汽车及零部件试验过程管理系统的设计与实现

陈良校，侯俊

(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601)

0 引言

大数据时代的来临和信息化的高度发展，人类社会已经跨越了早期的科学计算阶段进入数据高速处理阶段。在汽车产品开发中，需要进行很多的试验验证，在这个过程中，必然产生大量的试验数据，这些数据都是产品研发的重要参考依据，通过这些试验数据，可以对新产品进行不断的改进，缩短研发时间，也为后期的产品维修提供参考。实现试验过程管理系统，能够根据需要迅速搜索试验数据，为研发人员提供参考依据，提高研发效率和设计的准确性。相关的试验人员也能对这些历史数据综合对比分析，形成产品研究的标准。

1 背景及意义

从2017年第一季度的相关统计来看，我国的机动车保有量已经超过了3亿辆，其中仅汽车的保有量就超过了2/3。每一款汽车都需要经过严格的研发和试验管理，在这个过程中，日益膨胀的试验数据、仿真数据等正在形成中。要管理这些数据，势必面临格式不统一的问题，造成数据检索不容易，数据最终的使用方向也不清晰，数据的安全性难以得到保障，企业内容的数据共享无法顺畅实现，给企业的管理带来困难。

同时，国内外的汽车整车及部件试验过程数据还面临着管理手段方面的不同，比如有的企业不善管理，还采用半人工半计算机的方式对数据进行采集和分析。尤其是在非数据库的模式下，数据库之间的共享功能都无法实现，数据冗余也在增加中。为了解决这些问题，必须要研发一个信息管理系统,实现对已有和现有的试验数据进行管理，以达到试验数据的统一管理、高速共享、高效查询及使用，规范试验数据管理标准，积累企业核心数据资源，为提高试验效率做出应有的软件支撑。

1.1 系统需求概述

整车及部件试验过程管理系统是在充分调研公司需求的基础上，采用B/S体系模式等技术设计的。首先要完成的是系统的需求分析，在这个过程中需要遵循一定的原则：

首先，需要从试验的角度，遵循软件相关概念界定的规范，对问题需求的信息域等进行确定；

其次，遵循从上到下的分析原则，建立金字塔式的软件结构；

第三，通过需求调研，完成从实际需要到抽象概念模型的转变。

1.2 系统功能需求分析

1.2.1 试验计划管理功能需求分析

试验计划管理功能是整车及部件试验过程管理生命周期的第一个阶段，主要完成的是整车或者车辆其他部件的试验计划的编制和确认工作，为试验任务的生成打下基础。

试验计划管理功能用例图如图1所示。

图1 试验计划管理功能用例图

1.2.2 试验任务管理功能需求分析

试验任务管理功能是整车及部件试验过程管理生命周期的第二个阶段，主要是根据试验计划的编制情况，开展试验任务的开始、审批、审核等，为试验进度和试验资源、设备等提供基础。

试验任务管理功能用例图如图2所示。

图2 试验任务管理功能用例图

1.2.3 进度管理功能需求分析

试验进度管理功能是对试验任务下发到结束整个过程阶段的监控管理需求，通过进度管理能够对试验任务进行日常的监控。进度管理功能用例图如图3所示。

图3 试验进度管理功能用例图

1.2.4 试验设备管理功能需求分析

试验设备管理功能是对整车及部件试验过程中涉及的设备信息管理，是试验数据产生的重要环节。

试验设备管理功能用例图如图4所示。

图4 试验设备管理功能用例图

1.2.5 数据采集管理功能需求分析

数据采集管理功能是对整车及部件试验过程中数据采集规则、数据存储结构等信息的管理，为系统提供数据信息。

数据采集管理功能用例图如图5所示。

图5 数据采集管理功能用例图

1.3 业务流程分析

1.3.1 试验任务管理

试验任务管理的流程如图6所示。

图6 试验任务管理流程图

1.3.2 计划管理流程

计划管理流程是试验计划管理功能中的重要工作流程，流程如图7所示。

图7 计划管理流程图

2 系统设计

2.1 系统体系架构设计

整车及部件试验过程管理系统的体系架构设计如图8所示。

如图8所示的系统架构设计中，基于高内聚、低耦合的设计要求，整车及部件试验过程管理系统采用流行的B/S分层体系结构，从设计实现角度分离页面展示、控制和业务处理、数据访问与存储的逻辑实现。各层之间相对独立，下层对上层提供公共支撑，实现功能的可重用性和可扩展性要求。

图8 系统架构设计图

2.2 系统功能模块总体设计

系统功能模块设计如图9所示。

图9 系统功能模块设计

3 系统实现

3.1 试验数据和文档管理

(1)实现对试验过程中所有数据的集中存储和统一管理，包括原始测量数据、过程测量数据、试验结果数据、试验分析数据、多媒体试验数据以及试验过程中产生的各类文档。

钙硫比的增加对所获得的粉煤灰脱硫活性起到促进作用，但CaCO3的增加必然对炉内煤粉燃烧特性产生影响，若其加入严重影响煤粉燃烧特性，那么对上述研究就失去了意义。为此，笔者进一步针对钙硫比对煤粉燃烧特性的影响进行研究。

(2)支持海量数据处理，具有各种格式的试验数据导入导出功能，方便快速导入导出数据，并且可以完成数据校验、数据处理、数据格式转换等操作；提供导入性能关键指标的功能。

(3)支持试验数据自动采集，支持对第三方软件产生的数据进行格式的统一转换，方便处理。

(4)具有数据分类组织和查询功能，支持全文检索，实现对试验数据的快速查找。

(5)具有相关试验标准(国标、国军标、行业标准及单位标准)的管理功能，方便提取并查看相关标准文件。

(6)具有丰富的数据分析、绘图、计算、分析、筛选、挖掘功能，并且能够集成各种第三方数据分析处理软件，数据处理分析功能可以便捷定位数据并快速完成数据分析处理操作，提高工作效率，并对技术决策提供支持。

(7)高效管理各类数据和文档，提供录入、浏览、修改、删除、查看、上传、下载等常用操作功能。

(8)实现数据文件的自动筛选和截取，并实现文档的在线浏览。

3.2 试验业务过程管理

(1)实现对试验相关的所有资源信息的管理，主要包括试验任务单、试验设备信息、试验人员信息等。

(2)实现对试验业务全过程的管理，按照试验流程建立任务单、试验大纲、试验设备、试验数据、试验人员、试验报告及知识性文档等之间的关联，提高试验过程自动化。

(3)提供完备的试验项目管理功能，按不同的项目进行管理：包括试验项目任务分解、试验任务计划制定、试验任务管理、人员分配、项目交付物管理和项目任务查询统计等功能。

(4)可实现试验任务申请的电子签批流程。

(5)提供灵活的试验流程管理，包括试验流程定制、试验流程执行、试验流程监控、历史试验流程查询和流程查询统计等功能，流程设计工具灵活方便，能根据业务情况定制或调整与试验有关的工作流程。

3.3 系统接口开放性需求

该系统接口需要具备开放性。目前整车试验开发研究院已具有NVH试验数据管理系统、道路试验服务系统，因此需要拟建平台能与这两个系统很好地衔接；同时也需要该平台能与OA(Office Automation)、PLM(Product Lifecycle Management)以及技术中心的竞品数据库系统实现很好的衔接，避免试验数据的重复录入。

3.4 系统运行及使用实例

3.4.1 试验计划查询及跟踪

相关车型的试验计划通过系统下发到相关业务模块及责任人，每周从系统中反馈试验进度或者管理人员直接查询相关业务进展情况，极大地提升了试验计划管控的有效性和及时性。系统运行实例界面如图10所示。

图10 系统运行实例界面

3.4.2 试验设备管理

按照系统设定的相关设备信息，各模块责任人将设备信息录入，并定期反馈，可以从系统中直接查询到设备的使用状态、完好状态、标定信息以及设备的使用率情况，能够非常全面地管理好现场的试验设备，提升了工作效率。系统运行使用实例如图11所示。

图11 系统运行使用实例

4 结论

随着试验类型、试验项目的分支越来越细，在日积月累开展的大量试验过程中，相关的试验数据没有得到有效地管理和应用，这对试验问题的系统性分析、试验样件样车综合性能的评价有着至关重要的影响，特别是相关试验方法的改善，有着决定性的作用。整车及部件试验过程管理系统实现了试验过程以及过程中的试验数据管理，并且合理地调配试验资源、高效地利用试验台架及试验设备，保证试验的精确性和高效性，避免重复、无效的试验，实现了：

(1)对试验数据的统一、有效管理；

(2)对试验相关信息(即试验全周期)的标准化管理；

(3)对试验项目的统筹、有效管理。

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