汽車及零部件試驗過程管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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

1 背景及意義

從2017年第一季度的相關(guān)統(tǒng)計來看，我國的機動車保有量已經(jīng)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(jīng)過嚴格的研發(fā)和試驗管理，在這個過程中，日益膨脹的試驗數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)等正在形成中。要管理這些數(shù)據(jù)，勢必面臨格式不統(tǒng)一的問題，造成數(shù)據(jù)檢索不容易，數(shù)據(jù)最終的使用方向也不清晰，數(shù)據(jù)的安全性難以得到保障，企業(yè)內(nèi)容的數(shù)據(jù)共享無法順暢實現(xiàn)，給企業(yè)的管理帶來困難。

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

1.1 系統(tǒng)需求概述

整車及部件試驗過程管理系統(tǒng)是在充分調(diào)研公司需求的基礎(chǔ)上，采用B/S體系模式等技術(shù)設(shè)計的。首先要完成的是系統(tǒng)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(guān)概念界定的規(guī)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(jié)構(gòu)；

第三，通過需求調(diào)研，完成從實際需要到抽象概念模型的轉(zhuǎn)變。

1.2 系統(tǒng)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(wù)的生成打下基礎(chǔ)。

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(wù)管理功能需求分析

試驗任務(wù)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(jù)試驗計劃的編制情況，開展試驗任務(wù)的開始、審批、審核等，為試驗進度和試驗資源、設(shè)備等提供基礎(chǔ)。

試驗任務(wù)管理功能用例圖如圖2所示。

圖2 試驗任務(wù)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(wù)下發(fā)到結(jié)束整個過程階段的監(jiān)控管理需求，通過進度管理能夠?qū)υ囼炄蝿?wù)進行日常的監(jiān)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(shè)備管理功能需求分析

試驗設(shè)備管理功能是對整車及部件試驗過程中涉及的設(shè)備信息管理，是試驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)。

試驗設(shè)備管理功能用例圖如圖4所示。

圖4 試驗設(shè)備管理功能用例圖

1.2.5 數(shù)據(jù)采集管理功能需求分析

數(shù)據(jù)采集管理功能是對整車及部件試驗過程中數(shù)據(jù)采集規(guī)則、數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)等信息的管理，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)信息。

數(shù)據(jù)采集管理功能用例圖如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)采集管理功能用例圖

1.3 業(yè)務(wù)流程分析

1.3.1 試驗任務(wù)管理

試驗任務(wù)管理的流程如圖6所示。

圖6 試驗任務(wù)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(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計

整車及部件試驗過程管理系統(tǒng)的體系架構(gòu)設(shè)計如圖8所示。

如圖8所示的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計中，基于高內(nèi)聚、低耦合的設(shè)計要求，整車及部件試驗過程管理系統(tǒng)采用流行的B/S分層體系結(jié)構(gòu)，從設(shè)計實現(xiàn)角度分離頁面展示、控制和業(yè)務(wù)處理、數(shù)據(jù)訪問與存儲的邏輯實現(xiàn)。各層之間相對獨立，下層對上層提供公共支撐，實現(xiàn)功能的可重用性和可擴展性要求。

圖8 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計圖

2.2 系統(tǒng)功能模塊總體設(shè)計

系統(tǒng)功能模塊設(shè)計如圖9所示。

圖9 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 試驗數(shù)據(jù)和文檔管理

(1)實現(xiàn)對試驗過程中所有數(shù)據(jù)的集中存儲和統(tǒng)一管理，包括原始測量數(shù)據(jù)、過程測量數(shù)據(jù)、試驗結(jié)果數(shù)據(jù)、試驗分析數(shù)據(jù)、多媒體試驗數(shù)據(jù)以及試驗過程中產(chǎn)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(nèi)煤粉燃燒特性產(chǎn)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(shù)據(jù)處理，具有各種格式的試驗數(shù)據(jù)導入導出功能，方便快速導入導出數(shù)據(jù)，并且可以完成數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等操作；提供導入性能關(guān)鍵指標的功能。

(3)支持試驗數(shù)據(jù)自動采集，支持對第三方軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行格式的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，方便處理。

(4)具有數(shù)據(jù)分類組織和查詢功能，支持全文檢索，實現(xiàn)對試驗數(shù)據(jù)的快速查找。

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

(6)具有豐富的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析處理軟件，數(shù)據(jù)處理分析功能可以便捷定位數(shù)據(jù)并快速完成數(shù)據(jù)分析處理操作，提高工作效率，并對技術(shù)決策提供支持。

(7)高效管理各類數(shù)據(jù)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(xiàn)數(shù)據(jù)文件的自動篩選和截取，并實現(xiàn)文檔的在線瀏覽。

3.2 試驗業(yè)務(wù)過程管理

(1)實現(xiàn)對試驗相關(guān)的所有資源信息的管理，主要包括試驗任務(wù)單、試驗設(shè)備信息、試驗人員信息等。

(2)實現(xiàn)對試驗業(yè)務(wù)全過程的管理，按照試驗流程建立任務(wù)單、試驗大綱、試驗設(shè)備、試驗數(shù)據(jù)、試驗人員、試驗報告及知識性文檔等之間的關(guān)聯(lián)，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(wù)分解、試驗任務(wù)計劃制定、試驗任務(wù)管理、人員分配、項目交付物管理和項目任務(wù)查詢統(tǒng)計等功能。

(4)可實現(xiàn)試驗任務(wù)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(zhí)行、試驗流程監(jiān)控、歷史試驗流程查詢和流程查詢統(tǒng)計等功能，流程設(shè)計工具靈活方便，能根據(jù)業(yè)務(wù)情況定制或調(diào)整與試驗有關(guān)的工作流程。

3.3 系統(tǒng)接口開放性需求

該系統(tǒng)接口需要具備開放性。目前整車試驗開發(fā)研究院已具有NVH試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、道路試驗服務(wù)系統(tǒng)，因此需要擬建平臺能與這兩個系統(tǒng)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(shù)中心的競品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)很好的銜接，避免試驗數(shù)據(jù)的重復錄入。

3.4 系統(tǒng)運行及使用實例

3.4.1 試驗計劃查詢及跟蹤

相關(guān)車型的試驗計劃通過系統(tǒng)下發(fā)到相關(guān)業(yè)務(wù)模塊及責任人，每周從系統(tǒng)中反饋試驗進度或者管理人員直接查詢相關(guān)業(yè)務(wù)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(tǒng)運行實例界面如圖10所示。

圖10 系統(tǒng)運行實例界面

3.4.2 試驗設(shè)備管理

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

圖11 系統(tǒng)運行使用實例

4 結(jié)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(guān)的試驗數(shù)據(jù)沒有得到有效地管理和應(yīng)用，這對試驗問題的系統(tǒng)性分析、試驗樣件樣車綜合性能的評價有著至關(guān)重要的影響，特別是相關(guān)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(tǒng)實現(xiàn)了試驗過程以及過程中的試驗數(shù)據(jù)管理，并且合理地調(diào)配試驗資源、高效地利用試驗臺架及試驗設(shè)備，保證試驗的精確性和高效性，避免重復、無效的試驗，實現(xiàn)了：

(1)對試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、有效管理；

(2)對試驗相關(guān)信息(即試驗全周期)的標準化管理；

(3)對試驗項目的統(tǒng)籌、有效管理。

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