徐俊杰
(吉利汽車研究院 (寧波)有限公司,浙江 寧波 315336)
作為一個整車測試的從業人員,我接觸過各種各樣類型的測試。在最開始工作的時候,我加入了一家汽車零部件公司,負責過BCM這個汽車產品的DV和PV試驗,也做過BCM的EOL自動測試儀器。后來,轉到整車研究院之后,我更多地接觸到了整車廠的集成測試和電子電器系統測試。最開始的時候,是基于每個零部件的功能規范開發測試用例,在黃板車或者實車的環境下對該零部件的功能進行驗證,后來,在我們有了正向開發流程之后,我們對功能級及系統級的需求通過不同的環境,如系統臺架、HIL、黃板車或者實車進行驗證。
我一直在想,是否能有一個圖,能夠十分明確地將整車廠所需要的所有測試和驗證都表現出來,這樣,在開發一個整車時,可以非常清晰地知道需要有哪些部門,去做哪些測試和驗證,來確保整車的品質。在之后工作的過程中,我在MBtech一份材料上看見一個框圖,認為這張圖非常精煉地展示了整車所涵蓋的測試和驗證的各個方面,今天我將從這個框圖出發,并進行一定的擴展,將整車測試與驗證進行一個總體的概述。
圖1 測試、檢查和品質的區分
在MBtech的這份材料中,對整車的測試做了如下區分:點檢 (Checking);品質保證過程 (QS(PPAP)Product und Proecss);測試 (testing);驗證 (verification)、確認 (validation);品質檢查 (quality examinations)。
這幾部分會有不同的目的和含義,不同的標準,以及不同的執行部門。結合整車廠實際的工作來看,確實會有不同的部門來負責以上這些不同的測試和驗證,來確保整車的品質。下面我將從測試的方面進行更加詳盡的闡述。
在一個整車的開發過程中,每一輛車被制造之后,就會由試制部門或者生產部門在下線之前對車輛進行點檢,以確保車輛能夠滿足用車部門的需求。因此,點檢的主要負責部門是試制和ME部門,每個階段點檢的范圍,則由當前階段的功能成熟程度來確定;點檢的內容,由試制和ME根據整車的功能和當前的經驗積累來確定,也可由設計部門來提供。
點檢過后,會輸出一個點檢清單 (圖2),清單中應該包含以下信息。
圖2 試制點檢清單
1)車型及階段信息。
2)被點檢車輛基本信息及點檢人員。
3)測試基本內容。
4)測試前提條件、步驟及期望結果。
5)測試最終結果。
其實,除了試制和ME的下線點檢之外,我們還在各階段車輛下線之后,會由項目組組織領導的主觀評價,或者由動力部門定期組織駕駛性測評活動,以及試驗部門定期組織的主觀測評活動,都是屬于點檢,只不過評價的主體由測試工程師更換成了相應的評價人。
品質保證過程實際上應該是一整套的品質流程體系。對于整車廠來說,一套完整的、行之有效的、可以執行的品質流程體系應包含各個環節的品質流程和品質要求。每一個整車廠都會有自己的品質體系和品質部門,而且每個整車廠的品質體系流程都不盡相同,因此在這里就不再贅述了。
測試整體來說,分為兩大類型,一個是基于需求的驗證(verification),一個是基于目的的確認 (validation)。對于整車來說,最常采用的是V模型的驗證方式。典型的V模型如圖3所示。
對于整車的V模型,則如圖4所示。
整車的V模型開發中,有功能層級、系統層級和零部件層級的開發,因此測試也會分為功能層級、系統層級和零部件層級的驗證。每一層級都會有不同層級的需求,作為該層級的驗證對象。
1)功能層級驗證的對象,是功能需求,包括功能描述需求和功能實現需求,一般通過實車的環境,在不同的用戶場景下觸發整車功能,再通過功能觸發的實際表現來判斷整車的功能是否驗證通過。功能驗證主要驗證的內容,是看功能觸發的表現是否與功能描述一致。
圖3 典型V模型
圖4 整車V模型
2)系統層級的驗證則具體到每一條子系統的詳細需求,設計對應的測試用例來對系統需求進行覆蓋。一般來說,系統需求的設計會比功能需求更加詳細,不僅包括了功能的描述,而且還會包含詳細的信號、信號的傳輸周期乃至一些診斷的、配置的設置,這些都需要被系統測試用例所驗證到。
3)部件級的測試,一般由各供應商執行,并且提交給OEM進行管控。
除了上述各個層級的驗證,還有整車的確認活動,即整車功能確認和整車路試。整車的確認活動一定是在整車的環境下進行的,目的是為了確認整車的功能和魯棒性是否達到了最初的設計要求。
一般來說,對于整車功能層級和系統層級的驗證,包括測試用例的開發和測試活動的執行,都會由各個不同專業的測試團隊負責。因此需要有人統籌收集,才能得到整個功能和系統的測試全貌。而且為了能夠有一個功能和系統的測試全景圖,所有不同的測試團隊都有同樣的測試方案和測試計劃,并且在同一個數據庫中存放測試結果。而整車功能確認和整車耐久測試,則由整車功能開發團隊和試驗中心分別負責。
值得注意的是,在不同的整車廠,由于有不同的開發流程和開發方式,因此對于V模型的理解也是不一致的。如在有的整車廠,V模型的分級是由整車、系統、零部件來區分,對于系統的理解,則是:系統為一組相同屬性的功能的集合,類似于function group,與上面所寫的系統層級是不相同的。
品質檢查,對于零部件層級,其實就是DVP試驗,如對整車電氣設備按照國標的要求如GB/T 28046在電氣負荷、機械負荷、氣候負荷、化學負荷的條件下進行測試,或者按照其他國際標準、企業標準等進行測試和驗證,確保電氣件的性能和可靠性可以滿足相關汽車法規的要求。
一般來說,整車級別的品質檢查包括以下方面的內容。
1)電磁兼容和電性能的驗證,主要參照的標準是GB/Z 17625、 GB/T17626,或對應的企業標準和行業規范。
2)整車耐久性驗證,主要參照的標準是GB/T 12679或對應的企業標準和行業規范。
實際上,品質認可更多是對于汽車電子硬件上的測試和認可,通過品質認可的活動,可以確保汽車電子的硬件設計是符合要求,能夠適應汽車上各種嚴苛的工況和環境。如在GB/T 28046中的各種試驗方法中,就模擬了整車在顛簸路段上行駛的振動情況、在潮濕路段上行駛的煙霧情況、汽車啟動過程中的電壓波動情況、在行駛過程中的拋負載的情況,以及在三高環境下行駛的高溫情況等。在GB/Z 17625的標準中,規定了在各種EMC干擾的情況下整車的表現如何。在GB/T 12679中,則對應了整車耐久性的要求,也確保了整車的硬件是可以滿足使用年數和公里數的。
對于整車測試,其實是一個非常大的一個主題,涉及到整車各個方面、各個層級的測試。每個不同的測試內容都有其不同的測試方法、流程及目的,并且責任方、參照標準、評價方式也都不相同。我們現在通過初步的劃分,將整車的測試分成了點檢、品質保證過程、測試、品質認可4個方面,其中點檢指的更多是試制部門、制造部門的下線電檢,以及各個過閥點的點檢和試乘試駕活動;品質保證過程指的是一整套品質流程體系;測試指的是針對各層級軟件功能的測試,包括標定;品質認可指的是整車電氣硬件的測試和驗收,包括法規的認證活動。所有這些活動共同組成了整車的測試,匯總而形成整車測試驗證的全景。只有每個活動都正常完成,才能保證整車的功能和品質,乃至可靠性滿足市場的要求。