摘要：文章主要介绍了汽车产品的日趋多样性、复杂性和短生命周期，多样化、高个性化的定制生产方式将成为市场主导，以及汽车行业涂装技术所面临的许多全新挑战，而汽车涂装智能化也将成为企业应对新挑战的理想方向，并是我国汽车涂装的未来发展趋势，要达到汽车涂装制造智能化的理想实现，优秀的生产技术积累、完备的生产线柔性、以及重要的工艺创新将是必须条件。
关键词：汽车涂装；新挑战；发展路径
引言：车辆生产制造的四大工艺中，涂装方法和技术参数繁多复杂，自动化水平和管理要求很高，一旦涂装工艺中发生故障，检测和消除比较麻烦，会冲击制造设备。综合而言，建设汽车涂装的企业投入高、周期长，投产后的经营管理工作较其他三项工序困难较大，但企业实用性也较强。当模型在大小、质量、覆盖区域、覆盖标准等方面差异很大时，必须牺牲成本、效率甚至质量来实现灵活覆盖。可见，在传统的整车四大工艺生产工艺中，涂装工艺发挥着非常重要的作用，在柔性生产方面具有一定的优势。
一、汽车涂装面临的新挑战
（一）产品材料多样化、结构复杂化和开发的短周期趋势
汽车成为主要的交通和旅行手段，已经成为世界可持续发展的需要，有关政策将日趋完善和严格。无论是提升普通车辆的燃料质量，还是发展汽车，一个共同的问题是，汽车价格的不断降低和各大汽车企业的新选择。全铝汽车和碳纤维行业车身工艺已经成熟，但因为成本问题而没有广泛应用。一个资料指出，在汽车行业可以承受的最轻化成本是每降低一公斤重量2~10欧元。在中国，所能接受的成本不比欧美高，也是为何中国在"节能与新能源汽车技术2.0路线图"中，重点是“多用途设计+多部件”的应用。车身使用了多材质的复合车身。现代汽车标志
新车的诞生周期(从立项到量产)是市场竞争力的关键标志。此前，普通建设的周期通常是三十六个月以内，现在减少至二十四个月。一般的前期生产与准备周期(模具/工具开发、工艺验证、工厂建设和试生产)，大约是24个月，目前正在减少到24个月内更短的时间。为减少涂装工序检验与涂装线施工(大修)的时间，需要从设计进一步提高涂装工序的检验技术水平，即同步检验。否则，非但无法缩短新涂装的准备时间，还可能由于前期检测工作不全面而导致反复延期[1]。
（二）用户需求的个性化和订单的即时交付趋势
我国汽车市场个位数增长已成常态，产能过剩出现，整个行业进入转型调整期。无论型号或交付周期如何，定制化、按订单生产和立即交付是一种转变生产的新方式。汽车涂装的生产工艺必须适应高性能涂装的要求（不同的车型、不同的加工方法、不同的油漆体系、不同的颜、不同的图案等）。
（三）日趋迫切的环境友好及高质量发展要求
节能环保，不断降低资源消耗和涂料消耗，提质增效，降低成本一直是汽车涂料科技发展前进的主要动力，节能环保和资源利用有效的程度也是重要标志着汽车涂料的技术先进性。在中国“十四五”规划和二零三五年远景规划非常明确:“要制定到二零三零年实现碳排放达峰的行动计划，巩固到二零六零年实现碳中和的努力。评价、完善的有关规定和质量控制标准也进一步提高。另外，汽车涂装中节能环保和提升环境资源效益的难题，是目前车辆涂装中存在的最严重问题。而对于中国当前车辆涂装的整体发展水平，目前还没有该领域成熟的参考经验，也是全球性面临的一个共性问题。
二、涂装智能化是应对挑战的必由之路
基于数据物理体系、智慧生产以及其他智慧产品的智能生产正推动生产方式的转变。中国智能制造业目前已成为与全球汽车制造业竞争的关键战略引领者。中国实施汽车高质量制造国家战略(中国制造2025)的核心目标是实现汽车智能制造，其中尤以节能和新能源汽车是我国十大重点的优先发展领域之一。在由中国汽车技术协会制定并发布的《节能与新型汽车技术路线图2.0》报告中表示，“受中国新一轮的汽车科技革命影响，智能制造技术已成为我国汽车制造业发展的关键战略方向”。一个行业。智能生产模式是中国汽车生产的关键路径。产业打破技术障碍，完成设计、制作、服务一体，完成产品升级。尽管上述的一系列任务，都遵循着质量、成本与效率这个永恒的主题，但汽车涂料的多样性和不确定性却越来越大，而智能涂料将为解决上述瓶颈问题创造新条件，也成为了汽车涂料市场的全新挑战，是高质量发展的必然选择。
（一）基于数字孪生的智能制造系统是应对挑战的必然选择
智慧制造是指通过对新一代信息通讯技术和先进生产信息的深入糅合，渗透到公司设计、制造、质量管理、客户服务等生产活动的各个环节，具有自我意识、自省等功能。学习、自己决策、自我实现和自发展、自己的生产方式。它的特点表现为以智慧企业为平台，以
中央企业环节的自动化为基础，以互联网为媒介，以信息的持续传递为基础，推动智能制造的进一步提升。提质增效、搞活加工业。总的来说，智慧制造旨在通过网络空间与物理空间之间的大数据自动流转，形成状态认知、信息分类、科学决策和精细实施的信息闭环，以处理制造流程中的复杂度与不确定性问题，和服务系统的应用，以提升资源配置效能，从而实现资源优化。其本质在于利用人工(类似于人脑感知和行为)在生产系统中的应用。具有进行自我意识、主动认知、主动判断、自行决定、主动进行学习的能力。智能系统的主要特点如图1所示。
图1 初级智能、恒定智能和开放智能系统示意
（二）涂装智能化已开始起步实施
自2015年引入智能制造以来，在各行业发展迅速，在汽车行业，从基础研究到技术应用，正在实施项目，并正在使用一些示范项目（包括汽车涂装设备）。虽然初步实施效果尚未得到广泛采用，但数字孪生智能覆盖技术可以为系统存在的交通运输问题（多样性/复杂性、生产时间随机、流程控制、品质效益更高)等理想的解方案。将生产数据分析孪生，与制造技术、生产流程的数据双胞紧密结合，可以实现生产流程定义、虚拟覆盖设计(人机/机器人仿真、制造过程仿真等)、KPI监控、能力评估过程[2]。生产设备优化、预防性维护/维修/保养。同时在产品设计阶段，实现根据建模的虚拟验证(动态3D涂装工艺仿真、人体工程学仿真、机械化输送机仿真等)；实现根据建模的涂装工艺、涂装车间设计/厂区策划(产品数据查询、工艺技术架构搭建、施工模式搭建、施工内容搭建、施工卡片制作、数控编程、厂区方案设计等)；与企业建设共同开展了采用建模的涂装平台/工厂建设，并开展了虚拟测试工作；在批产运行中，通过采用建模的生产闭环执行系统(高级排产、运行信息管理、控制、生产设备采集)和采用建模的涂装产品质量测试(关键参数及产品质量检测程序、测试运行、测试数据输出使用、检测报告产生、测试数据集成关联)等，在改进产品质量和工作效率、成本等工作领域方面，不断起到了改善服务的效果。
三、实施涂装智能化的必要基础前提
智能涂装技术的应用不同于我国近几十年来推广新型涂装技术。这对于任何的企业而言都是一个开创性的做法。主要涉及技术创新、商业模式创新和企业制度创新，还需要建立一个或多个合适的系统。从点线到面上的拓展，从信息技术改革到组织管理体系改革的发展。可以说，不断进步只是起始，不是终结。为了确保智能绘画的顺利引进，良好的基础技汽车制造社会化程度高，制造规模大，生产技术条件复杂，分工优良，与产品合作范围广泛，以保证高度的生产技术标准统一与协作，使制造功能正常，亦即，现代汽车漆装制造的高度规范化，生产基地也是智能着的必要条件。尽管智能制造的基础与技术标准体系可能在国内外市场和汽车行业中普遍存在，但公司自己的生产技术标准体系更重要。生产线灵活性和重大技术突破，否则，即使有智能设备的应用，也很难达到预期的效果。
（一）涂装的基础技术积累标准化、在线化
企业制造现代化水平高，制造数量多，工艺条件复杂，分工精细，企业联合广泛，具有高度的工艺整合与协同，使制造工作正常，现代汽车制造的标准化，基地也是智能化着的必要条件。虽然有关智能机器人的基础规范制度很可能已经在国内政府和企业中普遍存在，但企业自身的标准更为重要，包括涂装工艺、产品、设备、工艺、材料、生产、质量、采购、管理等方面，要确保标准统一、协调，体系规范高效运行。
（二）涂装车间的柔性化
在相同外壳的前提下，基板技术也可达到智能涂装的水平，但由于各种本体主要基材的使用都是连续的方式，为了提高工艺的机型可靠性，往往需要停产更换或新建涂装线，且生命周期往往很长。如上所述，涂装线路必须能够满足多工序、多型号、高动力灵活性，从而有效的实现智慧涂装，以适应未来的需要。而目前已经能够实现，并正在使用中的新工艺还有不少，如适合于各种车身材质的选择和预处理方法、模块化喷涂站、智能运输自行车（AGV）等。
（三）智能涂装关键技术突破及应用创新
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