關(guān)于整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)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(tǒng)功能集成測(cè)試的概念，對(duì)于國(guó)內(nèi)當(dāng)前整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試雖然受到關(guān)注，但在整車開發(fā)過(guò)程中執(zhí)行起來(lái)仍然面臨許多挑戰(zhàn)。通過(guò)長(zhǎng)期的整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試的工作和研究，提出了改善當(dāng)前現(xiàn)狀的思路并在具體項(xiàng)目中進(jìn)行實(shí)踐，對(duì)于提升整車電氣系統(tǒng)集成測(cè)試的效率、控制零部件的質(zhì)量和保證汽車質(zhì)量起到有效作用。

關(guān)鍵詞：整車電氣;系統(tǒng)功能;集成測(cè)試

中圖分類號(hào)：U467? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：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(shù)的發(fā)展，車輛變得越來(lái)越智能化，相對(duì)應(yīng)的整車電氣架構(gòu)和功能復(fù)雜化，這會(huì)導(dǎo)致車輛潛在失效模式的風(fēng)險(xiǎn)增加，測(cè)試和驗(yàn)證工作作為整車開發(fā)過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)對(duì)提升汽車品質(zhì)起著重要的作用，面對(duì)整車成本升高和風(fēng)險(xiǎn)增加，傳統(tǒng)的整車功能測(cè)試都只是在車間車輛裝配或者道路試驗(yàn)過(guò)程中得以驗(yàn)證，問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的不夠及時(shí)也不夠全面，如果車輛問(wèn)題大量爆發(fā)于整車開發(fā)后期，會(huì)嚴(yán)重增加成本和影響車輛生產(chǎn)進(jìn)度，與國(guó)外先進(jìn)的整車廠的車輛品質(zhì)存在很大的差距，為了能夠有效的控制開發(fā)過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，整車功能集成測(cè)試成為各大車企加入到整車開發(fā)的流程中作為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)并服務(wù)于整個(gè)車輛開發(fā)周期中。

本文通過(guò)對(duì)整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試概念的理解，分析當(dāng)前整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試的現(xiàn)狀，通過(guò)長(zhǎng)期的整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試的工作和研究，對(duì)整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試有了新的理念并提出了改善思路。

1 整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試概念

對(duì)于整車廠來(lái)說(shuō)，零部件的軟硬件一般由供應(yīng)商來(lái)進(jìn)行開發(fā)，因此可以將電氣零部件作為最小單位的被測(cè)功能模塊，基于V模型中的零部件測(cè)試是整車廠在進(jìn)行整車級(jí)功能開發(fā)的最低級(jí)測(cè)試活動(dòng)，而由多個(gè)零件配合的子系統(tǒng)功能測(cè)試，稱之為集成測(cè)試。之所以需要進(jìn)行集成測(cè)試，是因?yàn)閱蝹€(gè)零部件能夠單獨(dú)的正常工作，但并不代表它在和其他零部件連接在一起時(shí)，也能正常的執(zhí)行工作，當(dāng)把整車級(jí)的零部件全部搭載集成在一起時(shí)，不同功能之間可能會(huì)出現(xiàn)互相影響的情況，單個(gè)零部件沒有問(wèn)題，但在進(jìn)行集成時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試即整車級(jí)別所有電氣相關(guān)零部件搭載在一起進(jìn)行集成后的功能驗(yàn)證。

2 當(dāng)前整車電氣系統(tǒng)集成測(cè)試現(xiàn)狀

當(dāng)前越來(lái)越多的整車廠開始關(guān)注整車集成測(cè)試并開始建立整車集成測(cè)試團(tuán)隊(duì)，由于這是一塊新的領(lǐng)域，人員能力和測(cè)試技術(shù)水平還在發(fā)掘開發(fā)階段，整車集成測(cè)試在整車開發(fā)過(guò)程中并沒有體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)和成果，這導(dǎo)致整車集成測(cè)試在整車開發(fā)過(guò)程中往往會(huì)被忽略，處于一種尷尬境地。多數(shù)整車廠會(huì)在測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行大量投資，安排測(cè)試人員進(jìn)行工具和設(shè)備的學(xué)習(xí)，掌握一定的測(cè)試方法，但很多測(cè)試人員的測(cè)試能力還停留在一個(gè)很低的水平，只能根據(jù)零部件工程師提供的功能規(guī)范和測(cè)試用例被動(dòng)的執(zhí)行測(cè)試。它們?cè)趯?duì)整車功能進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題并不一定是真正的功能問(wèn)題，可能是由于當(dāng)前該功能未集成或者測(cè)試用例問(wèn)題、功能規(guī)范的問(wèn)題，測(cè)試人員無(wú)法進(jìn)行規(guī)避，這種情況不但會(huì)浪費(fèi)大量測(cè)試時(shí)間，還會(huì)影響測(cè)試人員的工作積極性，而對(duì)于確認(rèn)的問(wèn)題，由于沒有規(guī)范化的管理，往往會(huì)不了了之。由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，測(cè)試人員很難發(fā)現(xiàn)深一層次的問(wèn)題，對(duì)于復(fù)雜的問(wèn)題，很難完成有效的分析，測(cè)試任務(wù)完成效率低并且在整車試裝或者生產(chǎn)時(shí)問(wèn)題依然會(huì)大量爆發(fā)，這對(duì)于整車廠來(lái)說(shuō)，在產(chǎn)品品質(zhì)和提升效率上并未達(dá)到效果[1]。

3 整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試思路

整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試任務(wù)，是一個(gè)貫穿于整車開發(fā)，試裝，生產(chǎn)的驗(yàn)證過(guò)程。為了有效解決當(dāng)前集成測(cè)試所面臨的問(wèn)題，通過(guò)向國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)和在實(shí)際工作中獲取經(jīng)驗(yàn)，提出橫向節(jié)點(diǎn)和縱向深度的集成測(cè)試?yán)砟頪2]。橫向節(jié)點(diǎn)即執(zhí)行整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試流程，通過(guò)執(zhí)行整車功能集成釋放步驟即FRS（Function Release Step）測(cè)試流程對(duì)整車電氣系統(tǒng)功能集成過(guò)程實(shí)施有效管控。縱向深度是在同一時(shí)期整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試采用多種測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行互補(bǔ)驗(yàn)證。從測(cè)試流程，測(cè)試平臺(tái)，人員能力三個(gè)方向研究和實(shí)踐，對(duì)集成測(cè)試團(tuán)隊(duì)進(jìn)行整體能力提升，要求在技術(shù)上能夠高效完成測(cè)試任務(wù)，在管理上要對(duì)整車電氣系統(tǒng)功能集成過(guò)程起主導(dǎo)作用。提升集成測(cè)試在整車開發(fā)過(guò)程中的地位，做到嚴(yán)格把控零部件開發(fā)進(jìn)度和狀態(tài)，保證整車電氣功能滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1 建立健全的測(cè)試流程

基于整車開發(fā)V模型，根據(jù)整車開發(fā)的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，制定FRS（Function Release Step）測(cè)試計(jì)劃，F(xiàn)RS集成測(cè)試是由若干輪整車功能集成階段測(cè)試組成，每一輪FRS集成測(cè)試中包含四個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)，即功能凍結(jié)FF（Function Freeze）、功能交付FD（Function Delivery）、功能測(cè)試FT（Function Testing）和功能釋放FR（Function Release），基于這四個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)完成每一輪FRS集成測(cè)試任務(wù)。每一輪FRS集成測(cè)試發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題將根據(jù)修正情況在后續(xù)的測(cè)試中進(jìn)行重新驗(yàn)證直至問(wèn)題解決。其在整車開發(fā)過(guò)程中的時(shí)間計(jì)劃如圖1：

在執(zhí)行每一輪FRS集成階段測(cè)試的過(guò)程中了解當(dāng)前電氣系統(tǒng)集成狀態(tài)，掌控系統(tǒng)集成進(jìn)度，評(píng)估裝配整車風(fēng)險(xiǎn)。整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試流程包括測(cè)試計(jì)劃和方案的安排、測(cè)試需求、測(cè)試臺(tái)架搭建和更新、測(cè)試執(zhí)行、問(wèn)題管理和發(fā)布測(cè)試報(bào)告，其每一輪FRS集成階段測(cè)試流程如圖2所示：

整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試流程從宏觀的角度來(lái)說(shuō)，是一個(gè)橫向的測(cè)試管理過(guò)程，對(duì)于整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試來(lái)說(shuō)它是貫穿于整車開發(fā)的一個(gè)完整的測(cè)試閉環(huán)過(guò)程。

3.2 建立多元化的測(cè)試平臺(tái)

創(chuàng)建多元化的測(cè)試平臺(tái)，即縱向深度概念的實(shí)現(xiàn)方法，在FRS集成測(cè)試中每一輪階段集成測(cè)試任務(wù)根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)情況采用多種測(cè)試平臺(tái)來(lái)進(jìn)行功能的集成和驗(yàn)證，目前以Labcar（即鋁合金整車臺(tái)架）人工測(cè)試為主要的集成測(cè)試平臺(tái)，VT子系統(tǒng)功能測(cè)試平臺(tái)、HIL（Hardware of in Loop）硬件在環(huán)自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)和VIT實(shí)車測(cè)試為輔助測(cè)試平臺(tái)，Labcar測(cè)試平臺(tái)、VT子系統(tǒng)功能測(cè)試平臺(tái)和HIL硬件在環(huán)自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)均是靜態(tài)測(cè)試平臺(tái)，是以功能為中心，搭載控制器和負(fù)載進(jìn)行整車系統(tǒng)功能和用戶功能驗(yàn)證的平臺(tái)，是以人力、半自動(dòng)化、自動(dòng)化方式進(jìn)行的驗(yàn)證，VIT實(shí)車測(cè)試則是以客戶角度進(jìn)行的用戶功能測(cè)試和車輛動(dòng)態(tài)測(cè)試。多元化的測(cè)試手段，可以使整車電氣功能得到全面的驗(yàn)證，盡可能多的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使問(wèn)題大量爆發(fā)時(shí)間點(diǎn)向整車開發(fā)周期前期移動(dòng)，為電氣零部件開發(fā)和修改提供足夠多的時(shí)間，可以有效降低整車開發(fā)后期大量問(wèn)題功能失效的風(fēng)險(xiǎn)。多樣化測(cè)試平臺(tái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題趨勢(shì)如圖3所示：

3.3 建立高素質(zhì)的測(cè)試團(tuán)隊(duì)

對(duì)于每個(gè)整車開發(fā)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，都要有專門的整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試團(tuán)隊(duì)，按照集成測(cè)試流程要求建立組織架構(gòu)和定義角色。在團(tuán)隊(duì)中主要包括三個(gè)角色，分別是測(cè)試管理人員、測(cè)試人員和問(wèn)題管理，如圖4所示：

3.3.1 測(cè)試技術(shù)水平提升

由于整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試是一項(xiàng)涉及汽車技術(shù)，

電氣技術(shù)，軟件技術(shù)等多方面學(xué)科的測(cè)試工作，其對(duì)測(cè)試人員的能力要求是非常高的，通過(guò)系統(tǒng)的知識(shí)培訓(xùn)，要求測(cè)試人員擁有最基本的測(cè)試能力包括編寫測(cè)試用例，編寫問(wèn)題報(bào)告，搭建測(cè)試臺(tái)架的能力，通過(guò)老帶新的模式要求測(cè)試人員熟練操作軟件工具和電氣設(shè)備，通過(guò)問(wèn)題案例分析會(huì)議培養(yǎng)測(cè)試人員的問(wèn)題分析能力，建立輪崗機(jī)制培養(yǎng)測(cè)試人員全方位發(fā)展。

3.3.2 測(cè)試管理水平提升

由于整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試不僅僅是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)，還需要根據(jù)整車開發(fā)狀態(tài)進(jìn)行集成測(cè)試的管理，其包括集成測(cè)試計(jì)劃的制定和更新，測(cè)試樣件的需求提報(bào)，文件的收集和問(wèn)題的管理等。通過(guò)制定模板來(lái)規(guī)范文件格式和要求，通過(guò)執(zhí)行問(wèn)題管理流程有效跟蹤和解決問(wèn)題。通過(guò)創(chuàng)建集成測(cè)試專有的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)指令的下達(dá)與答復(fù)，實(shí)現(xiàn)文件和數(shù)據(jù)的有效輸入和輸出。通過(guò)智能化的辦公來(lái)提升集成測(cè)試的管理水平。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)當(dāng)前整車電氣系統(tǒng)功能集成測(cè)試的理解和現(xiàn)狀分析，提出了橫向節(jié)點(diǎn)和縱向深度的測(cè)試?yán)砟睿ㄟ^(guò)建立健全的測(cè)試流程，多元化的測(cè)試平臺(tái)和高素質(zhì)的測(cè)試團(tuán)隊(duì)三方面來(lái)解決當(dāng)前所面臨的問(wèn)題，在實(shí)際的整車開發(fā)過(guò)程中得以實(shí)踐和應(yīng)用并取得了顯著效果。整車集成測(cè)試在整車開發(fā)過(guò)程中起到了主導(dǎo)作用。通過(guò)執(zhí)行FRS測(cè)試流程，對(duì)電氣零部件開發(fā)周期和質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了有效管控，整車功能通過(guò)多元化的測(cè)試平臺(tái)驗(yàn)證覆蓋面更廣，高素質(zhì)的測(cè)試團(tuán)隊(duì)提升了整車集成測(cè)試任務(wù)的效率。在整車開發(fā)后期電氣功能問(wèn)題數(shù)量明顯下降，這為車輛試裝、路試和生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供了有效保證。

參考文獻(xiàn)

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