關于整車電氣系統功能集成測試的研究

黃旭玲 孫立柱 李洪雷 叔大海 葉平

摘 要：文章介紹了整車電氣系統功能集成測試的概念，對于國內當前整車電氣系統功能集成測試的現狀進行了分析，整車電氣系統功能集成測試雖然受到關注，但在整車開發過程中執行起來仍然面臨許多挑戰。通過長期的整車電氣系統功能集成測試的工作和研究，提出了改善當前現狀的思路并在具體項目中進行實踐，對于提升整車電氣系統集成測試的效率、控制零部件的質量和保證汽車質量起到有效作用。

關鍵詞：整車電氣;系統功能;集成測試

中圖分類號：U467? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）17-115-03

The Research and Application of Vehicle Electrical System FunctionIntegration Testing

Huang Xuling， Sun Lizhu， Li Honglei， Shu Dahai， Ye Ping

（Brilliance Automotive Engineering Research Institute， Liaoning Shenyang 110141）

Abstract： This paper introduces the concept of functional integration test of vehicle electrical system， and analyzes the current situation of functional integration test of vehicle electrical system in China. Through the long-term work and research on the functional integration test of the vehicle electrical system， this paper puts forward the idea of improving the current situation and carries out practice in specific projects， which plays an effective role in improving the efficiency of the vehicle electrical system integration test， controlling the quality of parts and ensuring the quality of the vehicle.

Keywords： The vehicle electric; System integration; Integration Testing

CLC NO.： U467? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-115-03

前言

隨著汽車電子技術的發展，車輛變得越來越智能化，相對應的整車電氣架構和功能復雜化，這會導致車輛潛在失效模式的風險增加，測試和驗證工作作為整車開發過程中一個重要的環節對提升汽車品質起著重要的作用，面對整車成本升高和風險增加，傳統的整車功能測試都只是在車間車輛裝配或者道路試驗過程中得以驗證，問題發現的不夠及時也不夠全面，如果車輛問題大量爆發于整車開發后期，會嚴重增加成本和影響車輛生產進度，與國外先進的整車廠的車輛品質存在很大的差距，為了能夠有效的控制開發過程中的質量問題，整車功能集成測試成為各大車企加入到整車開發的流程中作為關鍵的環節并服務于整個車輛開發周期中。

本文通過對整車電氣系統功能集成測試概念的理解，分析當前整車電氣系統功能集成測試的現狀，通過長期的整車電氣系統功能集成測試的工作和研究，對整車電氣系統功能集成測試有了新的理念并提出了改善思路。

1 整車電氣系統功能集成測試概念

對于整車廠來說，零部件的軟硬件一般由供應商來進行開發，因此可以將電氣零部件作為最小單位的被測功能模塊，基于V模型中的零部件測試是整車廠在進行整車級功能開發的最低級測試活動，而由多個零件配合的子系統功能測試，稱之為集成測試。之所以需要進行集成測試，是因為單個零部件能夠單獨的正常工作，但并不代表它在和其他零部件連接在一起時，也能正常的執行工作，當把整車級的零部件全部搭載集成在一起時，不同功能之間可能會出現互相影響的情況，單個零部件沒有問題，但在進行集成時可能會出現問題。整車電氣系統功能集成測試即整車級別所有電氣相關零部件搭載在一起進行集成后的功能驗證。

2 當前整車電氣系統集成測試現狀

當前越來越多的整車廠開始關注整車集成測試并開始建立整車集成測試團隊，由于這是一塊新的領域，人員能力和測試技術水平還在發掘開發階段，整車集成測試在整車開發過程中并沒有體現出優勢和成果，這導致整車集成測試在整車開發過程中往往會被忽略，處于一種尷尬境地。多數整車廠會在測試設備上進行大量投資，安排測試人員進行工具和設備的學習，掌握一定的測試方法，但很多測試人員的測試能力還停留在一個很低的水平，只能根據零部件工程師提供的功能規范和測試用例被動的執行測試。它們在對整車功能進行驗證時發現的一些問題并不一定是真正的功能問題，可能是由于當前該功能未集成或者測試用例問題、功能規范的問題，測試人員無法進行規避，這種情況不但會浪費大量測試時間，還會影響測試人員的工作積極性，而對于確認的問題，由于沒有規范化的管理，往往會不了了之。由于缺乏經驗，測試人員很難發現深一層次的問題，對于復雜的問題，很難完成有效的分析，測試任務完成效率低并且在整車試裝或者生產時問題依然會大量爆發，這對于整車廠來說，在產品品質和提升效率上并未達到效果[1]。

3 整車電氣系統功能集成測試思路

整車電氣系統功能集成測試任務，是一個貫穿于整車開發，試裝，生產的驗證過程。為了有效解決當前集成測試所面臨的問題，通過向國外先進技術的學習和在實際工作中獲取經驗，提出橫向節點和縱向深度的集成測試理念[2]。橫向節點即執行整車電氣系統功能集成測試流程，通過執行整車功能集成釋放步驟即FRS（Function Release Step）測試流程對整車電氣系統功能集成過程實施有效管控。縱向深度是在同一時期整車電氣系統功能集成測試采用多種測試平臺進行互補驗證。從測試流程，測試平臺，人員能力三個方向研究和實踐，對集成測試團隊進行整體能力提升，要求在技術上能夠高效完成測試任務，在管理上要對整車電氣系統功能集成過程起主導作用。提升集成測試在整車開發過程中的地位，做到嚴格把控零部件開發進度和狀態，保證整車電氣功能滿足設計要求。

3.1 建立健全的測試流程

基于整車開發V模型，根據整車開發的關鍵時間節點，制定FRS（Function Release Step）測試計劃，FRS集成測試是由若干輪整車功能集成階段測試組成，每一輪FRS集成測試中包含四個關鍵時間點，即功能凍結FF（Function Freeze）、功能交付FD（Function Delivery）、功能測試FT（Function Testing）和功能釋放FR（Function Release），基于這四個節點來完成每一輪FRS集成測試任務。每一輪FRS集成測試發現的問題將根據修正情況在后續的測試中進行重新驗證直至問題解決。其在整車開發過程中的時間計劃如圖1：

在執行每一輪FRS集成階段測試的過程中了解當前電氣系統集成狀態，掌控系統集成進度，評估裝配整車風險。整車電氣系統功能集成測試流程包括測試計劃和方案的安排、測試需求、測試臺架搭建和更新、測試執行、問題管理和發布測試報告，其每一輪FRS集成階段測試流程如圖2所示：

整車電氣系統功能集成測試流程從宏觀的角度來說，是一個橫向的測試管理過程，對于整車電氣系統功能集成測試來說它是貫穿于整車開發的一個完整的測試閉環過程。

3.2 建立多元化的測試平臺

創建多元化的測試平臺，即縱向深度概念的實現方法，在FRS集成測試中每一輪階段集成測試任務根據項目開發情況采用多種測試平臺來進行功能的集成和驗證，目前以Labcar（即鋁合金整車臺架）人工測試為主要的集成測試平臺，VT子系統功能測試平臺、HIL（Hardware of in Loop）硬件在環自動化測試平臺和VIT實車測試為輔助測試平臺，Labcar測試平臺、VT子系統功能測試平臺和HIL硬件在環自動化測試平臺均是靜態測試平臺，是以功能為中心，搭載控制器和負載進行整車系統功能和用戶功能驗證的平臺，是以人力、半自動化、自動化方式進行的驗證，VIT實車測試則是以客戶角度進行的用戶功能測試和車輛動態測試。多元化的測試手段，可以使整車電氣功能得到全面的驗證，盡可能多的發現問題，使問題大量爆發時間點向整車開發周期前期移動，為電氣零部件開發和修改提供足夠多的時間，可以有效降低整車開發后期大量問題功能失效的風險。多樣化測試平臺發現問題趨勢如圖3所示：

3.3 建立高素質的測試團隊

對于每個整車開發項目來說，都要有專門的整車電氣系統功能集成測試團隊，按照集成測試流程要求建立組織架構和定義角色。在團隊中主要包括三個角色，分別是測試管理人員、測試人員和問題管理，如圖4所示：

3.3.1 測試技術水平提升

由于整車電氣系統功能集成測試是一項涉及汽車技術，

電氣技術，軟件技術等多方面學科的測試工作，其對測試人員的能力要求是非常高的，通過系統的知識培訓，要求測試人員擁有最基本的測試能力包括編寫測試用例，編寫問題報告，搭建測試臺架的能力，通過老帶新的模式要求測試人員熟練操作軟件工具和電氣設備，通過問題案例分析會議培養測試人員的問題分析能力，建立輪崗機制培養測試人員全方位發展。

3.3.2 測試管理水平提升

由于整車電氣系統功能集成測試不僅僅是執行測試任務，還需要根據整車開發狀態進行集成測試的管理，其包括集成測試計劃的制定和更新，測試樣件的需求提報，文件的收集和問題的管理等。通過制定模板來規范文件格式和要求，通過執行問題管理流程有效跟蹤和解決問題。通過創建集成測試專有的網絡信息系統，實現任務指令的下達與答復，實現文件和數據的有效輸入和輸出。通過智能化的辦公來提升集成測試的管理水平。

4 結論

本文通過對當前整車電氣系統功能集成測試的理解和現狀分析，提出了橫向節點和縱向深度的測試理念，通過建立健全的測試流程，多元化的測試平臺和高素質的測試團隊三方面來解決當前所面臨的問題，在實際的整車開發過程中得以實踐和應用并取得了顯著效果。整車集成測試在整車開發過程中起到了主導作用。通過執行FRS測試流程，對電氣零部件開發周期和質量實現了有效管控，整車功能通過多元化的測試平臺驗證覆蓋面更廣，高素質的測試團隊提升了整車集成測試任務的效率。在整車開發后期電氣功能問題數量明顯下降，這為車輛試裝、路試和生產的順利進行提供了有效保證。

參考文獻

[1] 朱德康.汽車電氣系統集成測試管理技術的研究[J].山東工業技術， 2016（5）：5-10.

[2] 王曉麗.汽車電子電器系統集成測試探討[J].上海汽車，2014（8）：49- 55.