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      基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息研究

      2021-01-06 10:36:30◆劉關(guān)/
      上海質(zhì)量 2020年12期
      關(guān)鍵詞:動態(tài)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)階段

      ◆劉 旭 劉 關(guān)/ 文

      1 背景

      軟件定義汽車的崛起、軟件應(yīng)用在汽車上的爆發(fā)、客戶要求的提高、處理問題速度要求的提升、市場成本的巨增,以及問題的復(fù)雜性,導(dǎo)致了在汽車質(zhì)量管控中對質(zhì)量信息要求的質(zhì)的突變。

      質(zhì)量信息是質(zhì)量管控的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的質(zhì)量信息主要基于產(chǎn)品相關(guān)的靜態(tài)數(shù)據(jù)進行的,即使有車輛動態(tài)數(shù)據(jù)相關(guān)的質(zhì)量信息,也是基于實驗車、個別案例車的抽樣信息。而從宏觀上對質(zhì)量進行分析,優(yōu)選基于全樣本的質(zhì)量信息,這種要求只有在車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)下可以實現(xiàn)。

      車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,依據(jù)其功能應(yīng)用可分為:娛樂導(dǎo)航階段、呼叫救援階段、遠程控制階段、數(shù)據(jù)應(yīng)用階段。數(shù)據(jù)應(yīng)用階段,目前剛剛起步,大部分公司都是基于駕駛行為的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用,在這方面主要是交通路況信息挖掘和油耗分析?;谲嚶?lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進行質(zhì)量信息的挖掘應(yīng)用,是車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用階段的一個重要方向,也是質(zhì)量信息的一個突變。

      2 質(zhì)量信息的發(fā)展

      質(zhì)量信息是提供質(zhì)量管控決策的有效依據(jù),所以研究質(zhì)量管控,首先要研究質(zhì)量信息。質(zhì)量信息是產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的過程記錄。不同的發(fā)展階段,有著不同的體現(xiàn)。質(zhì)量信息的發(fā)展可概況為四個階段,如圖1所示。

      (1)質(zhì)量信息1.0階段,主要是對產(chǎn)品檢驗結(jié)果數(shù)據(jù)的記錄,是傳統(tǒng)質(zhì)量管理的基礎(chǔ)。該階段初步形成質(zhì)量信息的可追溯性。

      (2)質(zhì)量信息2.0階段,主要表現(xiàn)為計算機軟件在質(zhì)量中的應(yīng)用,形成質(zhì)量信息存儲的電子化和基于計算機軟件工具的統(tǒng)計分析。該階段對統(tǒng)計質(zhì)量起到了推波助瀾的作用,使得統(tǒng)計學(xué)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用得到了迅速推廣。質(zhì)量信息2.0是統(tǒng)計質(zhì)量管理得以發(fā)展的基礎(chǔ)。

      (3)質(zhì)量信息3.0階段,主要表現(xiàn)為質(zhì)量管理IT化?;诨ヂ?lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息管理,形成了質(zhì)量信息管理協(xié)同作業(yè)、信息共享。該階段使得全面質(zhì)量管理的實現(xiàn)成為可能。

      圖1 質(zhì)量信息發(fā)展歷程

      (4)質(zhì)量信息4.0階段,主要表現(xiàn)為基于大數(shù)據(jù),物聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息智能化處理,形成了質(zhì)量信息在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的記錄、監(jiān)控、智能化分析和自動處理。質(zhì)量信息4.0是綜合質(zhì)量管理得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

      目前我國中小型企業(yè)大部分處于在質(zhì)量信息2.0階段,大型企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已進入質(zhì)量信息3.0階段,部分企業(yè)則借助物聯(lián)網(wǎng),通過引入大數(shù)據(jù)、人工智能開始探索質(zhì)量信息4.0。汽車行業(yè)的企業(yè)也在通過車聯(lián)網(wǎng),積極探索質(zhì)量信息4.0的應(yīng)用。

      3 基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息獲取

      對于汽車企業(yè),質(zhì)量信息從3.0階段向4.0階段的發(fā)展,首先需要獲取車輛全生命周期的數(shù)據(jù)。汽車的生產(chǎn)、銷售、維修的信息都可以歸類到汽車的靜態(tài)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在質(zhì)量信息3.0階段已經(jīng)具備。相對于質(zhì)量信息4.0而言,其數(shù)據(jù)量較小。質(zhì)量信息4.0主要的數(shù)據(jù)來源是基于車聯(lián)網(wǎng)上傳的車輛動態(tài)數(shù)據(jù)。車輛正常使用過程中,平均每輛車、每天上傳的動態(tài)數(shù)據(jù)量大約為1M,所以基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息獲取,要做到質(zhì)量信息的及時性、準確性、全面性,需要從數(shù)據(jù)需求、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)存儲四個方面進行分析和方案制定?;谲嚶?lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息架構(gòu)如圖2所示。

      3.1 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)需求

      在車輛開發(fā)階段和后續(xù)ECU軟件優(yōu)化階段,需要基于信息的全面性和經(jīng)濟性對質(zhì)量所需信息數(shù)據(jù)進行需求提出和評審,尤其是對動態(tài)數(shù)據(jù)要進行需求提出和評審。其基本原則如下。

      基于歷史問題的需求評審:對發(fā)生頻次較高和故障不再現(xiàn)的歷史問題進行相關(guān)數(shù)據(jù)的需求提出和評審,如電池壽命相關(guān)的數(shù)據(jù)、靜態(tài)電流異常相關(guān)的數(shù)據(jù);

      近日,據(jù)媒體報道,山東濟南又有數(shù)十名大學(xué)生落入“培訓(xùn)貸”陷阱。原本是為了找工作,結(jié)果公司直接把他們的信息輸入一個第三方小額貸款平臺,導(dǎo)致每個人背上了從9800元到19800元不等的貸款。

      基于IQS的需求評審:對客戶重點關(guān)注的問題進行需求提出和評審,如胎噪相關(guān)的數(shù)據(jù)、空調(diào)制冷相關(guān)的數(shù)據(jù);

      基于售后維修的需求評審:有助于快速、準確地診斷問題的需求提出和評審,如DTC數(shù)據(jù);

      基于管理監(jiān)控的需求評審:對產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范是否執(zhí)行到位進行監(jiān)控的需求提出和評審,如庫存車輛周期性保養(yǎng)相關(guān)的數(shù)據(jù)、ECU軟件版本相關(guān)的數(shù)據(jù);

      基于系統(tǒng)(零部件)關(guān)注點的需求評審:開發(fā)工程師或供應(yīng)商對系統(tǒng)(零部件)性能優(yōu)化的需求提出和評審,如車輛運行狀況與油耗的相關(guān)數(shù)據(jù);

      基于未來業(yè)務(wù)的需求評審:對未來需要開展的業(yè)務(wù)進行相關(guān)數(shù)據(jù)的需求提出和評審,如二手車質(zhì)量評估相關(guān)數(shù)據(jù)。

      圖2 基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息架構(gòu)

      3.2 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)采集

      基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息主要分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù),靜態(tài)數(shù)據(jù)需要依據(jù)生產(chǎn)的MES系統(tǒng)、銷售的DMS系統(tǒng)和售后的DCS系統(tǒng)進行采集,目前汽車企業(yè)的這些系統(tǒng)均已完備。因此,重點應(yīng)放在動態(tài)數(shù)據(jù)的采集。

      3.3 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)上傳

      質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)的上傳是從車端到云端的傳輸,是通過車聯(lián)網(wǎng)通道進行的傳輸。數(shù)據(jù)上傳主要分為事件性數(shù)據(jù)和周期性數(shù)據(jù)。事件性數(shù)據(jù),是指事件觸發(fā)時進行上傳的數(shù)據(jù)。周期性數(shù)據(jù)又分為三個層級進行上傳,并結(jié)合經(jīng)濟性和數(shù)據(jù)的及時性綜合評價后制定上傳方案。

      第一層級的數(shù)據(jù):車輛“心跳”數(shù)據(jù),如車速、轉(zhuǎn)速、制動踏板行程、門窗狀態(tài)等數(shù)據(jù)可30~60S上傳一次;

      第二層級的數(shù)據(jù):故障碼數(shù)據(jù),可在車輛每次啟動后上傳一次;

      第三層級的數(shù)據(jù):車輛ECU版本數(shù)據(jù),可在ECU每次常電(K30電)斷電后再次上電時上傳一次,同時每7天上傳一次。

      3.4 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)存儲

      考慮到存儲成本,以及動態(tài)數(shù)據(jù)龐大的問題,需要對數(shù)據(jù)存儲進行分析,不同的數(shù)據(jù)應(yīng)有不同的存儲周期。比如,數(shù)據(jù)湖中的全量動態(tài)數(shù)據(jù),存儲周期可以定為三個月;關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲周期可定義為10年;靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲周期可定義為10年。

      對于關(guān)鍵數(shù)據(jù),可基于車輛事件進行定義,如碰撞事件相關(guān)的數(shù)據(jù)、過熱事件相關(guān)的數(shù)據(jù)。

      圖3 車輛動態(tài)數(shù)據(jù)采集方案架構(gòu)圖

      4 基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息處理

      通過輿情、生產(chǎn)系統(tǒng)(MES)、銷售系統(tǒng)(DMS)、售后維修系統(tǒng)(DCS)獲取的車輛相關(guān)靜態(tài)信息數(shù)據(jù),再加上從TSP獲取的海量動態(tài)數(shù)據(jù),共同構(gòu)成車輛車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)要基于質(zhì)量管控的目的進行科學(xué)處理,形成有效的質(zhì)量信息。

      質(zhì)量信息的處理,要依據(jù)于云平臺,構(gòu)建質(zhì)量分析系統(tǒng),該系統(tǒng)的整體設(shè)計原則為:以每輛車的實時信息為基礎(chǔ),向上累計形成基于車型的各種質(zhì)量信息分析功能,向下累計形成基于零部件的各種質(zhì)量信息分析功能?;谲嚶?lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的質(zhì)量信息處理系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖4所示。

      該質(zhì)量信息處理系統(tǒng)車型健康管理模塊中,所有功能的使用和信息查詢分析都是基于指定車型進行分類處理的;單車健康管理模塊中,所有功能的使用和信息查詢分析都是基于指定車輛的VIN號進行處理的;零部件健康管理模塊中,所有的使用和信息查詢分析都是基于指定車型和零部件代號(或名稱)進行分類處理的。

      圖4 質(zhì)量信息處理系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

      5 基于車聯(lián)網(wǎng)信息的質(zhì)量分析案例

      憑借車聯(lián)網(wǎng)實時上傳,形成的車輛大數(shù)據(jù),借助信息處理系統(tǒng),可使車輛質(zhì)量信息在實時性、全面性、準確性方面達到一個新的高度,較傳統(tǒng)的質(zhì)量信息而言完全是兩個計量級別。

      案例1:某車型連續(xù)接到多位用戶抱怨,車輛在行駛過程中輪胎噪音較大。對于該類問題,按照傳統(tǒng)的質(zhì)量信息獲取方式,需要抽取典型的問題車輛樣本進行分析,不僅費時、費力,而且樣本量不夠容易導(dǎo)致問題分析偏差。而通過車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)獲取的質(zhì)量信息,則可以實現(xiàn)全樣本、快速、準確的質(zhì)量信息分析。圖5所示為某車型抱怨胎噪問題的所有車輛在某一段時間內(nèi)的胎壓平均值數(shù)據(jù)視圖(因涉及車輛信息保密,車輛VIN用1~43數(shù)字表示)。根據(jù)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),正常胎壓在230~250KPa之間,而反饋胎噪問題車輛的胎壓普遍300KPa左右;6號車和26號車各輪胎胎壓值相差較大。由此,可快速鎖定胎噪問題是由于胎壓壓力過大,以及同一輛車四個輪胎的胎壓差值過大造成的。

      案例2:通過質(zhì)量信息處理系統(tǒng)對所有車輛主動發(fā)起質(zhì)量實時監(jiān)測。在監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)其中一輛車的12V啟動蓄電池的電壓變化符合電池老化特性,如圖6所示。因此,主動預(yù)約客戶進站檢測,檢測結(jié)果與大數(shù)據(jù)監(jiān)控一致,該車電池?zé)o法充滿電量,需要更換。由此避免了一起蓄電池虧電導(dǎo)致車輛拋錨的情況。

      圖5 某車型43輛車某段時間內(nèi)的胎壓均值圖

      圖6 某車輛蓄電池老化電壓波動圖

      6 總結(jié)和展望

      基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息獲取,應(yīng)在車輛設(shè)計開發(fā)階段就考慮車輛動態(tài)數(shù)據(jù)采集和上傳問題,同時要基于本企業(yè)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上的長期規(guī)劃,考慮動態(tài)數(shù)據(jù)的存儲問題。比如,車輛“心跳”數(shù)據(jù)的存儲周期可以設(shè)定為1年;DTC數(shù)據(jù)和新能源報警數(shù)據(jù)的存儲周期可設(shè)定為2年;碰撞和過熱事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)(包括車輛“心跳”數(shù)據(jù)、DTC和新能源報警數(shù)據(jù)等)存儲周期可與車輛設(shè)計壽命一致。

      在利用基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息時,要建立基于數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),通過數(shù)據(jù)中臺打通企業(yè)各個部門的靜態(tài)數(shù)據(jù)孤島,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享利用。同時,動態(tài)數(shù)據(jù)的質(zhì)量也是一個重要的問題,涉及車端、管端和云端全系統(tǒng),需要一定的改善周期。

      基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息,是車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在質(zhì)量上的一種應(yīng)用和體現(xiàn)。隨著5G技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)傳輸速率的大幅提升、流量資費的下降,基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息將為質(zhì)量管控帶來更多的應(yīng)用和質(zhì)量技術(shù)突破。

      未來,基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息,通過不斷的信息價值挖掘,將形成質(zhì)量信息的利潤生態(tài)圈。這將是未來質(zhì)量信息發(fā)展的一個方向。

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