关于整车电气系统功能集成测试的研究

黄旭玲 孙立柱 李洪雷 叔大海 叶平

摘 要：文章介绍了整车电气系统功能集成测试的概念，对于国内当前整车电气系统功能集成测试的现状进行了分析，整车电气系统功能集成测试虽然受到关注，但在整车开发过程中执行起来仍然面临许多挑战。通过长期的整车电气系统功能集成测试的工作和研究，提出了改善当前现状的思路并在具体项目中进行实践，对于提升整车电气系统集成测试的效率、控制零部件的质量和保证汽车质量起到有效作用。

关键词：整车电气;系统功能;集成测试

中图分类号：U467  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）17-115-03

The Research and Application of Vehicle Electrical System FunctionIntegration Testing

Huang Xuling， Sun Lizhu， Li Honglei， Shu Dahai， Ye Ping

（Brilliance Automotive Engineering Research Institute， Liaoning Shenyang 110141）

Abstract： This paper introduces the concept of functional integration test of vehicle electrical system， and analyzes the current situation of functional integration test of vehicle electrical system in China. Through the long-term work and research on the functional integration test of the vehicle electrical system， this paper puts forward the idea of improving the current situation and carries out practice in specific projects， which plays an effective role in improving the efficiency of the vehicle electrical system integration test， controlling the quality of parts and ensuring the quality of the vehicle.

Keywords： The vehicle electric; System integration; Integration Testing

CLC NO.： U467  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）17-115-03

前言

随着汽车电子技术的发展，车辆变得越来越智能化，相对应的整车电气架构和功能复杂化，这会导致车辆潜在失效模式的风险增加，测试和验证工作作为整车开发过程中一个重要的环节对提升汽车品质起着重要的作用，面对整车成本升高和风险增加，传统的整车功能测试都只是在车间车辆装配或者道路试验过程中得以验证，问题发现的不够及时也不够全面，如果车辆问题大量爆发于整车开发后期，会严重增加成本和影响车辆生产进度，与国外先进的整车厂的车辆品质存在很大的差距，为了能够有效的控制开发过程中的质量问题，整车功能集成测试成为各大车企加入到整车开发的流程中作为关键的环节并服务于整个车辆开发周期中。

本文通过对整车电气系统功能集成测试概念的理解，分析当前整车电气系统功能集成测试的现状，通过长期的整车电气系统功能集成测试的工作和研究，对整车电气系统功能集成测试有了新的理念并提出了改善思路。

1 整車电气系统功能集成测试概念

对于整车厂来说，零部件的软硬件一般由供应商来进行开发，因此可以将电气零部件作为最小单位的被测功能模块，基于V模型中的零部件测试是整车厂在进行整车级功能开发的最低级测试活动，而由多个零件配合的子系统功能测试，称之为集成测试。之所以需要进行集成测试，是因为单个零部件能够单独的正常工作，但并不代表它在和其他零部件连接在一起时，也能正常的执行工作，当把整车级的零部件全部搭载集成在一起时，不同功能之间可能会出现互相影响的情况，单个零部件没有问题，但在进行集成时可能会出现问题。整车电气系统功能集成测试即整车级别所有电气相关零部件搭载在一起进行集成后的功能验证。

2 当前整车电气系统集成测试现状

当前越来越多的整车厂开始关注整车集成测试并开始建立整车集成测试团队，由于这是一块新的领域，人员能力和测试技术水平还在发掘开发阶段，整车集成测试在整车开发过程中并没有体现出优势和成果，这导致整车集成测试在整车开发过程中往往会被忽略，处于一种尴尬境地。多数整车厂会在测试设备上进行大量投资，安排测试人员进行工具和设备的学习，掌握一定的测试方法，但很多测试人员的测试能力还停留在一个很低的水平，只能根据零部件工程师提供的功能规范和测试用例被动的执行测试。它们在对整车功能进行验证时发现的一些问题并不一定是真正的功能问题，可能是由于当前该功能未集成或者测试用例问题、功能规范的问题，测试人员无法进行规避，这种情况不但会浪费大量测试时间，还会影响测试人员的工作积极性，而对于确认的问题，由于没有规范化的管理，往往会不了了之。由于缺乏经验，测试人员很难发现深一层次的问题，对于复杂的问题，很难完成有效的分析，测试任务完成效率低并且在整车试装或者生产时问题依然会大量爆发，这对于整车厂来说，在产品品质和提升效率上并未达到效果[1]。

3 整车电气系统功能集成测试思路

整车电气系统功能集成测试任务，是一个贯穿于整车开发，试装，生产的验证过程。为了有效解决当前集成测试所面临的问题，通过向国外先進技术的学习和在实际工作中获取经验，提出横向节点和纵向深度的集成测试理念[2]。横向节点即执行整车电气系统功能集成测试流程，通过执行整车功能集成释放步骤即FRS（Function Release Step）测试流程对整车电气系统功能集成过程实施有效管控。纵向深度是在同一时期整车电气系统功能集成测试采用多种测试平台进行互补验证。从测试流程，测试平台，人员能力三个方向研究和实践，对集成测试团队进行整体能力提升，要求在技术上能够高效完成测试任务，在管理上要对整车电气系统功能集成过程起主导作用。提升集成测试在整车开发过程中的地位，做到严格把控零部件开发进度和状态，保证整车电气功能满足设计要求。

3.1 建立健全的测试流程

基于整车开发V模型，根据整车开发的关键时间节点，制定FRS（Function Release Step）测试计划，FRS集成测试是由若干轮整车功能集成阶段测试组成，每一轮FRS集成测试中包含四个关键时间点，即功能冻结FF（Function Freeze）、功能交付FD（Function Delivery）、功能测试FT（Function Testing）和功能释放FR（Function Release），基于这四个节点来完成每一轮FRS集成测试任务。每一轮FRS集成测试发现的问题将根据修正情况在后续的测试中进行重新验证直至问题解决。其在整车开发过程中的时间计划如图1：

在执行每一轮FRS集成阶段测试的过程中了解当前电气系统集成状态，掌控系统集成进度，评估装配整车风险。整车电气系统功能集成测试流程包括测试计划和方案的安排、测试需求、测试台架搭建和更新、测试执行、问题管理和发布测试报告，其每一轮FRS集成阶段测试流程如图2所示：

整车电气系统功能集成测试流程从宏观的角度来说，是一个横向的测试管理过程，对于整车电气系统功能集成测试来说它是贯穿于整车开发的一个完整的测试闭环过程。

3.2 建立多元化的测试平台

创建多元化的测试平台，即纵向深度概念的实现方法，在FRS集成测试中每一轮阶段集成测试任务根据项目开发情况采用多种测试平台来进行功能的集成和验证，目前以Labcar（即铝合金整车台架）人工测试为主要的集成测试平台，VT子系统功能测试平台、HIL（Hardware of in Loop）硬件在环自动化测试平台和VIT实车测试为辅助测试平台，Labcar测试平台、VT子系统功能测试平台和HIL硬件在环自动化测试平台均是静态测试平台，是以功能为中心，搭载控制器和负载进行整车系统功能和用户功能验证的平台，是以人力、半自动化、自动化方式进行的验证，VIT实车测试则是以客户角度进行的用户功能测试和车辆动态测试。多元化的测试手段，可以使整车电气功能得到全面的验证，尽可能多的发现问题，使问题大量爆发时间点向整车开发周期前期移动，为电气零部件开发和修改提供足够多的时间，可以有效降低整车开发后期大量问题功能失效的风险。多样化测试平台发现问题趋势如图3所示：

3.3 建立高素质的测试团队

对于每个整车开发项目来说，都要有专门的整车电气系统功能集成测试团队，按照集成测试流程要求建立组织架构和定义角色。在团队中主要包括三个角色，分别是测试管理人员、测试人员和问题管理，如图4所示：

3.3.1 测试技术水平提升

由于整车电气系统功能集成测试是一项涉及汽车技术，

电气技术，软件技术等多方面学科的测试工作，其对测试人员的能力要求是非常高的，通过系统的知识培训，要求测试人员拥有最基本的测试能力包括编写测试用例，编写问题报告，搭建测试台架的能力，通过老带新的模式要求测试人员熟练操作软件工具和电气设备，通过问题案例分析会议培养测试人员的问题分析能力，建立轮岗机制培养测试人员全方位发展。

3.3.2 测试管理水平提升

由于整车电气系统功能集成测试不仅仅是执行测试任务，还需要根据整车开发状态进行集成测试的管理，其包括集成测试计划的制定和更新，测试样件的需求提报，文件的收集和问题的管理等。通过制定模板来规范文件格式和要求，通过执行问题管理流程有效跟踪和解决问题。通过创建集成测试专有的网络信息系统，实现任务指令的下达与答复，实现文件和数据的有效输入和输出。通过智能化的办公来提升集成测试的管理水平。

4 结论

本文通过对当前整车电气系统功能集成测试的理解和现状分析，提出了横向节点和纵向深度的测试理念，通过建立健全的测试流程，多元化的测试平台和高素质的测试团队三方面来解决当前所面临的问题，在实际的整车开发过程中得以实践和应用并取得了显著效果。整车集成测试在整车开发过程中起到了主导作用。通过执行FRS测试流程，对电气零部件开发周期和质量实现了有效管控，整车功能通过多元化的测试平台验证覆盖面更广，高素质的测试团队提升了整车集成测试任务的效率。在整车开发后期电气功能问题数量明显下降，这为车辆试装、路试和生产的顺利进行提供了有效保证。

参考文献

[1] 朱德康.汽车电气系统集成测试管理技术的研究[J].山东工业技术， 2016（5）：5-10.

[2] 王晓丽.汽车电子电器系统集成测试探讨[J].上海汽车，2014（8）：49- 55.