一種商用車多輪胎壓系統(tǒng)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(shù)字化技術，大大提高生產效率，保障售后維修中的數(shù)據(jù)同步，杜絕人為導致的維修問題。

【關鍵詞】胎壓系統(tǒng)；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(fā)。

1" 引言

經過多年的發(fā)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(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2023年上半年，我國商用車市場開始企穩(wěn)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(xiàn)代經濟活動中的重要性不言而喻，是目前物流運輸?shù)闹匾ぞ摺Ｕ驗樯逃密嚨倪\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(jié)能減排，一方面開發(fā)新能源技術，一方面將一些有利于節(jié)能減排的技術投放于市場。在節(jié)能減排技術上，胎壓監(jiān)測技術是一條可以快速實現(xiàn)的技術。

根據(jù)輪胎企業(yè)大陸公司統(tǒng)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(fā)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(tǒng)）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(jiān)測系統(tǒng)，JT/325中也規(guī)定高等級客車需要配備胎壓系統(tǒng)。

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(tǒng)的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉速差以達到監(jiān)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(tǒng)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(fā)給儀表顯示。當前接收器有獨立式和與車輛中控門禁系統(tǒng)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(tǒng)生產裝配和檢查。將商用車的胎壓系統(tǒng)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(tǒng)、MES系統(tǒng)、EOL系統(tǒng)和檢測線系統(tǒng)通過工廠的信息化系統(tǒng)打通數(shù)據(jù)鏈信息交互，從而實現(xiàn)點對點、一對一的過程控制和檢查。

在整個流程中從訂單創(chuàng)建開始，經過SAP合成物料清單并傳遞到MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)連接公司各個業(yè)務單元，由MES將數(shù)據(jù)分揀派發(fā)到各制造環(huán)節(jié)業(yè)務單元。各單元完成作業(yè)后將日志數(shù)據(jù)回傳到MES系統(tǒng)存儲，實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)閉環(huán)。數(shù)據(jù)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(shù)進行虛擬零件化設計，將這些參數(shù)做成虛擬零件，每一個參數(shù)獨立生成一個零件號，在設計系統(tǒng)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(tǒng)中進行維護。

創(chuàng)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(tǒng)是西門子的Teamcenter，在系統(tǒng)中數(shù)據(jù)屬性中有程序屬性，在創(chuàng)建這些數(shù)據(jù)的虛擬件號時，選程序屬性，目的是給后續(xù)的SAP/MES系統(tǒng)設定標簽，能高效地識別這些虛擬數(shù)據(jù)。

工程師在系統(tǒng)中創(chuàng)建這些虛擬的零件數(shù)據(jù)，并且在系統(tǒng)中完成整車BOM的創(chuàng)建，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與整車的配置信息關聯(lián)。當銷售系統(tǒng)DMS中創(chuàng)建訂單后，訂單被傳遞到SAP中，SAP根據(jù)訂單完成車輛BOM的合成，這些被創(chuàng)建的整車BOM數(shù)據(jù)由SAP發(fā)送至MES系統(tǒng)。

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(tǒng)中獲取這些虛擬零件所關聯(lián)的參數(shù)數(shù)據(jù)。MES將獲取的這些參數(shù)通過網絡按照生產排序發(fā)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(qū)進行輪胎合成、充氣和動平衡制造作業(yè)。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(yè)時，從數(shù)據(jù)庫中檢索當前作業(yè)的輪胎的充氣壓力，并且將壓力設定值發(fā)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(yè)區(qū)，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(tài)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(shù)一致，充氣作業(yè)完成，智能充氣機將靜態(tài)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?shù)絼悠胶鈾C。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(xiàn)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(shù)據(jù)會發(fā)送至底盤線制造中心計算機。計算機會將數(shù)據(jù)回傳到MES系統(tǒng)。MES系統(tǒng)將這些輪胎ID發(fā)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(tài)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(fā)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(shù)據(jù)。將2組數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)實時回傳到檢測中心計算機存儲并發(fā)送至MES系統(tǒng)。

4" 總結

筆者所在公司是輕型商用車生產企業(yè)，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(xiàn)了過程控制，而且還實現(xiàn)了各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)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(xù)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(jiān)測系統(tǒng)[J]. 汽車技術，2002（7）：40-41.

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

（編輯" 楊凱麟）