新能源汽車終檢線自動化檢測系統集成研究

付玲玉 謝志鵬 李強 范武 李海潭

摘 要：為解決實車物理裝配的平臺化和通用化，不同配置整車的ECU（電子控制單元）硬件是相同的，而搭載軟件需要滿足配置和功能的需要進行定制。傳統汽車在ECU硬件中預裝軟件，軟件管理通過條碼或人來識別管理。而隨著新能源汽車和無人駕駛技術的發展以及整車功能和配置的個性化定制生產方式的出現，通過傳統方式匹配軟件和硬件的可靠性和生產效率已無法滿足發展需要，必須有高效、高可靠性的解決方案。本文旨在以新能源汽車ECU平臺化架構設計為基礎，通過對自動化下線檢測系統的集成研究，實現不同車型的軟件自動刷寫、自動檢測和加注，以及智能刷寫信息化系統、產品全生命周期管理系統（PLM）、生產線加注系統設備、ECU在線測試設備、總裝檢測線的技術集成，解決新能源汽車軟硬件分離制造、智能化制造的問題，實現自動化柔性制造。

關鍵詞：新能源汽車;自動化檢測;系統集成

中圖分類號：U467.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0067-02

0 前言

智能制造是世界各國的重點發展方向，也是《中國制造2025》的主攻方向，是實現制造業升級的必然要求。在此背景下，只有積極開展智能工廠、智能生產線的建設和規劃等方面的研究，形成具有自主知識產權的國家、行業或團體標準，才能支撐企業產品、管理、生產、服務等全方面的創新，提升企業各方面的能力，最終提升企業的可持續競爭優勢。

在我國大力發展新能源汽車行業的背景下，依據智能制造標準體系建設指南，將智能制造的通用目標與行業實際需求相結合，吸收本行業兩化融合成功的實踐經驗，研究新能源汽車自動化下線檢測系統集成要求，以提升企業及行業的技術水平。

1 新能源汽車下線檢測系統集成構架

總裝數字化車間終檢線自動化檢測系統集成架構分為基礎層、執行層、管理層。

管理層業務系統主要是指企業級的信息化應用系統，例如產品生命周期管理PLM、產品信息管理系統、企業資源管理系統ERP。執行層包含車輛配置及測試系統VCATS、生產管理系統MES，其中VCATS包含車輛測試模塊、車輛配置模塊、客戶端模塊、檢測結果管理模塊，MES包含車輛配置及測試接口模塊、高級訂單排產模塊。基礎層包含客戶端終端設備和整車下線檢測設備，其中整車下線檢測設備包含加注、四輪定位、制動轉轂、ADAS、電性能檢測設備、車輛OBD接口，見圖1。

2 新能源汽車下線檢測系統信息集成模型

車輛測試與配置系統與管理層、基礎層的信息集成模型，見圖2，主要業務數據流如下：

（1）管理層業務系統向生產管理系統輸入包含生產計劃訂單（含VIN、BOP文件）信息;（2）車輛配置及測試系統的輸入信息應包含管理層生成的ECU刷寫源文件，車型ECU刷寫規范文件、EOL規范文件，生產管理系統生成車輛配置刷寫文件、客戶端設備車輛配置解析文件;（3）車輛配置及測試系統輸出到客戶端設備的信息應包含車輛配置刷寫文件、客戶端設備車輛配置解析文件、控制指令，輸出到生產管理系統的信息應包含檢測數據;（4）客戶端設備輸出給車輛OBD接口、整車下線檢測設備的信息應包含控制指令、數據指令，輸出給車輛配置及測試系統的信息應包含單車VIN碼（VIN命名規則滿足GB16735第4、5節要求）、檢測數據、執行狀態;（5）車輛OBD接口、整車下線檢測設備反饋至車輛配置及測試系統信息應包含執行結果信息、檢測數據。

3 生產管理系統集成要求

（1）管理層業務系統輸出到生產管理系統的信息應包含生產計劃訂單（含VIN、BOP文件）。（2）VCATS接口模塊應包含車輛信息解析器、Broadcast文件生成器、VCD文件生成器、RSA2048加密模塊。（3）根據高級計劃排產模塊輸入的訂單車輛BOP和日排產訂單（含VIN），解析并輸出的信息應包含ECU軟件零件號、PML、防盜代碼。（4）根據車輛信息解析器輸入的訂單號、VIN、防盜代碼、PML、ECU軟件零件號，生成單車制造信息文本文件，輸出至車輛配置及測試系統。（5）加密明文生成簽名信息輸出至VCD文件生成器，與車輛配置信息合成生成車輛配置信息文件，輸出至車輛配置及測試系統。（6）生產管理系統的高級訂單排產模塊輸出日排產訂單隊列，包括訂單信息、VIN和對應的BOP。（7）高級計劃排產模塊應具有定期和人工主動推送信息數據功能。

4 車輛配置及測試系統集成要求

（1）車輛配置及測試系統接收產品生命周期管理系統PLM系統輸入信息應包含車輛ECU刷寫源文件、車型ECU刷寫規范文件、EOL規范文件。（2）車輛配置及測試系統VCATS包含車輛測試模塊、車輛配置模塊、客戶端模塊，檢測結果管理模塊，其中車輛測試模塊應包含腳本編譯器、工位管理，車輛配置模塊應包含ECU源文件庫、VCD源文件庫、Broadcast文件庫，客戶端模塊應包含配置解析器、腳本解析器。（3）VCATS腳本編譯器應能編寫和標定程序，標定程序應符合GB 7258第4章的要求;工位管理應具有綁定測試腳本和客戶端設備，定義客戶端設備具體可執行的功能。（4）配置解析器應能對ECU源文件，broadcast文件、VCD文件進行解析，生成配置數據、刷寫文檔;腳本解析器應能執行腳本，對配置解析器輸入的配置數據、刷寫文件解析生成控制指令、數據指令至客戶端設備;客戶端模塊應能與客戶端設備集成，并遠程管理客戶端設備、發布測試腳本程序到客戶端設備、查詢各工位最后一次測試腳本程序版本。（5）檢驗結果管理應能發布檢測數據至生產管理系統。（6）車輛配置及測試系統輸出到客戶端設備的信息應包含控制指令、刷寫文件;車輛配置及測試系統信息接收客戶端設備輸出的信息應包含檢測數據、執行狀態。

5 總裝終檢線集成要求

總裝終檢線應包含客戶端設備、檢測線設備和車輛。其中客戶端設備應包含VIN采集模塊和VCI車輛連接接口，客戶端設備與車輛通信應采用標準OBD接口，OBD接口應符合ISO 15031-5標準第5節的規定，見圖3。

6 結語

通過對新能源汽車自動化下線檢測系統的集成研究，我們主要解決了兩個問題，一是基于新能源汽車的軟硬件分離制造的模式下軟硬件版本一致性的問題，二是基于規模化個性定制的生產模式下混線生產與自動化檢測的問題。

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