汽車及零部件試驗過程管理系統的設計與實現

陳良校，侯俊

(安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽合肥 230601)

0 引言

大數據時代的來臨和信息化的高度發展，人類社會已經跨越了早期的科學計算階段進入數據高速處理階段。在汽車產品開發中，需要進行很多的試驗驗證，在這個過程中，必然產生大量的試驗數據，這些數據都是產品研發的重要參考依據，通過這些試驗數據，可以對新產品進行不斷的改進，縮短研發時間，也為后期的產品維修提供參考。實現試驗過程管理系統，能夠根據需要迅速搜索試驗數據，為研發人員提供參考依據，提高研發效率和設計的準確性。相關的試驗人員也能對這些歷史數據綜合對比分析，形成產品研究的標準。

1 背景及意義

從2017年第一季度的相關統計來看，我國的機動車保有量已經超過了3億輛，其中僅汽車的保有量就超過了2/3。每一款汽車都需要經過嚴格的研發和試驗管理，在這個過程中，日益膨脹的試驗數據、仿真數據等正在形成中。要管理這些數據，勢必面臨格式不統一的問題，造成數據檢索不容易，數據最終的使用方向也不清晰，數據的安全性難以得到保障，企業內容的數據共享無法順暢實現，給企業的管理帶來困難。

同時，國內外的汽車整車及部件試驗過程數據還面臨著管理手段方面的不同，比如有的企業不善管理，還采用半人工半計算機的方式對數據進行采集和分析。尤其是在非數據庫的模式下，數據庫之間的共享功能都無法實現，數據冗余也在增加中。為了解決這些問題，必須要研發一個信息管理系統,實現對已有和現有的試驗數據進行管理，以達到試驗數據的統一管理、高速共享、高效查詢及使用，規范試驗數據管理標準，積累企業核心數據資源，為提高試驗效率做出應有的軟件支撐。

1.1 系統需求概述

整車及部件試驗過程管理系統是在充分調研公司需求的基礎上，采用B/S體系模式等技術設計的。首先要完成的是系統的需求分析，在這個過程中需要遵循一定的原則：

首先，需要從試驗的角度，遵循軟件相關概念界定的規范，對問題需求的信息域等進行確定；

其次，遵循從上到下的分析原則，建立金字塔式的軟件結構；

第三，通過需求調研，完成從實際需要到抽象概念模型的轉變。

1.2 系統功能需求分析

1.2.1 試驗計劃管理功能需求分析

試驗計劃管理功能是整車及部件試驗過程管理生命周期的第一個階段，主要完成的是整車或者車輛其他部件的試驗計劃的編制和確認工作，為試驗任務的生成打下基礎。

試驗計劃管理功能用例圖如圖1所示。

圖1 試驗計劃管理功能用例圖

1.2.2 試驗任務管理功能需求分析

試驗任務管理功能是整車及部件試驗過程管理生命周期的第二個階段，主要是根據試驗計劃的編制情況，開展試驗任務的開始、審批、審核等，為試驗進度和試驗資源、設備等提供基礎。

試驗任務管理功能用例圖如圖2所示。

圖2 試驗任務管理功能用例圖

1.2.3 進度管理功能需求分析

試驗進度管理功能是對試驗任務下發到結束整個過程階段的監控管理需求，通過進度管理能夠對試驗任務進行日常的監控。進度管理功能用例圖如圖3所示。

圖3 試驗進度管理功能用例圖

1.2.4 試驗設備管理功能需求分析

試驗設備管理功能是對整車及部件試驗過程中涉及的設備信息管理，是試驗數據產生的重要環節。

試驗設備管理功能用例圖如圖4所示。

圖4 試驗設備管理功能用例圖

1.2.5 數據采集管理功能需求分析

數據采集管理功能是對整車及部件試驗過程中數據采集規則、數據存儲結構等信息的管理，為系統提供數據信息。

數據采集管理功能用例圖如圖5所示。

圖5 數據采集管理功能用例圖

1.3 業務流程分析

1.3.1 試驗任務管理

試驗任務管理的流程如圖6所示。

圖6 試驗任務管理流程圖

1.3.2 計劃管理流程

計劃管理流程是試驗計劃管理功能中的重要工作流程，流程如圖7所示。

圖7 計劃管理流程圖

2 系統設計

2.1 系統體系架構設計

整車及部件試驗過程管理系統的體系架構設計如圖8所示。

如圖8所示的系統架構設計中，基于高內聚、低耦合的設計要求，整車及部件試驗過程管理系統采用流行的B/S分層體系結構，從設計實現角度分離頁面展示、控制和業務處理、數據訪問與存儲的邏輯實現。各層之間相對獨立，下層對上層提供公共支撐，實現功能的可重用性和可擴展性要求。

圖8 系統架構設計圖

2.2 系統功能模塊總體設計

系統功能模塊設計如圖9所示。

圖9 系統功能模塊設計

3 系統實現

3.1 試驗數據和文檔管理

(1)實現對試驗過程中所有數據的集中存儲和統一管理，包括原始測量數據、過程測量數據、試驗結果數據、試驗分析數據、多媒體試驗數據以及試驗過程中產生的各類文檔。

鈣硫比的增加對所獲得的粉煤灰脫硫活性起到促進作用，但CaCO3的增加必然對爐內煤粉燃燒特性產生影響，若其加入嚴重影響煤粉燃燒特性，那么對上述研究就失去了意義。為此，筆者進一步針對鈣硫比對煤粉燃燒特性的影響進行研究。

(2)支持海量數據處理，具有各種格式的試驗數據導入導出功能，方便快速導入導出數據，并且可以完成數據校驗、數據處理、數據格式轉換等操作；提供導入性能關鍵指標的功能。

(3)支持試驗數據自動采集，支持對第三方軟件產生的數據進行格式的統一轉換，方便處理。

(4)具有數據分類組織和查詢功能，支持全文檢索，實現對試驗數據的快速查找。

(5)具有相關試驗標準(國標、國軍標、行業標準及單位標準)的管理功能，方便提取并查看相關標準文件。

(6)具有豐富的數據分析、繪圖、計算、分析、篩選、挖掘功能，并且能夠集成各種第三方數據分析處理軟件，數據處理分析功能可以便捷定位數據并快速完成數據分析處理操作，提高工作效率，并對技術決策提供支持。

(7)高效管理各類數據和文檔，提供錄入、瀏覽、修改、刪除、查看、上傳、下載等常用操作功能。

(8)實現數據文件的自動篩選和截取，并實現文檔的在線瀏覽。

3.2 試驗業務過程管理

(1)實現對試驗相關的所有資源信息的管理，主要包括試驗任務單、試驗設備信息、試驗人員信息等。

(2)實現對試驗業務全過程的管理，按照試驗流程建立任務單、試驗大綱、試驗設備、試驗數據、試驗人員、試驗報告及知識性文檔等之間的關聯，提高試驗過程自動化。

(3)提供完備的試驗項目管理功能，按不同的項目進行管理：包括試驗項目任務分解、試驗任務計劃制定、試驗任務管理、人員分配、項目交付物管理和項目任務查詢統計等功能。

(4)可實現試驗任務申請的電子簽批流程。

(5)提供靈活的試驗流程管理，包括試驗流程定制、試驗流程執行、試驗流程監控、歷史試驗流程查詢和流程查詢統計等功能，流程設計工具靈活方便，能根據業務情況定制或調整與試驗有關的工作流程。

3.3 系統接口開放性需求

該系統接口需要具備開放性。目前整車試驗開發研究院已具有NVH試驗數據管理系統、道路試驗服務系統，因此需要擬建平臺能與這兩個系統很好地銜接；同時也需要該平臺能與OA(Office Automation)、PLM(Product Lifecycle Management)以及技術中心的競品數據庫系統實現很好的銜接，避免試驗數據的重復錄入。

3.4 系統運行及使用實例

3.4.1 試驗計劃查詢及跟蹤

相關車型的試驗計劃通過系統下發到相關業務模塊及責任人，每周從系統中反饋試驗進度或者管理人員直接查詢相關業務進展情況，極大地提升了試驗計劃管控的有效性和及時性。系統運行實例界面如圖10所示。

圖10 系統運行實例界面

3.4.2 試驗設備管理

按照系統設定的相關設備信息，各模塊責任人將設備信息錄入，并定期反饋，可以從系統中直接查詢到設備的使用狀態、完好狀態、標定信息以及設備的使用率情況，能夠非常全面地管理好現場的試驗設備，提升了工作效率。系統運行使用實例如圖11所示。

圖11 系統運行使用實例

4 結論

隨著試驗類型、試驗項目的分支越來越細，在日積月累開展的大量試驗過程中，相關的試驗數據沒有得到有效地管理和應用，這對試驗問題的系統性分析、試驗樣件樣車綜合性能的評價有著至關重要的影響，特別是相關試驗方法的改善，有著決定性的作用。整車及部件試驗過程管理系統實現了試驗過程以及過程中的試驗數據管理，并且合理地調配試驗資源、高效地利用試驗臺架及試驗設備，保證試驗的精確性和高效性，避免重復、無效的試驗，實現了：

(1)對試驗數據的統一、有效管理；

(2)對試驗相關信息(即試驗全周期)的標準化管理；

(3)對試驗項目的統籌、有效管理。

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