現(xiàn)代汽車制造技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、現(xiàn)代汽車制造技術現(xiàn)狀及發(fā)展 趨勢現(xiàn)代汽車制造技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢高星星（大連交通大學 機械工程學院 ，遼寧 大連116028)摘要：本文結合汽車制造技術的產業(yè)發(fā)展重要性，從汽車制造技術管理方面、設計方面、制造工藝方面、自動化方面 做了剖析了中國汽車現(xiàn)階段制造技術的發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了相應的未來發(fā)展趨勢預測。本文指出，信息化對制造技術的進 步的推動作用越來越重要，各方面的精密加工也具有一定的進步空間。另外，本文針對敏捷制造技術又做了相關介紹。關鍵詞：汽車制造技術 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢Hyundai Motor Manufacturing Technology Status and Development

2、Trend(College ofMachineGao,Xingxingian Jiaotong University, Dalian 116028, China)Abstract: In this paper, Combining the importance of the development of industry automobiles manufacturing technology. From the car manufacturing technology management, design, manufacturing processes, automation ,it ha

3、s done analysis of the Chinese automobile manufacturing technology development status at this stage. And the corresponding forecast of future trends. This paper points out, Information on the manufacturing technology increasingly important role in promoting. All aspects of precision machining also h

4、as some room for improvement. In this paper, agile manufacturing technology has made related presentations.Key words: automobile Manufacturing Technology Status quo Trends0 前言在最短的時間內、以最好的質量、低的成本和最優(yōu)的是純粹的技術產品，而是現(xiàn) 代汽車新技術和先進的管理模式相結合的結晶。現(xiàn)代汽車制造技術的從專業(yè)角度講，汽車制 造技術是汽車設計圖紙（或三維數(shù)模），通過一系列的工藝方法和裝備，變成符合20 世紀80年代以來，

5、 計算機和網絡技術的迅速 發(fā)展和普及，不僅改變了人 類社會的技術特征，也對人 類的社會、經濟和文化等方 面產生了深遠的影響。一方 面，隨著經濟的發(fā)展和人們 生活水平不斷提高，追求多 樣化、新穎化成為社會風 尚，人們對消費品的要求也 越來越高，希望產品有自己 的特色。另一方面，隨著信 息時代的到來，制造業(yè)面臨 的環(huán)境也不斷改變，更加難 于預測，人們需求的多樣化 也迫切要求汽車制造企業(yè) 生產出顧客化的產品，并促 使汽車制造企業(yè)競相采用 更加先進的制造技術，以便 服務來開發(fā)出適應市場需 求的新產品，在激烈的市場 競爭中謀得生存與發(fā)展 .正 是在這一大環(huán)境下，現(xiàn)代汽 車企業(yè)的制造技術必須獲 到突飛猛進

6、的發(fā)展，以適應 不斷變換的市場和消費者 對汽車越來越高的個性化 要求。汽車是技術含量很高 的產品，現(xiàn)代汽車更不單單發(fā)展包括了方方面面的發(fā) 展，例如新型制造技術的發(fā) 展，刀具工藝的發(fā)展，激光 焊接技術的發(fā)展，材料科學 技術的發(fā)展，網絡技術的發(fā) 展等等，這些發(fā)展變化不勝 枚舉，為了抓住汽車制造技 術本質的發(fā)展趨勢，本文將 從現(xiàn)代汽車制造技術的宏 觀角度來闡述其發(fā)展歷程， 現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢 .這 里的汽車制造技術不是一 般單指加工過程的工藝方 法，而是橫跨多個學科、包 含了從產品設計、加工制 造、到產品銷售、用戶服務 等整個產品生命周期全過 程的所有相關技術，涉及到 設計、工藝、加工自動化、 管

7、理以及特種加工等多個 領域，并逐步融合與集成。1設計圖紙及數(shù)模全部技術 要求的汽車商品的全過程。 它包含原材料狀態(tài)的選擇、量的80%取決于制造質量，計師需要通過制造技術，在車產業(yè)發(fā)展的動力。在中國毛坯制造、成形加工、切削 加工、表面涂飾、裝配試驗、 檢測、輸送、生產線布置、 物料供應等多學科、多專業(yè) 的關聯(lián)度極廣、相互影響極 為密切的復雜系統(tǒng)。它直接 關系到產品的質量、可靠 性、成本和競爭力。汽車質 汽車成本的70%來源于制造 成本，汽車產品市場需求反 應靈敏度也有50%以上取決 于制造技術。制造技術水平 的高低直接決定了汽車生 產企業(yè)在市場競爭中的生 存與發(fā)展。縱觀全球汽車工 業(yè)的發(fā)展，汽車

8、制造技術和 汽車產品技術是推動汽車 產業(yè)前進的兩個缺一不可 的輪子。從某種意義而言， 汽車制造技術這個輪子更 為重要，因為它涉及面更 廣，涉及技術更復雜，加權 值也就更高。先進的汽車產 品技術、創(chuàng)新的汽車產品設 制造出的產品上來體現(xiàn)。因 此汽車制造技術是汽車產 品技術創(chuàng)新的重要支撐、汽 汽車行業(yè)內外一致強調要 由大到強，要走自主創(chuàng)新、 自主發(fā)展，要走向世界時，更應該重視我國汽車制造 技術的現(xiàn)狀和發(fā)展，而現(xiàn)實 的狀況并不令人寬慰。加強 汽車制造技術的開發(fā)與提升已刻不容緩。1 現(xiàn)代汽車制造技術發(fā)展規(guī)律汽車工業(yè)是一條從產 品研發(fā)、生產制造、銷售服 務的完整產業(yè)鏈，制造技術是這條產業(yè)鏈上重要的環(huán)。回顧

9、世界汽車工業(yè)和我國汽車工業(yè)發(fā)展的歷史，不難看出汽車制造技術的發(fā) 展是緊緊地和汽車工業(yè)發(fā) 展連在一起的。行業(yè)通過仿造、測繪，開始制造汽車生產裝備，帶動了20 世紀 50 年代蘇聯(lián) 援建第一汽車廠，汽車制造 大量流水生產概念和方式 首次引入我國，采用了大量 的專用設備、組合機床和自 動半自動生產線。我國裝備 我國裝備工業(yè)的發(fā)展。來，通過試驗和移植用于二汽，同時吸收國外部分適合 我國國情的先進汽車制造自主建設的第二汽車 廠，是用“聚寶”方式將分 散在各行業(yè)中適合汽車制 造的先進制造技術聚集起爐熔化工藝和設備，大型機械鍛壓機生產線，開卷落料技術，由裝備制造廠自主開 發(fā)出大量實現(xiàn)這些新技術 的設備，如氣

10、缸體大平面拉 削工藝及設備，各種殼體、 軸類機械加工及檢測自動 線，微震高壓造型線，工頻 自動線，保護氣體滲碳淬火 工藝和設備等，已達到當時世界商用車制造的先進水平。20 世紀 80 年代汽車工業(yè)進入了技術引進、合資 建廠的階段。汽車產能得到快速增長，一批具有世界先進制造技術水平的轎車生產基地建成投產，使我國汽車制造技術和裝備水平又于我國裝備行業(yè)發(fā)展的速度，一些先進制造技術所需的裝備，國內仍不能提供，因此國內設備對汽車工業(yè)的裝備率有所下降。進入21 世紀，面對全一次快速提升，同時也學習 和實踐了先進的汽車工廠 設計與建設方法。當時，在 合資企業(yè)談判中，我們一再 堅持關鍵設備進口，一般設 備爭取

11、國產或和國內設備 廠聯(lián)合制造，但由于國外制 造技術的提升速度大大快球化競爭，國外裝備行業(yè)紛紛進入中國市場，控制核心技術，工廠規(guī)劃和設備全球 招標成為法定規(guī)則，特別是 汽車行業(yè)制造技術進入了以數(shù)字化制造為特征的新 階段，高要求的新裝備進口大幅增長，國內裝備行業(yè)無法依賴貿易保護，只能提高 自主創(chuàng)新能力和核心競爭 力，做強做大.汽車裝備行業(yè) 的振興規(guī)劃已上升到戰(zhàn)略層面。22 現(xiàn)代汽車制造技術發(fā)展過程及現(xiàn)狀現(xiàn)代汽車制造已經從 過去的傳統(tǒng)制造漸漸轉變 到先進制造技術 AMT(AdvancedManufacturing品設計、制造、檢測、管理、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變的市場的適 應能力和競爭能

12、力的制造技術的總稱，也是取得理想Technology)。它是在傳統(tǒng)制 造的基礎上，不斷吸收機 械、電子、信息、材料、能 源和現(xiàn)代管理技術等方面 的成果，將其綜合應用于產 銷售、使用、服務的制造全 過程，以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、技術經濟效益的制造技術 的總稱。32.1管理方面工業(yè)發(fā)達國際廣泛采術、電磁加工技術、超塑加 工技術以及復合加工技術 等新型加工方法。我國普及 率不高，尚在開發(fā)、學習之 中。用計算機管理，重視組織和管理體制、生產模式的更新2.4 自動化技術方面發(fā)展，推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、 精益生產(LP)、并行工程 (CE)等新的管理思想與技汽車上的現(xiàn)代制造自 動化技術方面

13、大致包括以 下三方面：術。我國只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計算機輔助管 理，多數(shù)小型企業(yè)仍處于經C.4.1 數(shù)階段罪，Numerical驗管理階段，如一汽、二汽、 上汽等。這是告別傳統(tǒng)機械是2.2設計方面工業(yè)發(fā)達國家不斷更新設計數(shù)據(jù)和準則，采用新 的設計方法，廣泛采用計算 機輔助設計技術(CAD/CAM)，大型企業(yè)開始無圖紙的設計和生產 .加工技術的第一步，是伴隨 著數(shù)控機床和數(shù)控加工中 心所成長起來的。數(shù)控的出 現(xiàn)給汽車制造帶來了革命 性的變革，其先進的自檢能 為，長期工作的可靠性，以 及向著高速，高精度發(fā)展的 特點，使得汽車制造的生產 效率大大提高。同時也使汽我國采用 CAD/CAM 技術車

14、制造技術具有更強的通的比例還有待進一步提高。訊能力，加強了圖象編程和 顯示功能。2.3制造工藝方面工業(yè)發(fā)達國家較廣泛地采用高精密加工、精細加 工、微細加工、微型機械和 微米/納米技術、激光加工技柔 性 制 造 系 統(tǒng) (Flexible ManufacturingSystem)階段為了適應客戶需求多樣化的要求，20 世紀70年代以來又有一批新技術涌 現(xiàn)出來，并很快應用到汽車 制造領域中。這一階段的發(fā) 展是隨著CAD, CAM,機 器人制造技術，成組技術 (GT,Group Technology) 等先進技術的誕生和應用 而發(fā)展起來的。FMS技術 就是在這些先進技術基礎 上,為了滿足客戶越來越多

15、 樣化的需求而誕生的。它使 汽車制造企業(yè)適應了客戶 和市場的需求變化,兼顧了 生產效率和生產的靈活性, 使汽車企業(yè)在生產上具有 一定的 “靈活性”(flexibility)。它的誕生不僅使人的勞動強度大大降低,同時使產品設計更加可 靠,產品質量得到保證。計算機集成制造 (Computer Integrated Manufacturing System)階 段計算機集成制造系統(tǒng)體的制造系統(tǒng)。它引入了CAD、CAM 集成技術、計(CIMS)產生于20世紀80 年代,它是集產品設計、產 品制造、企業(yè)經濟管理于一 算機輔助工藝計劃(CAPP)、 決策支持系統(tǒng)(DSS)、管理與先進管理的理想結合,使企業(yè)

16、更加適應當今汽車市場的風云變幻。現(xiàn)在世界上絕大多數(shù)汽車大國和汽車企業(yè)都處在自動化技術的 第二和第三發(fā)展階段。隨著以信息技術為代 表的高新技術的日新月異,發(fā)展方面實例管理準時生產、敏捷制造、精益生產、并行工程設計計算機輔助設計技術(CAD/CAM)制作工藝高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術自動化技術數(shù)控、柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造表一 現(xiàn)代汽車制造技術發(fā)展現(xiàn)狀3 未來汽車制造技術的發(fā)展趨勢信息系統(tǒng)(MIS)、物料需求 計劃(MRPI)、制造資源計 劃(MRP 一II)、信息技術 (IT)和仿真技術等先進技 術。CIMS具有全盤自動 化、最優(yōu)化、

17、智能化、分布 式通信網絡等特征,它是柔 性制造單元(FMC)、柔性自 動線(FML及先進管理模式 的集成系統(tǒng),是柔性、效率隨著汽車市場需求個性化 與多樣化的演變，未來汽車產業(yè)發(fā)展的重要特征是向3.2 汽車設計技術的不斷現(xiàn) 代化。全球化、網絡化、虛擬化方化、集成化及管理創(chuàng)新方向向發(fā)展，未來汽車先進制造 技術發(fā)展的趨勢是向精密 化、柔性化、虛擬化、網絡 化、智能化、敏捷化、清潔 發(fā)展。汽車產業(yè)發(fā)展對先進 制造技術(AMT)的需求越來越強烈。43.1 信息技術對汽車先進制 造技術的發(fā)展起著越來越 重要的作用信息化是當今社會發(fā) 展的趨勢，信息技術與傳統(tǒng) 制造技術相結合，將使汽車 制造業(yè)的生產方式發(fā)生革

18、 命性變革.信息技術促進著 設計技術的現(xiàn)代化；成形與 加工制造的精密化、快速 化、數(shù)字化；自動化技術的 柔性化、集成化、智能化； 整個制造過程的虛擬化、網 絡化、全球化。汽車先進生 產模式的發(fā)展，如網絡化制 造、并行工程、精益生產、 敏捷制造、虛擬企業(yè)與虛擬 制造，也無不以信息技術的 發(fā)展為支撐?，F(xiàn)，如并行設計，面向X現(xiàn)代汽車設計技術的 主要發(fā)展趨勢：一是設計方 法和手段的現(xiàn)代化。二是新 的設計思想和方法不斷出 的設計 DFX(Design For X), 健壯設計(Robust Design),反求工程技術等。 三是向全壽命周期設計發(fā) 展。第四,設計過程、快速 造型和設計驗證,由單純考 慮技

19、術因素轉向綜合考慮 技術、經濟和社會因素。汽車成形技術向精密成 形或稱凈成形的方向發(fā)展。展望21 世紀,制造工 件的毛坯正在從接近零件 形 狀 (Near Net Shape Process)向直接制成工件即 精密成形或稱凈成形 (Net Shape Process)的方向發(fā)展。 精密鑄造技術、精密塑性成 形技術、精密連接技術等精 密成形技術將獲飛速發(fā)展。汽車加工技術向著超精 密、超高速以及發(fā)展新一代 制造裝備的方向發(fā)展目前,超精加工已實現(xiàn)亞微米級加工，并正在向納 米加工時代邁進，加工材料 由金屬擴大到非金屬；超高 速切削用于鋁合金的切削 速度已超過1600米/分，鑄 鐵為1500 米/分，可

20、以近10 倍地提高加工效率并提高 加工件的性能。汽車制造工藝、設備和 工廠的柔性和可重構性將 成為汽車企業(yè)裝備的顯著 特點汽車個性化需求和不 確定的市場環(huán)境，使得制造 資源的柔性和可重構性將 成為21 世紀汽車企業(yè)裝備 的顯著特點。先進的制造工 藝、智能化的軟件和柔性的 自動化設備、企業(yè)的柔性發(fā) 展戰(zhàn)略，構成未來汽車企業(yè) 競爭的軟、硬件資源。54 敏捷制造(Agile Manufacturing)技術面對競爭日趨激烈和需求不斷變化的國際市場， 汽車制造企業(yè)的生存與發(fā) 展將取決于其響應客戶需 求的敏捷能力。敏捷制造(AM)技術提出后，被認為是 全面提高制造企業(yè)競爭能 力的21世紀制造策略。敏捷

21、技 術 與 企 業(yè) (Agile Technology & Enterprise) 以 靈活應變?yōu)槟繕耍谌嵝?技術、知識化熟練工人及創(chuàng) 新的管理機制。其基本原理 是采用標準化和專業(yè)化的 計算機網絡和信息集成基 礎結構，以分布式結構連接 各類企業(yè)，構成所謂的虛擬 公司(Virtual Company),甚 至 全 球 制 造 ( GlobalManufacturing)環(huán)境，以競 爭合作為原則，在虛擬制造環(huán)境內動態(tài)選擇成員，組成面向任務的虛擬公司進行快速生產，大限度地滿足客戶需求。AM采用動態(tài)優(yōu) 化，并行處理生產過程中的 各種問題，也就是并行工程 的思想.并行工程(CE)是系 統(tǒng)工程與系統(tǒng)理

22、論在制造 業(yè)的應用，是一種對產品及 其相關過程(包括制造過程 和有關的支持過程)進行平 行、一體化設計的系統(tǒng)化工 作模式，這種模式力圖使開 發(fā)人員從一開始就考慮到 產品生命周期中的一切因 素，包括質量、成本、進度 計劃和用戶需求.AM采用 快速原形法等虛擬生產技 術，以便降低產品成本。其 基本出發(fā)點是既重視經濟效益，又重視社會效益，以 便樹立良好的企業(yè)形象，為 此提出了面向環(huán)境(DFE)的 綠色設計的設計思想。AM 的管理技術在計算機網絡 信息基礎上構成虛擬環(huán)境， 根據(jù)客戶需求和社會經濟 效益動態(tài)組成虛擬公司。 AM的信息技術是基于開放 式計算機網絡的信息集成 框架。其雇員策略就是使每 個員工都把自己視為整個 企業(yè)中的一個積極組成部 分，并運用自己的技能和創(chuàng) 造力為其所在的工作組及 企業(yè)的成功作出努力。敏捷 制造是經濟全球化的必然 趨勢和體現(xiàn)，它的發(fā)展和應 用還有待進一步探索和研 究。參考文獻料,2008(9).Zhu Weicheng. Automotive Manufacturing Technology Development (II)J. Automotive Technology and Materials,2008(9).4朱偉成.汽車制造技術發(fā)展研究(一)J