汽車儀表檢測設備在線故障處理解決方案探索

屈青青

西安職業技術學院 陜西省西安市 710077

1 引言

汽車作為一種交通工具，已經走入千家萬戶，在現代社會中有著無可替代的作用。2012年，國內汽車銷量為1930.64萬輛，到2021年，國內汽車產銷量達2627.5萬輛，10年期間汽車銷量增幅高達36%。受疫情影響，歐美國家車市持續低迷，而中國自2020年下半年開始，便逐步走出疫情陰霾，呈現反轉的態勢，2021年中國汽車銷量在世界汽車市場份額中已經接近33%，穩居世界第一大汽車市場[1]。在龐大的汽車產業中，作為汽車重要零部件之一的汽車儀表，市場規模也十分巨大，以汽車液晶儀表行業為例，預計2022年市場規模將超過210億元，隨著汽車市場的擴大，汽車儀表行業的規模必將持續擴大。

汽車儀表顯示了汽車的工作狀況，是人和汽車的交互界面。汽車中的車速、轉速、機油壓力、水溫、燃油量等參數，經傳感器檢測之后作為輸入信號，通過汽車儀表進行顯示。汽車儀表的正確顯示，對于汽車的正常運行起著至關重要的作用，因而在汽車儀表生產線上，產品下線交付之前，必須要經過一系列嚴格而縝密的檢測，確定產品合格，才能流入下一生產環節。而汽車儀表測試臺正是一種通過模擬整車所有信號的環境，對汽車儀表的電氣信號、顯示效果、聲音質量和故障反饋等進行全方位檢測的自動化設備，通過軟件系統的設置，測試信號自動接入裝置，操作人員僅需放置、取走儀表，所有檢測內容自動完成，這種儀表檢測設備以人工檢測無法比擬的效率和可靠性為企業提供功能強大且完備的終檢支持。

2 行業痛點

傳統的檢測方式所采用的設備，是一種半自動設備，只能提供儀表工作所需的信號，檢測結果完全靠人工判斷，這種檢測手段的弊端較為明顯。檢測步驟通過設備操作按鈕進行手動切換，按鈕切換過快就容易出現某檢測步驟漏檢的現象。此外，因為檢測人員身體高低的不一致，站立的遠近不一致，可能導致觀察的視角不一致，造成儀表指示精度讀取誤差，從而形成誤判。相較于傳統的儀表測試方式，集成式的汽車儀表測試臺優勢十分明顯。不但能夠提供儀表工作所需的全部信號，還采用了先進的機器視覺測量方法，具有良好的人機交互界面、靈活的測試序列編輯功能、實時工作狀態監控，測試流程控制、狀態提示、結果報表輸出等功能，此外，還具備故障報警及數據庫查詢統計等功能，這些功能的實現，滿足了生產線統計與管理需求。此類汽車儀表檢測設備一般都采用模塊化、標準化設計思路，使得構建儀表測試系統如同“搭積木”一般靈活，可兼容不同型號的儀表測試。儀表換型時，僅需更換產品夾具即可，既能節約企業的設備支出，又能極大地提高設備的使用效率。這類設備的模塊化硬件涵蓋目前主流汽車儀表測試所有資源，可根據實際需求選配資源類型、數量，在這些硬件基礎上還搭載了專業的平臺化測試軟件，并結合行業模塊工具包，提供了從測試流程搭建、調試驗證、測試報表、數據管理與分析等一系列功能。

正因為汽車儀表檢測臺具備了這樣的優勢，因此越來越多的儀表生產廠家都將其作為儀表質量的終檢設備。然而這種全自動化的儀表檢測設備，由于其使用時的復雜性，一旦設備出現故障時，儀表檢測的設備使用方根據配套的紙質故障檢修手冊往往不能快速定位問題并解決問題，因此需要向儀表檢測臺的生產廠家尋求售后服務。而儀表檢測臺的生產廠家再提供售后服務的過程中往往面臨三個方面的問題，一是外派技術人員解決問題的過程中，差旅、住宿、吃飯等費用，必將提高企業的成本，二是自2020年以來，全國疫情形式較為復雜，時而出現多省份的散發疫情，在這樣的大環境下，往往會出現技術人員不能及時到現場解決問題的情況，三是儀表檢測設備的生產企業，有很多都是中小企業，這類企業人員流動性較大，核心技術人員一旦流失，企業將面臨無人可派的情況。因此，綜合以上種種因素，儀表檢測設備的售后得不到有效保障，儀表生產廠家的生產效率必將受到影響，儀表檢測設備的生產企業形象受損，企業的發展也必將受到限制。

3 解決方案闡述

本文正是針對以上問題，面向汽車儀表檢測設備供應商，利用工業互聯網技術提供了一套自動化檢測設備在線故障輔助處理解決方案。方案的架構如圖1所示：

圖1 解決方案架構圖

本解決方案與儀表檢測設備進行融合，與儀表檢測設備上的軟件平臺一起構成一套完整的儀表功能測試、儀表檢測設備故障診斷及處理體系，為儀表本身的檢測，檢測設備故障的及時排除提供了全套即時的服務。

檢測設備開始運行時，安裝在檢測設備上的故障監控模塊同時啟動，對檢測設備的運行情況進行全方位的監控。當檢測設備在運行過程中出現故障時，檢測設備自身的軟件平臺會對該故障類型進行判斷，并給出錯誤代碼，將其存入本地數據庫中。故障監控模塊此時會讀取該故障代碼，將其上報到儀表檢測設備生產商的服務器端進行集中分析，通過查詢知識庫，獲取相應的圖像與視頻解決方案，并將其返回到出故障的儀表檢測設備中，協助設備使用人員進行快速的問題修復。當檢測設備運行過程中出現的故障屬于新型故障，檢測設備自身的軟件平臺無法識別其故障代碼，此時，本方案中的故障監控模塊能夠快速收集故障信息，將其上報至檢測設備生產商的后臺，一方面使檢測設備生廠商針對設備故障進行快速、準確的預判，幫助儀表生產廠家排除設備故障，恢復生產，另一方面對新出現的故障信息及對應的解決方案進行及時記錄，更新完善知識庫。

根據以上解決方案的架構，本方案中的軟件系統由兩部分來構成，如圖2所示。這兩部分分別是甲方故障信息監控平臺，即儀表生產廠家所使用的平臺，和乙方云故障信息綜合管理平臺，即儀表檢測設備生產商所使用的平臺。這兩部分平臺分別面向甲方企業和乙方企業，提供了基礎服務，如不同權限的安全登錄，消息監控及信息存儲，信息加密，登錄工作日志等功能，其核心功能模塊包括故障檢測設備模塊、已知故障管理模塊、未知故障管理模塊、用戶管理模塊等。在故障檢測設備模塊中，主要提供故障監控、故障報警、故障確認交互、故障上報及解決方案顯示；已知故障管理模塊中包括故障碼確認、獲取解決方案、視頻解決方案傳輸、圖文解決方案傳輸、故障碼報錯統計；未知故障管理模塊中包括未知故障確認、記錄未知故障、未知故障告警、故障解決方案字典轉儲、人工支持故障處理；用戶管理模塊中包括角色管理、密碼管理、登入及登出管理、工作時間統計等。除此以外，本方案還面向乙方，及儀表檢測設備生廠商，提供未知故障分析、圖表分析、已知故障統計、未知故障統計、解決方案成功率統計及關鍵日志分析等功能。這些故障統計日志通過日、月、季度及年度報表數據的分類匯總，對發生的設備故障多維度的綜合分析與處理，檢測設備供應商能夠及時做出產品調整，提高產品質量，增強企業競爭力。

圖2 軟件功能模塊圖

4 技術方案優勢

本方案中考慮到產品的長期發展與可擴展性，引入工業互聯網平臺，服務器端整體部署在云服務器上，可同時為多個檢測設備，甚至可為多個乙方公司，即檢測設備生產商，在同一時間提供有效的服務。

在過去幾年時間里，國家大力倡導工業與互聯網的深度融合，出臺了一系列的政策來支持工業互聯網的發展。2017年11月，國家出臺《關于深化“互聯網+先進制造業 發展工業互聯網的指導意見》，2018年5月，出臺《工業互聯網APP培育工程實施方案（2018-2020年）》，在這個方案中明確了工業互聯網進行為期三年的建設階段，2019年5月，出臺《工業互聯網綜合標準化體系建設指南》，指出要圍繞制造業打造工業互聯網平臺，拓展“智能+”，為制造業轉型升級賦能。到2020年，一系列政策的制定，旨在推進智能制造，2021年開始，政府出資，搭建更多共性技術研發平臺，提升中小微企業創新能力和專業化水平，2022年5月，由工信部發布《2022年跨行業跨領域工業互聯網平臺名單》，名單中一共有28家工業互聯網平臺公司，這28家公司代表了中國工業互聯網的最高水平。

本方案中的工業互聯網平臺采用的便是這28家平臺公司之一的用友精智工業互聯網平臺。用友精智工業互聯網平臺已經接入微服務組件2029個，云化工業軟件279個，接入設備38.8萬臺，工業APP1247個，支持千萬級用戶在線。中國500強企業選擇用友精智平臺的占65%，中國制造500強選擇該平臺的占72%，中國零售業500強企業選擇該平臺的占63%，此外，還在銀行業、證券業、機場、港口企業、醫療衛生等領域中，用友精智工業互聯網平臺也是占據了相當大的份額。

本方案中服務器采用用友提供的云服務器，快速有效地提升現場設備故障的排除和維修成功率的同時，大大減少乙方，即檢測設備生產企業的運營與維護成本。進行工業APP開發時，采用用友云平臺Yonbuilder技術實現，以輕量化、模塊式開發方式替代移動端、客戶端應用的傳統開發模式，開發周期短，代碼量小，開發人員易學易上手。

5 結語

本方案中的產品經儀表設備檢測企業試用，反映良好。一方面可以及時有效地解決儀表生產企業在使用汽車儀表檢測臺時，遇到故障不能及時解決，生產效率下降等問題，另一方面，可以有效解決因為人力成本升高、疫情突發等特殊情況及技術人員的流動等造成的汽車儀表檢測臺售后不及時、企業發展受限等問題。本方案除了可以解決汽車儀表檢測臺遇到的故障解決難題，也可以應用在其他工業領域中所涉及的使用流程復雜的全自動化設備中，可移植性好，值得推廣。