样车试制试验单元挑选方法研究

徐海华　冯昊　王镜先　张海玲　唐丽

摘 要：样车试制是汽车研发过程中的重要环节。试验单元是在样车研发过程中极为重要的非整车试验实体，多种试验用途需通过试验单元进行，每种试验用途需根据需求进行零件挑选，但目前缺少一种规范的试验单元零件挑选方法，且均为手动挑选。本文对挑选方法进行研究，给出了两种试验单元零件挑选方法，并且根据该方法开发程序实现了样车试制试验单元的自动化挑选。

关键词：样车试制;试验单元;零件挑选方法;程序开发

1 引言

样车试制是汽车研发过程中的重要环节[1]。试验单元是在汽车研发的样车试制过程中，由样车车间组装的用于工程台架试验、局部子系统试验的试验实体。试验单元所涉及的试验用途包含国家强检试验、内外饰认证试验等多个试验类别，包含门开关耐久试验、摇窗机耐久试验、雨刮耐久试验、侧气帘子系统点爆试验、车顶压溃试验等几十项试验内容。

目前在样车试制过程中，由于每种试验单元需求零件类型不同，因此在每个新车型试制过程中，均需要由每项试验用户针对每种试验单元从工程核对的BOM中勾选试验零件。由于BOM结构复杂，且每种试验单元所需零件类型差异较大，因此在试验单元挑选过程中需要根据经验对用户挑选的零件清单进行多次检查确认，否则将会存在漏挑、错挑、多挑零件的可能，影响后续试验进行以及造成物料浪费[2]。

本文针对目前样车试制过程中试验单元需根据经验手动挑选及检查，且缺乏明确的挑选标准的问题进行了研究，给出了一种用于样车试制阶段试验单元的零件挑选方法，并通过编写程序实现试验单元自动挑选。

2 挑选方法设计

2.1 基于整车产品结构的试验单元挑选方法

整车产品结构是一种汽车产品结构树，如图1所示，用于定义汽车零件层级结构。先将整车划分为若干功能块，再对每个功能块分别进行细分，并进行编号，如6.1.1前挡风玻璃从属于6.1车窗及6.外饰。汽车的全部零件可根据此结构树进行划分，即每个汽车零件在该结构树上有对应的编号，因此根据此结构树编号可挑选到任何零件。通过试验单元进行的试验不需要整车全部零件，仅需部分子系统零件进行试验，因此可根据汽车产品结构树进行试验单元零件挑选[3]。

以汽车产品结构树作为基准，通过结构树编号进行试验单元零件挑选，首先需在整车BOM清单中将每个零件号与结构树编号进行关联。目前的工程零件信息系统中会维护每个零件的结构树编码，因此可根据结构树编号在整车BOM中挑选试验单元零件。

其次，需定义好每种试验用途对应的结构树编号，如A试验用途对应5.1.1及5.1.2和5.2.1.3这几种结构树编号的零件，B试验用途对应6.2.3的全部结构树编号零件。将全部试验用途与结构树编号进行对应生成对照表。

因此，通过结构树编码即可将BOM清单中的零件号与每种试验用途进行关联，且该结构树适用于全部车型，不需要根据不同车型单独进行匹配。在进行试验单元零件挑选时，可根据试验用途与结构树编号对照表，从整车BOM清单中挑选试验零件。

2.2 基于历史数据的试验单元挑选方法

基于历史数据的试验单元挑选方法是通过历史试验单元零件挑选数据作为数据库，根据此数据库指导新项目试验单元的零件挑选。并且随着项目的不断增多，可逐步通过积累新的历史数据来更新完善数据库，逐步提高此方法零件挑选的准确性。

该方法需对历史BOM清单和历史试验单元零件清单2种历史数据进行收集。历史BOM清单数据中包含项目代码、零件号以及结构树编号等信息，历史试验单元零件清单包含试验用途、项目代码、零件号等试验信息。通过项目代码与零件号作为关键值将2种历史数据进行关联，如图2所示，形成试验用途与结构树编号的关联数据库。

形成关联数据库后对结构树编号与试验用途进行相关性分析，根据以下公式计算每种试验用途对应的每个结构树编号的挑选概率：

式中Pij为第i种试验用途，第j种结构树编号对应的挑选概率;n为历史项目数;aijk为第i种试验用途，第j种结构树编号在第k个项目试验单元零件清单中被挑选的次数;bijk为第i种试验用途，第j种结构树编号在第k个项目BOM中出现的次数。

通过计算发现全部Pij趋近于0或1，即对于每种试验用途结构树编号都与试验用途具有较强相关性，可根据Pij对进行试验单元零件挑选，挑选整车BOM中Pij接近为1的结构树编号对应的零件。

3 自动挑选程序开发

针对以上两种试验单元零件挑选方法，通过EXCEL宏程序开发一种能够自动挑选试验单元零件的软件程序。程序总体框架分为四部分功能：试验用途及结构树编号数据库、试验用户挑选界面、试验单元零件清单生成和程序迭代升级。数据库作为试验零件挑选的数据基础，用户在挑选界面输入试验用途以及车号、配置等信息，程序根据数据库和用户输入试验需求自动输出试验单元零件清单，将最终装车清单与程序生成零件清单差异输入程序进行程序迭代升级，通过迭代升级不断更新数据库，保证自动挑选程序的准确性。

3.1 程序开发

试验用途-结构树编号数据库中包含四类信息：试验用途、结构树编号、本文第二节提到的历史挑选概率以及每种试验用途对应的推荐概率。对于每种试验用途的结构树编号，当历史挑选概率大于推荐概率，即认为该结构树编号对应的零件会被程序挑選到试验单元零件清单中。该数据库生成以及维护的数据源为全部历史项目的整车BOM以及历史试验单元挑选清单。

试验用户挑选界面分为两个模块：整车BOM导入和试验需求输入。整车BOM导入功能是将样车试制阶段核对完成的整车BOM清单导入自动挑选程序，该功能需将原矩阵式的整车BOM转化为结构化的整车配置BOM。结构化的整车配置BOM包含序号、零件号、零件名称、单车用量、结构树编号、车型配置等信息。试验需求输入功能保证用户能够根据具体试验需求输入试验单元车号、车型配置、试验用途及用户名称。程序可根据用户输入的需求信息在整车配置BOM中自动挑选用户所需试验零件。

试验单元清单分两步生成：结构树编号推荐表生成和试验单元零件清单生成。首先根据用户输入的试验需求，在对应的试验用途-结构树编号数据库中挑选出每个试验单元满足的结构树编号。其次根据每种试验用途挑选出的结构树编号、用户输入的车型配置在结构化整车配置BOM中选取零件，生成试验单元零件清单。最后，在试验单元清单中标注历史挑选概率不为100%的零件，由用户再次确认是否需要，进而减少物料浪费，并且对于历史数据中从未出现的结构树编号对应的零件，会提示用户确认是否需要，以保证不会少选零件影响试验进行。最终由用户确认后的试验单元零件清单即为用于后续试验单元制造的物料准备清单。

3.2 程序升级

由于项目不断更新以及新车型不断研发，基于历史数据的数据库也需不断迭代升级。数据库迭代升级分为两个方向：新结构树编号更新以及实际试验单元装配差异零件更新。由于数据库的生成源于历史整车BOM以及历史试验单元零件清单，因此当有项目出现新的结构树编号时，数据库会自动进行更新。此外，对于差异零件，可维护差异数据库，差异数据库中对应的零件在更新常规数据库中的历史挑选概率的同时会在程序自动生成试验单元零件清单后提醒用户进行确认。

4 结论

本文针对目前样车试制过程中试验单元需根据经验手动挑选及检查，且缺乏明确的挑选标准的问题进行了研究。对汽车产品结构树进行研究，给出了一种基于产品结构树的试验单元零件挑选方法，在此基础上又给出了一种基于历史数据的试验单元零件挑选方法，规范了零件挑选标准。并且通过开发自动挑选程序实现样车试制过程中试验单元零件的程序自动挑选，在提高零件挑选准确率的同时减少人工操作进而提高效率。且该程序具有不断迭代升级的功能，能够不断提高准确率，以及应对车型升级变更。

参考文献：

[1]王昉.精益生产在样车试制中的应用[J].时代汽车，2019（08）：47-48+73.

[2]桂文池.浅析如何减少样车试制中的物料浪费[J].时代汽车，2019（05）：36-37.

[3]王镜先.浅析样车试制物料BOM及变更管理研究[J].时代汽车，2019（08）：41-42.