一種商用車多輪胎壓系統生產管控應用管理辦法

【摘" 要】文章簡要介紹一種新型商用車多輪胎壓生產裝配方式，運用信息化、數字化技術，大大提高生產效率，保障售后維修中的數據同步，杜絕人為導致的維修問題。

【關鍵詞】胎壓系統；商用車；MES；EOL

中圖分類號：U463.34" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）04-0061-02

A Management Method for Production Control and Application of

Multi Tire Pressure System in Commercial Vehicles

GAO Liming

（Nanjing Iveco Automobile Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China）

【Abstract】This article briefly introduces a new type of commercial vehicle multi tire pressure production and assembly method，which uses information and digital technology to greatly improve production efficiency，ensure data synchronization in after-sales maintenance，and eliminate maintenance problems caused by human factors.

【Key words】TPMS；commercial vehicles；MES；EOL

作者簡介

高李明（1981—），男，高級工程師，研究方向為整車通信架構和軟件集成測試開發。

1" 引言

經過多年的發展，中國汽車市場已經成為了全球最大的汽車市場之一，而且中國也是全球最大的汽車生產國之一。根據中國汽車工業協會發布的數據，2023年上半年，我國商用車市場開始企穩回升。2023年1～5月，國內商用車產銷分別完成162.5萬輛和161.6萬輛，同比分別增長14.2%和13.7%。商用車在現代經濟活動中的重要性不言而喻，是目前物流運輸的重要工具。正因為商用車的運行特點，它也是碳排放的重要來源，當下所有機動車碳排放中有65%來自商用車，35%來自乘用車。為了節能減排，一方面開發新能源技術，一方面將一些有利于節能減排的技術投放于市場。在節能減排技術上，胎壓監測技術是一條可以快速實現的技術。

根據輪胎企業大陸公司統計，車輛輪胎壓力比標準值低0.4bar，燃油消耗將增加2%，輪胎壽命降低25%。美國汽車工程師學會曾經做過調查，在高速公路上發生的交通事故有70%～80%是由于爆胎引起的[1]。美國每年有26萬起交通事故是由于輪胎氣壓低或滲漏造成的，另外，每年75%的輪胎故障是由于輪胎滲漏或充氣不足引起的[2]。

從2005年美國開始立法強制安裝TPMS（Tire Pressure System，胎壓系統）開始，全球主要汽車市場都有強制安裝要求。中國在2019年1月起強制M1類新車安裝胎壓監測系統，JT/325中也規定高等級客車需要配備胎壓系統。

2" TPMS常用類型

當下TPMS主要有兩種類型，一種是間接式，即通過ABS系統的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉速差以達到監測胎壓的目的。另外一種是直接式，這種是利用安裝在車輪里的壓力傳感器直接測量輪胎的氣壓。間接式目前僅在乘用車上應用，對于商用車多輪、多軸的車輛特征，目前還是采用直接式TPMS。

直接式TPMS系統組成如圖1所示。由安裝在輪胎中的壓力傳感器和裝在車上的接收模塊組成，接收模塊將接收到的傳感器信號通過整車總線發給儀表顯示。當前接收器有獨立式和與車輛中控門禁系統集成式。在商用車輛上多采用獨立式，因為車輛長度，還存在不止一個接收器。

3" 新型胎壓生產裝配方式

本文設計一種新的方法應用于多輪商用車的胎壓系統生產裝配和檢查。將商用車的胎壓系統檢查過程分散到合成、轉運的過程中，在過程中逐級檢查，取代最終的車輛檢查。在本方法中，需要將TC系統、MES系統、EOL系統和檢測線系統通過工廠的信息化系統打通數據鏈信息交互，從而實現點對點、一對一的過程控制和檢查。

在整個流程中從訂單創建開始，經過SAP合成物料清單并傳遞到MES系統，MES系統連接公司各個業務單元，由MES將數據分揀派發到各制造環節業務單元。各單元完成作業后將日志數據回傳到MES系統存儲，實現過程數據閉環。數據流如圖2所示。

在設計端將輪胎充氣壓力、報警壓力、報警溫度等參數進行虛擬零件化設計，將這些參數做成虛擬零件，每一個參數獨立生成一個零件號，在設計系統中將給這些虛擬的零件賦值，并將這些虛擬零件在設計系統中進行維護。

創建充氣壓力、報警壓力、報警溫度矩陣時，按照前后軸獨立分組的方案設計，因為在多輪商用車中因為軸荷分配原因，前后軸車輪存在充氣壓力不相同的情況。

筆者所在公司目前使用的設計系統是西門子的Teamcenter，在系統中數據屬性中有程序屬性，在創建這些數據的虛擬件號時，選程序屬性，目的是給后續的SAP/MES系統設定標簽，能高效地識別這些虛擬數據。

工程師在系統中創建這些虛擬的零件數據，并且在系統中完成整車BOM的創建，實現數據與整車的配置信息關聯。當銷售系統DMS中創建訂單后，訂單被傳遞到SAP中，SAP根據訂單完成車輛BOM的合成，這些被創建的整車BOM數據由SAP發送至MES系統。

MES對從SAP接收到的整車BOM進行比對，將需求的胎壓相關的虛擬件號識別出，并從TC系統中獲取這些虛擬零件所關聯的參數數據。MES將獲取的這些參數通過網絡按照生產排序發送到輪胎合成制造單元的制造中心計算終端、EOL設備和綜合測試臺。

輪胎合成區進行輪胎合成、充氣和動平衡制造作業。輪胎合成制造中心計算終端，負責生產的排序、各制造機械的運轉、生產日志的記錄。當進行輪胎合成作業時，從數據庫中檢索當前作業的輪胎的充氣壓力，并且將壓力設定值發送至智能充氣機并進行充氣。

智能充氣機除了充氣功能，還能夠檢查壓力和讀取胎壓傳感器的無線信號。在充氣平臺作業區，周邊布置了低頻接收天線，能夠接收到胎壓傳感器的無線信號。在充氣的同時，智能充氣機會利用低頻天線激活胎壓傳感器，讀取傳感器ID和輪胎內部壓力。

充氣完成，智能充氣機會完成第一次的靜態檢查，即比對傳感器測量壓力和BOM中設定壓力，當與MES提供參數一致，充氣作業完成，智能充氣機將靜態檢查結果、胎壓傳感器ID回傳到制造中心計算終端，同時打印出二維碼標簽，標簽中包括訂單序列號、胎壓設定值、傳感器ID，由產線工人粘貼到車輪表面。

合成后的輪胎隨后被輸送線運輸到動平衡機。在動平衡機防護罩內同樣布置了胎壓接收天線，當車輪進行動平衡時，胎壓傳感器會因加速度被喚醒，接收天線接收到胎壓ID和輪胎壓力。在此工位能夠識別出異常傳感器和輪胎漏氣現象并及時進行返修。檢查結果會被傳遞到制造中心計算終端。

當輪胎完成合成后，由輸送線運輸至底盤線的輪胎安裝工位。在輪胎安裝時，工人操作機械手抓取輪胎，機械手上附帶的攝像頭會掃描車輪上的二維碼，獲取訂單信息和輪胎ID。當車輪按工序要求逐個安裝到車輛底盤上時，通過機械手讀取的數據會發送至底盤線制造中心計算機。計算機會將數據回傳到MES系統。MES系統將這些輪胎ID發送至EOL。

在EOL編程工位，EOL設備將從MES中獲取的輪胎充氣壓力、報警溫度和車輛裝配的胎壓傳感器ID，通過診斷功能寫入胎壓控制器。

車輛完成生產下線后，經過檢調、動態路測后回到檢測線，在車輛綜合檢測單元（車速、制動、ABS）內安裝有接收天線。車輛進入試驗臺后，單元進出口關閉，檢查人員將檢測單元車載終端接入OBD口，車載終端會通過診斷命令讀取車輛信息，包括寫入控制器的傳感器ID。當車輛在進行車速檢測時，胎壓傳感器被車輛加速度喚醒，發射信號，信號被布置在檢查單元內的接收天線收到，同時車載終端再次讀取胎壓控制器內部接收的輪胎ID、溫度、壓力數據。將2組數據進行比對并且顯示在檢測單元顯示終端上提示操作人員，同時數據實時回傳到檢測中心計算機存儲并發送至MES系統。

4" 總結

筆者所在公司是輕型商用車生產企業，車輛都是兩軸，存在同軸多輪組合。使用這套方案后，經過一段時間的運行，大大提高了生產效率。以生產和檢查同步結合方式，在沒有增加人員的情況下實現了過程控制，而且還實現了各環節數據的存儲記錄。但是本方案還在不斷的改良中，在車輛檢測時，對于同軸多輪的車輛還無法識別同側內外輪，后續還將結合其它技術手段解決這個問題。

參考文獻：

[1] 韓建保，陳厲兵. 汽車輪胎氣壓電子實時監測系統[J]. 汽車技術，2002（7）：40-41.

[2] 鄭啟忠. 新型輪胎氣壓監測系統產品研究與開發[D]. 武漢：武漢理工大學，2005.

（編輯" 楊凱麟）