夠有效改善設備使用狀況,減緩設備的劣化進程,用平時較小的投入,來保障自動化生產的質量和設備的維護情。在維護管理工作中,要有針對性的開展工作。結合自動化設備使用的實際情況制定維修策略與維修周期。
(3)維持設備使用的高效性。在自動化技術的應用時,應該充分發(fā)揮出現(xiàn)代化技術的效率優(yōu)勢,建立健全一套更為完善的管理體系,保障設備的高效運作。因此,我們需要轉變觀念,改變事后維修的認識,努力做好事前管理檢查工作,以更好的利用自動化設備的技術特點。只有發(fā)揮出自動化設備的優(yōu)勢,才能從根本上改善我國汽車制造行業(yè),目前自動化技術的應用現(xiàn)狀。
結 論
綜上所述,我國汽車制造市場正面臨著競爭最為激烈的國內市場環(huán)境,在經(jīng)濟全球化的影響下,一大批國外先進汽車生產技術被引入到國內汽車制造行業(yè)。面對目前的實際情況,只有努力學習和轉化先進的汽車制造技術,才能保障我國汽車制造企業(yè)的競爭力。
參考文獻
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[2]朱海霞.庫卡致力于中國汽車制造業(yè)自動化發(fā)展[J].汽車與配件,2009(45).
[3]王紅星.基于低碳經(jīng)濟的汽車產業(yè)自動化研究[J].中國經(jīng)貿導刊,2009(24).
關鍵詞:汽車 焊接技術 現(xiàn)狀 展望
1.前言
隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展,汽車焊接逐漸的成為現(xiàn)代汽車制造業(yè)的一種不可或缺的工藝方法,在汽車制造業(yè)中得以廣泛應用,汽車的車廂、車架、車橋、車身變速器以及發(fā)動機等均離不開焊接技術。在制造汽車零部件的過程當中,各類焊接方法均有著極大的應用,比如滾點焊、縫線、激光焊、氬弧焊、焊條電弧焊以及二氧化碳氣體保護焊等。在制造車身中,應用最多的是電阻焊及氣體保護焊。所以,研究汽車焊接技術其意義及價值是尤為重要的。
2.汽車焊接技術的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1中頻焊接技術
國外部分大批量生產汽車的企業(yè),近年來已經(jīng)在轎車白車身焊裝線中開始應用中頻焊接技術。在歐洲,有著高達40%的中頻點焊機器人使用量,并且不斷朝著鋁合金轎車車身點焊作業(yè)中擴大,比如一汽大眾,目前已經(jīng)對中頻焊接設備加以大量使用。正是因為中頻逆變焊機具備著節(jié)能高效的優(yōu)勢,在全球大力倡導低碳環(huán)保節(jié)能的今天,應當積極的將中頻焊接技術應用在汽車制造業(yè)中。
2.2自動化焊接技術
作為先進制造技術的主要技術手段及典型代表,機器人技術在實現(xiàn)文明生產、穩(wěn)定產品質量、提高技術水平等諸多方面,機器人技術均發(fā)揮著不容忽視的作用。機器人作為主要的現(xiàn)代制造業(yè)自動化裝備,在汽車、家電、化工、電子信息和工程機焊等行業(yè)有著廣泛應用,主要用于焊接、加工、碼垛、噴涂、搬運和裝配等復雜作業(yè)?;『负碗娮韬甘瞧囍圃鞓I(yè)中常用的焊接方式。隨著我國汽車行業(yè)的發(fā)展,雖然工業(yè)機器人被廣泛應用到了汽車行業(yè)中,但是人工焊接在焊接作業(yè)中仍然占據(jù)著主導地位,在人工焊接中,操作工人極易受到惡劣焊接條件的影響,很難長時間對焊接工作的一致性與穩(wěn)定性加以保持,而焊接機器人則有著穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
2.3伺服技術
隨著焊接機器人的廣泛應用,伺服技術也隨之得以發(fā)展,在氣動焊鉗電焊沖擊工件表面防范及減小,在確保高效率的生產模式等方面,伺服技術均彰顯了其自身的優(yōu)越性,伺服型焊鉗就是伺服技術的具體應用。電機伺服驅動的焊鉗又被稱作是伺服焊鉗,是能夠提高焊點性能、焊點質量的一種機器人焊鉗,其優(yōu)點主要包括:將各個焊點的焊接周期大幅度降低,能夠對焊鉗張開的程度加以精確控制;按照工件的實際情況,可以對焊鉗的張開角度任意進行調整,焊鉗開合所占的時間大大得以節(jié)省;焊鉗加壓閉合時,既能夠調整壓力大小,又可以輕輕的閉合兩電極,使得碰撞噪聲及碰撞變形減少。
2.4弧焊技術
弧焊是汽車行業(yè)中除了電阻焊又一種重要的焊接方法。現(xiàn)階段,弧焊技術已經(jīng)全面的應用到了汽車企業(yè)中,比如一汽解放汽車,基本上對二氧化碳焊接方法全面加以采用,并且在轎車領域,大量采用MIG/MAG焊接方法。隨著計算機技術、電子元器件及電力的發(fā)展,弧焊技術隨之得以迅速提高,歷經(jīng)多年的發(fā)展,弧焊技術已經(jīng)從以往的旋轉式直流電機朝著二極管機、晶體管、晶閘管整流焊機以及逆變式焊機發(fā)展,目前發(fā)展成為數(shù)字化逆變式焊機。
3.汽車焊接技術的發(fā)展展望
焊接自動化的應用及發(fā)展是系統(tǒng)性的一個發(fā)展過程,只有有效的匹配各種技術,才能夠實現(xiàn)焊接自動化高速度且高質量的發(fā)展。自動化技術、計算機微電子信息技術以及電子技術的發(fā)展,在很大程度上帶動了焊接自動化技術的迅速發(fā)展,尤其是信息處理技術、柔性制造技術和數(shù)控技術等的引入,推動了革命性的焊接自動化技術發(fā)展。
3.1智能化的焊接過程控制是焊接自動化的一個核心問題
智能化的焊接過程控制需要借助于焊接生產系統(tǒng)柔性化與焊接過程控制系統(tǒng)智能化實現(xiàn)。其中,柔性化的焊接生產技術發(fā)展方向是主體為弧焊機器人的多自由度柔性制造系統(tǒng),通過計算機綜合控制轉臺架和機器人,能夠滿足柔性的工件空間焊接要求,發(fā)展精確動態(tài)的跟蹤軌跡,進而進一步研究控制技術和傳感技術。而控制系統(tǒng)的智能化則需要人們高度重視焊接專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡控制及焊接過程模糊控制的發(fā)展。
3.2發(fā)展方向為自動化柔性生產系統(tǒng)
就當前而言,各大汽車生產廠家廣泛采取的形式就是自動化柔性生產系統(tǒng)。由于工業(yè)機器人的靈活性與自動化被大規(guī)模應用在汽車生產中,使用的主要是弧焊機器人、六自由度點機器人,而且機器人具備著焊鉗儲存庫,能夠按照不同的焊裝部位要求亦或是焊裝產品進行變更,從儲存庫中自動抓換需要的焊鉗。傳輸裝置逐步發(fā)展成為無人駕駛且柔性化的導向感性小車。許多焊接研究機構均在致力于研究將焊接技術與電、機、光激素密切結合起來,以此切實實現(xiàn)焊接的柔性化及精確化,是促進焊接自動化水平提高的有效途徑。各類焊接機械設備與數(shù)控技術的結合,可以提高焊接的質量控制水品及柔性化水平,是目前一個重要的研究方向。
3.3信息技術及計算機技術是必要基礎
隨著信息技術及計算機技術在工業(yè)領域的普遍應用,傳統(tǒng)的焊接生產方式實現(xiàn)了向“精量化”制造方式的可靠轉變?;趯嶋H建模機器人焊接過程的模擬仿真技術,提供了機器人、夾具、工件焊槍姿態(tài)的三維信息,在焊接夾具設計、工藝參數(shù)優(yōu)化和焊接過程策劃等環(huán)節(jié)得到大量應用,對準確獲取焊接位置信息、現(xiàn)場測試時間縮短和加快編制焊接程序等,具備著十分重要的應用價值。另外,仿真技術在焊后及評估的變形與應力預測中,同樣也得以應用。在設計新車型的階段,可以綜合性的考慮多種材料的沖擊性能、疲勞性能及連接方式,通過仿真接頭來進行適用性評價。
4.結束語
總而言之,汽車焊接技術的大力發(fā)展,各種新設備、新工藝、新技術及新材料的應用,必然能夠促進汽車工業(yè)的進步,進而使汽車制造業(yè)取得突破性的進展。
參考文獻:
[1]王治富.汽車焊接技術發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].焊接,2011(9).
[2]張晶.先進焊接技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].科技視界,2012(30).
“法蘭克福車展”創(chuàng)辦于1897年,是世界上最早舉辦的國際車展,同時也是規(guī)模最大的車展,每年9月舉辦一屆,它被稱為世界汽車工業(yè)“奧運會”和風向標,在這個最老的車展上,人們談論的都是未來,是關于汽車最新的故事。
而在今年的法蘭克福車展上,關于“未來”的聲音更加明確、宏大和集中。奔馳、寶馬、大眾,這三家世界汽車工業(yè)的頂級企業(yè)在這里不約而同談到了數(shù)字化、智能化、新能源將成為汽車產業(yè)的未來。
大眾汽車的“趨向未來”規(guī)劃
車展前夕,我們參加了大眾集團舉辦的“大眾之夜”活動,真實感受到了大眾的理念和理想。此次車展,集團旗下的大眾、奧迪、賓利、布加迪、蘭博基尼、保時捷、西亞特、斯柯達和大眾商用車品牌,紛紛攜新車亮相。
大眾汽車集團負責人表示:“身為歐洲第一大汽車制造商,我們正在進行自我重塑,并為此奠定技術、經(jīng)濟和結構基礎。通過開展‘趨向未來’規(guī)劃,率先將汽車行業(yè)的轉型列為首要命題。大眾并不只是銷售汽車和技術,而是代表著一種理念,一種生活方式,以及真正的持久價值。這是大眾的責任和動力,也是開創(chuàng)新局面的關鍵所在?!?/p>
自1984 年起,大眾汽車就開始進入中國市場,也是第一批在中國開展業(yè)務的國際汽車制造廠商之一,一直深受國內汽車愛好者的喜愛。我們也期望大眾汽車集團一直穩(wěn)居汽車行業(yè)的領導地位,設計和打造出更加完美的車型。
在大眾展館內,全新量產版Golf GTI Clubsport脫穎而出,讓公眾首次了解到有史以來動力最強勁的量產版GTI車型所具備的超凡駕駛性能。精致新穎的外觀設計和超前的研發(fā)技術,讓車迷們對未來汽車的發(fā)展有了更清晰的認識。大眾汽車集團在車展現(xiàn)場會上表示:“2020年以前,我們的所有新車將成為車輪上的智能手機。”這一成果令人期待。
參觀了法蘭克福車展之后,9月16日,我們的第二站來到有著“易北河上的佛羅倫薩”美稱的德國第二大城市--德累斯頓,這里被譽為歐洲最美的城市之一。我們走進位于易北河畔的大眾汽車豪華級轎車輝騰透明工廠,工廠于2001年底建成,是德累斯頓獨特的景觀之一。玻璃墻體的廠區(qū)內給人一種明亮、溫馨、透明的感覺,使內部生產流程盡收眼底。
跟隨講解員的生動解說,我們在體驗區(qū)域目睹并體驗了最精致的手工工藝和先進的創(chuàng)新技術。當進入生產區(qū)域時,既沒有聽到噪音,也沒有嗅到明顯的異味,和體驗區(qū)域自然和諧地融合到一起。這里的裝配工身著白大褂,帶著白手套進行零部件安裝,由物流機器人將裝好零部件的貨架送到各工位,整體氛圍感覺像在參觀高科技研究中心。
輝騰可以為每一位客戶進行私人訂制,提車時會舉行隆重的交車儀式??蛻暨€可以為自己的愛車親手按下車架與車身相結合按鈕,體驗完美的瞬間,這個結合的過程被稱為“婚禮”。很多人質疑輝騰的價值,參觀了透明工廠才了解它的可貴之處。
此行的最后一站是汽車城--沃爾夫斯堡,又稱狼堡,也是大眾汽車廠的所在地。由于涉及核心技術,參觀工廠時嚴禁攜帶拍照設備和手機。廠區(qū)建筑面積1.6公頃,工人們把自行車作為廠內的代步工具。在這里,我們能看到高爾夫、途安等車型的生產。在講解員的陪同下,我們乘車沿廠區(qū)通道參觀了各個生產線,機械化的生產流程使人目不暇接,也目睹了德國汽車業(yè)自動化生產和嚴謹?shù)钠嚢惭b流程。
大眾汽車博物館也坐落在汽車城內,這里風光秀麗,環(huán)境怡人。館內展示著各個年代的汽車,來參觀者可以了解汽車歷史和大眾汽車集團及旗下品牌的發(fā)展史。
概念車的未來與“三化”
此次法蘭克福車展上,奔馳展示了基于數(shù)字技術和智能化的全新“IAA空氣動力智能概念車”,彰顯了數(shù)字化為汽車本身帶來的種種好處;寶馬也認定電力驅動是汽車行業(yè)未來的重要方向。
關鍵詞:機械自動化技術;機械制造;數(shù)控技術
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、機械自動化的發(fā)展歷程
機械自動化的發(fā)展歷程大致分為四個階段:第一個階段是在上個世紀20年代的機械制造工業(yè)開始發(fā)展應用的。工業(yè)革命之后開始興起工業(yè)生產,工業(yè)的興起帶動了工業(yè)生產的發(fā)展,但是這個時候的機械制造業(yè)也逐漸隨著工業(yè)革命的熱潮出現(xiàn)了萌芽,直到上個世紀的20年代才逐漸發(fā)展起來。到了60年代以后,隨著市場的發(fā)展,機械制造行業(yè)逐漸趨向自動化方向發(fā)展,因為技術水平的限制,機械制造自動化只是針對計算機的柔性自動化。并且這也只是在機械知道的一些過程中被應用,機械制造的總體系統(tǒng)以及原理沒有出現(xiàn)變化。第二階段的機械自動化技術水平并不成熟,不能全面地提高生產效率和勞動效率。機械自動化的第三個階段則是在上個世紀70~80年代,國際上首先出現(xiàn)了計算機集成制造系統(tǒng)。當時的自動化水平需要巨額的投入,而在70~80 年代,由于經(jīng)濟水平不是很高,通常企業(yè)要承擔的經(jīng)濟風險也很大,并且加上當時的技術不高,很多難度大的問題得不到解決,因此機械自動化技術就停滯了下來。到了目前也就是機械自動化的第四個發(fā)展階段,機械自動化已經(jīng)開始向成熟性的方向發(fā)展起來,現(xiàn)在大部分的企業(yè)生產已經(jīng)采用了機械自動化的技術。不過隨著科學技術水平的逐步提高,機械自動化的技術也在逐步提高。
二、現(xiàn)階段我國機械自動化技術應用現(xiàn)狀
(一)企業(yè)缺少相應制造經(jīng)驗
我國機械制造業(yè)的自動化應用起步相對較晚,國家的機械自動化技術水平依然處于操作自動化階段,而沒有發(fā)展到機械智能化生產的階段。我國作為一個發(fā)展中國家,在機械自動化發(fā)展過程中,尋求技術實用性和適用性都是需要重點考慮的問題。在這一方面我們國家曾經(jīng)引入過一些擁有相關制造經(jīng)驗的單位和部門對于我國企業(yè)的自動化技術發(fā)展進行了相應的評定,但是由于我國綜合國情的限制和企業(yè)內部對于自動化生產機械的重視不足,導致我國在過去的相對一段時間內發(fā)展速度都十分緩慢,在發(fā)展過程中也遇到了許許多多的問題。所以說,我國現(xiàn)階段機械制造業(yè)的自動化水平還是相對較低的,國家對這方面也是充分重視,近些年來對于發(fā)展機械制造企業(yè)的自動化水平給予了充分的重視,企業(yè)和單位應該充分抓住這一時機,引進一些新技術和有相關技術經(jīng)驗的技術人員對企業(yè)的自動化發(fā)展做出相應規(guī)劃。同時,企業(yè)和生產單位也要摒棄過去的固步自封的錯誤發(fā)展觀念,積極吸收發(fā)達國家的相應生產經(jīng)驗,為我國機械制造業(yè)的機械自動化發(fā)展注入相應力量。
(二)智能化應用自動化技術水平欠缺
智能化是在制造過程中植入人工智能,通過計算機控制來提高自動化設備的運行效率。這一技術在西方發(fā)達國家得到了相當?shù)闹匾暸c廣泛的應用,這一應用大幅提高了生產效率,提高了西方國家機械生產企業(yè)競爭力。但是在我國,生產的主體還是傳統(tǒng)型的機械制造,以實際人工勞動力來生產相應的機械設備,而機械智能化的應用還是進展緩慢,企業(yè)缺少長遠的戰(zhàn)略眼光,沒有將智能化給予充分的重視,而且引進智能化技術會消耗大量的資金,這對于國內中小型企業(yè)來說無疑是相當不劃算的。所以,我國的機械智能化進展十分緩慢。在未來的生產和發(fā)展過程中,國家應該對機械智能化提高認識,從而加強我國機械制造企業(yè)的核心競爭力。
(三)應用過程缺少長期戰(zhàn)略性眼光
現(xiàn)階段,企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展勢頭不足,企業(yè)更多的是依賴于現(xiàn)有的技術水平,沒有引進新的自動化生產方案,這就使得單位的發(fā)展速度大幅降低
三、機械制造業(yè)中機械自動化的具體應用
目前,在機械制造行業(yè)中,機械自動化應用最多的就是數(shù)控技術,在機械制造業(yè)中的數(shù)控技術應用不部分都是依靠程序的存儲功能,以實現(xiàn)對不同機床的有序控制。簡單的說,數(shù)控技術是指通過利用電腦程序對生產機器進行控制,并按照工作人員預先變好的相關程式,對機械零部件進行加工的運行過程。
機械制造業(yè)中數(shù)控技術的應用是機械制造業(yè)信息化的重要組成部分,其具有以下特點:首先數(shù)控技術能夠對一些一般機床難以加工的復雜零部件進行加工。尤其是在對一些新產品進行研制和開發(fā)過程中,數(shù)控技術能夠有效地改變產品加工的工藝參數(shù),從而方便工作人員進行操作。其次,數(shù)控加工技術能夠有效地保證零部件的品質和精度,且能夠有效地節(jié)省了工作人員的工作時間。最后,機械制造業(yè)中數(shù)控技術的應用還能夠有效地提供工廠工具的管理水平,實現(xiàn)計算機輔助的制造標準。
現(xiàn)代機械制造業(yè)中的數(shù)控系統(tǒng)主要包括輸入設備和輸出設備兩大部分。
其中,整個計算機數(shù)控系統(tǒng)的主干是機床部分,也是實現(xiàn)機械制造加工的執(zhí)行部件。一般來說,機床是由主運動部件、進給運動部件、支承件以及一些特殊裝置組成。這些裝置的共同運作,才能夠促進整個系統(tǒng)的良好運行。CNC裝置則主要是由計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板以及通訊接口板等部分組成。該裝置的作用是根據(jù)已經(jīng)輸入的零件對加工程序進行相應地處理,同時系統(tǒng)會按照輸出控制的命令對相關的執(zhí)行部件進行有效地控制。總體說來,大部分工作都是由CNC裝置的內硬件和軟件進行相互協(xié)調和配合,才能夠使整個系統(tǒng)處于安全地運行中。PLC則主要用于完成與邏輯運算相關的順序動作控制,能夠接受CNC裝置的執(zhí)行指令,并及時地對控制信號進行譯碼和轉換,從而實現(xiàn)對輔助裝置的順利控制。同時,PLC裝置還能夠及時地接收操作面板和機床側的I/O信號,經(jīng)過CNC裝置處理后,以指令的形式輸出到CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作中。
比如,某汽車制造商在汽車生產的過程中則充分地引進了數(shù)控技術,進而極大地提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。該汽車制造廠計算機數(shù)控系統(tǒng)的設計如圖1所示,輸入設備多為紙帶閱讀機、紙帶穿孔機、磁盤驅動器以及光盤驅動器等。同時,這些也是該系統(tǒng)的控制介質。CNC裝置的類別為高級型裝置,聯(lián)動軸數(shù)為5,分辨率24m/min,CPU位數(shù)為32,主要以三維動態(tài)的形式顯示。同時,主軸部件采用的是內裝式主軸電機,最高轉速可達200000r/min,主軸轉速的最高加速和減速為1.0g。刀到刀的換刀速度為0.9秒,切削到切削的速度為2.8秒。一輛汽車的完整系統(tǒng)主要由發(fā)動機、底盤、車身以及電子電器設備四大部分構成。汽車在生產過程中操作人員往往需要對殼體進行數(shù)控加工。其中,發(fā)動機、底盤以及車身是常用的典型零件。制造設備則包括鉆床、車床、磨床以及滾齒機等。自動化生產線則包括加工機床、機器人、傳送鏈以及自動夾具等。如操作人員需要對汽車的車身進行噴漆和裝配,則需要借助機器人的優(yōu)勢,以提高汽車生產的效率和品質。焊接機器人的應用能夠自動地完成相關零部件的組接,以提高工作效率。焊接機器人主要是由機器人和焊接設備兩個部分組成。其中,焊接設備多由焊接電源、送絲機以及焊槍等部分組成,智能機器人則多由傳感系統(tǒng)裝置組成。在實際的汽車生產過程中,大多數(shù)的工件需要在焊接的過程中進行變位,并要保證焊縫處于一個良好的狀態(tài)才能夠進行焊接作業(yè)。
圖1 計算機數(shù)控系統(tǒng)示意圖
在汽車底盤的焊接過程中,該制造企業(yè)用點焊機器人代替一些弧焊作業(yè),極大地縮短了短距離內運動的時間。尤其是在對車體下部的零件進行焊接時,需要對較高的機器人進行組裝,然后對車體上部共同進行加工,以相應地減少汽車焊接生產線的長度。其主要采用的是沖壓焊接,板厚平均為4mm,且多以搭接、角接接頭形式為主,因而極大地提高了汽車焊接的質量,同時還能夠保證汽車的安全性能。根據(jù)不同的產品產量以及用戶的需求,該汽車制造廠高速加工中心生產線則主要布置成混合式,能夠充分地結合并聯(lián)式和串聯(lián)式的優(yōu)點,從而得到最理想的生產效率,同時還能夠保證分期上批量時的生產線布置。
結語
近些年來,我國陸續(xù)推出一系列的政策來推動生產單位對于自動化機械的研究和應用,事實證明取得了相當豐厚的成果。在未來的發(fā)展過程中,生產單位也要充分的重視到自動化技術對于生產過程中的眾多優(yōu)勢,充分利用自動化技術,為我國機械制造業(yè)提供更大的發(fā)展空間。
參考文獻
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我國傳感器行業(yè)近幾年呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢,增長幅度超過20%,未來將在物聯(lián)網(wǎng)、汽車、機器人、可穿戴設備等產業(yè)的需求拉動下,呈現(xiàn)快速的發(fā)展。本文針對目前傳感器市場的現(xiàn)狀,從技術層面和應用領域層面提出了未來傳感器行業(yè)的發(fā)展趨勢。
【關鍵詞】傳感器 技術發(fā)展 應用趨勢
中國傳感器的市場近幾年一直持續(xù)增長,增長速度超過20%,傳感器應用四大領域為工業(yè)及汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品專用設備。目前我國從事傳感器的生產和研發(fā)的企業(yè)已經(jīng)多達1700多家,所生產的產品覆蓋工業(yè)自動化、農業(yè)現(xiàn)代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發(fā)、海洋探測、環(huán)境檢測、安全保衛(wèi)、家用電器、醫(yī)療診斷、交通運輸?shù)阮I域。傳感器在科學技術領域、工農業(yè)生產以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的越來越高的要求是傳感器技術發(fā)展的強大動力,而現(xiàn)代們學技術突飛猛進則提供了堅強的后盾。隨著科技的發(fā)展,傳感器也在不斷的更新發(fā)展。傳感器的市場規(guī)模也將在市場需求額推動下大幅增長。據(jù)預測,未來幾年,中國傳感器市場規(guī)模在物聯(lián)網(wǎng)、智能化浪潮等的推動下,將達到1200億元左右。
傳感器產業(yè)的發(fā)展將在市場需求的推動下不論是在技術層面還是在應用領域方面,都將呈現(xiàn)嶄新的趨勢。
1 技術發(fā)展趨勢
從技術發(fā)展來看,未來傳感器技術的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾點:
(1)利用新的理論、新的效應研究開發(fā)工程和科技發(fā)展迫切需求的多種新型傳感器和傳感技術系統(tǒng)。隨著科技的發(fā)展以及傳感器在各個領域的應用,人類社會對傳感器提出的更高更新的要求。
(2)側重傳感器與傳感技術硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化。利用集成電路微小型化的經(jīng)驗,從傳感技術硬件系統(tǒng)的微小型化中提高其可靠性、質量、處理速度和生產率,降低成本,節(jié)約資源與能源,減少對環(huán)境的污染。這種充分利用已有微細加工技術與裝置的做法已經(jīng)取得巨大的效益、極大地增強了市場競爭力,例如:80年代進口一套AE傳感器及其住處預處理硬件的成本已被降至原來的百分之幾到千分之幾,使我國經(jīng)“七五”和“八五”攻關的產品化系統(tǒng)處于無力競爭的地位。后者采用獨創(chuàng)的寬帶高精度AE傳感器和厚膜集成電路預處理硬件,但其成本仍比國外先進的產品高數(shù)倍到數(shù)十倍。在微小型化中,為世界各國注目的是納米技術。
(3)集成化。進行硬件與軟件兩方面的集成,它包括:傳感器陣列的集成和多功能、多傳感參數(shù)的復合傳感器(如:汽車用的油量、酒精檢測和發(fā)動機工作性能的復合傳感器);傳感系統(tǒng)硬件的集成,如:信息處理與傳感器的集成,傳感器―處理單元―識別單元的集成等;硬件與軟件的集成;數(shù)據(jù)集成與融合等。
(4)研究與開發(fā)特殊環(huán)境(指高溫、高壓、水下、腐蝕和輻射等環(huán)境)下的傳感器與傳感技術系統(tǒng)。這類傳感器及傳感技術系統(tǒng)常常是我國缺少的一類高新傳感技術和產品。
(5)對一般工業(yè)用途、農業(yè)和服務業(yè)用的量大面廣的傳感技術系統(tǒng),側重解決提高可靠性、可利用性和大幅度降低成本的問題,以適應工農業(yè)與服務業(yè)的發(fā)展,保證這種低技術產品的市場競爭力和市場份額。
(6)徹底改變重研究開發(fā)輕應用與改進的局面,實行需求驅動的全過程、全壽命研究開發(fā)、生產、使用和改進的系統(tǒng)工程。
(7)智能化。側重傳感信號的處理和識別技術、方法和裝置同自校準、自診斷、自學習、自決策、自適應和自組織等人工智能技術結合,發(fā)展支持智能制造、智能機器和智能制造系統(tǒng)發(fā)展的智能傳感技術系統(tǒng)。
2 應用趨勢
從傳感器的應用領域來看,未來傳感器在以下幾大領域的應用需求將會大幅增長。
2.1 汽車產業(yè):智能化升級,傳感器先行
在科研、產業(yè)和政府的合力之下,全球汽車智能化升級的浪潮正奔騰而來。當下的智能汽車仍處于產業(yè)鏈發(fā)展由第一階段(以汽車制造商為中心)向第二階段(汽車制造商與電信運營商、汽車電子廠商、軟件廠商影響力此消彼長)過渡的初期,短期內需求增長最為確定的零部件主要是智能感知設備,尤其是包括攝像頭、車用雷達在內的各類傳感器等。
2.2 機器人:產業(yè)迎來爆發(fā),拉動傳感器需求
人工替代和產業(yè)升級兩大因素驅動我國工業(yè)機器人市場快速增長,而家用服務機器人相對于人工成本的上升正顯現(xiàn)出越來越高的性價比。未來以e-皮膚為代表的高智能化零部件投入機器人生產制造將大大提升單個機器人使用傳感器的數(shù)量。疊加機器人需求的爆發(fā)性增長,相關傳感器未來幾年的增速有望遠遠超過工業(yè)機器人行業(yè)或服務機器人行業(yè)的需求增速。
2.3 可穿戴設備:巨頭競相布局,傳感器點石成金
全球幾大消費電子巨頭紛紛搶占可穿戴設備市場,其中以谷歌眼鏡為首的綜合智能終端最具平臺潛質,很可能成為繼電視、電腦、手機之后的“第四平臺”預計到2016 年可穿戴設備的市場規(guī)模將達100 億美元。傳感器已成為可穿戴設備產業(yè)鏈中的點金石,是硬件產業(yè)鏈上機會確定性較強的一塊領域。未來可穿戴設備的發(fā)展將會拉動對傳感器的市場需求。
2.4 物聯(lián)網(wǎng):政策大力推動,傳感器基礎必備
目前,我國物聯(lián)網(wǎng)應用已經(jīng)進入到實際運用階段,并且隨著我國近幾年物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)政策的密集出臺,以及關于物聯(lián)網(wǎng)各種發(fā)展專項資金的突出,我國物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)將出現(xiàn)井噴式的發(fā)展,而作為物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈上游的傳感器,并且傳感器是整個物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)中需求量最大和最為基礎的環(huán)節(jié),將隨著物聯(lián)網(wǎng)的逐步普及,未來將對傳感器的市場需求產生很大的拉動。
我國傳感器行業(yè)市場進入壁壘比較低,市場競爭激烈,整個市場基本處于完全競爭的狀態(tài),企業(yè)如何能夠從眾多的競爭對手對手中脫穎而出,迅速的占據(jù)市場份額。關鍵就看企業(yè)能否掌握未來技術發(fā)展趨勢,加大技術研發(fā),并且迅速布局下游應用領域,取得先發(fā)優(yōu)勢。所以,企業(yè)在發(fā)展過程中,要緊貼市場脈搏,根據(jù)市場需求,加大研發(fā)投入,爭取在快速發(fā)展的下游應用領域占據(jù)一定的市場份額,保持企業(yè)的可持續(xù)增長能力。
參考文獻
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