车载显示领域总成中试基地的建设与研究
2024-10-08孙刚张西洋刘桂斌宋丽张天贵
摘 要:本文基于“深圳创维车载超高清显示总成中试基地”的建设与实施,重点讨论车载显示总成领域中试基地的建设、管理、运行及项目运作等。对中试基地的二次开发技术、智能制造、验证方法进行重点描述,为显示总成相关科研成果产业化提供指导。
关键词:中试基地 车载显示总成 二次开发 智能制造 验证
1 绪论
随着社会经济的飞速进步和民众生活质量的显著提升,智慧出行与安全驾驶成为新时代背景下汽车行业发展的核心诉求。2023年度,中国汽车市场见证了前所未有的产销量突破,总量首次超越3000万辆大关,分别达到了3016.1万辆的产量与3009.4万辆的销量,同比增幅分别为11.6%与12%,标志着行业步入了一个崭新的历史高点。这一增长态势极大地促进了智能网联技术与超高清视频显示技术在汽车产业中的深度融合与广泛应用。
在此背景下,汽车座舱内的智能显示逐渐成为用户体验升级的关键因素,促使车载显示屏向大尺寸、异形设计、轻薄化、智能化方向快速演进。然而,这些趋势也带来了产品集成的复杂度剧增、技术实现难度加大、大规模生产可行性降低等问题。为应对这些挑战,本文提出了一种创新性的解决方案——车载显示总成中试基地的构建,旨在作为连接研发与制造的桥梁,高效推进科研成果转化,确保技术成熟度与产品稳定性,进而促进产业升级。
2 中试基地实施的意义
深圳创维车载高清显示总成中试基地立足于研发中心与制造中心,旨在解决车载显示总成领域的技术挑战与产业化难题。中试基地的实施的意义在于通过提供研发与测试平台推动科技成果转化,提升项目量产工艺与质量水平,进而实现提升项目成功率与降低成本的目的。首先,搭建技术研发与制造桥梁。中试基地作为连接研发与制造的桥梁,不仅为技术研发提供了测试与验证的平台,同时也为科技成果转化提供了有力支持。在这个过程中,科研人员需及时了解市场需求,在此基础上确定研发方向,进而保证产品与技术满足市场需求。其次,提升产品技术的成熟度。科研人员在中试基地对产品技术进行测试与验证后,可发现产品技术中的问题,通过对这些问题进行针对性修正与优化,不仅提升了产品技术的成熟度与稳定性,同时还能降低后续量产中的风险。再次,吸引更多资本与人才。车载显示领域总成中试基地作为车载显示总成领域的第一个中试基地,其建设与实施在车载显示总成领域发展方面发挥着重要的推动作用。随着中试基地的建设与实施,势必会吸引更多的人才与资本的关注,为该领域的科研与技术创新提供有力支持,进而推动相关产业快速发展。最后,推动产业升级与发展。中试基地的建设与运行不仅推动了车载显示总成领域的发展,同时也促进了整个汽车产业的升级。通过引入新技术、新工艺以及新材料,促使企业产品性能与质量不断提升,进而为用户带来更好的体验。
3 中试基地的基本规划与布局
3.1 场地建设
中试基地场地建设主要包含两大部分,一部分是中试基地主体场地,另一部分则是辅助验证场地。首先,中试主体场地。中试基地主体场地包括中试基地的基础办公、产品试制、产品基础测试与验证等场地(合计约3000平米),且具备车载显示总成试制、验证所需要的仪器、设备,例如自动化生产线体、自动化测试设备、全过程跟踪的信息系统,以保证中试工作的顺利进行。其次,辅助验证场地。因产品实验自身的特殊性,致使产品无法在主基地得到较好的测试验证,因此需要设立辅助验证场地。计划将园区的另一栋数字大楼2楼用于辅助产品测试验证,其面积约为2000平米。当前,中试基地拥有CNAS 资质及国内主要客户测试资质认可,可为汽车电子产品提供全品类可靠性及电性能测试。
3.2 运行机制
中试基地采用主任负责制, 采用专家定期评审和动态指导,长期规划与短期攻关相结合的方式,确保研究技术的先进性。
由工程研究中心主任,项目经理、产品经理、研发代表,测试代表、制造代表、质量代表等组成管理小组。中试基地主任为组长,其任务主要是:制定项目总体规划,确定研究方向,制定项目进度;制定中试基地相关章程和制度;管理中试基地各团队,协调团队工作,把握团队研发进度。中试基地技术/学术带头人,组织开展技术/学术研究、技术攻关及总结、技术评审等。
为了保证中试基地的良性运作,由深圳创汽车智能有限公司按照政府的文件要求全权负责中心的筹划工作,并组建中心配套管理机构及职能定位。同时,为了能够保障项目的实施进度和预演。
3.3 设备及工器具购置
中试基地新增设备选型原则上以国产设备为主,少数进口设备或仪器以国内代理公司采购的方式解决。设备选型注重其先进性、适用性、安全性、高效性、环保性和可靠性,并特别注意各类设备之间的匹配性。相同品种或规格的设备宜集中在同一厂家购买,以减少设备维护成本和设备管理成本。
3.4 主要研究方向
中试基地的研究方向,主要集中在产品验证、 技术创新、智能制造等方面。主要目的是,第一: 提升产品质量,确保产品在批量生产后,尽可能地减少变更和质量缺陷、返工等; 第二提升产能,确保产品在中试环节得到工艺流程上的优化,采用自动化生产、测试,尽可能多地减少不必要的工时, 确保大批量产时产能与交付。
3.4.1 产品验证
产品验证是产品从研发转换成产品的必要环节,也是中试基地主要活动之一,产品验证活动包括工作成果评审验证、产品测试验证两大块活动,主要包括但不局限于评审验证、测试验证。其中评审验证主要是对产品规格书、软件总体设计、硬件原图、设计方案以及样机问题清单等工作成果进行线上、线下、口头、书面的评审;测试验证包含硬件集成测试验证、软件集成测试验证、软硬件集成测试验证、系统集成测试验证以及整车集成测试验证等。
3.4.2 技术创新
中试基地的技术创新研究方向以显示交互为基础,集中在视觉呈现与人机交互两个大方向,主要包括但不局限于以下内容:一体黑超薄边框设计、INCELL 触控一体、基于Mini-LED 的动态区域背光显示技术、自动调光、温控策略 、系统诊断 、触控震动反馈 、超高清视频传输技术 、视频编解码传输、电源管理、全贴合一体黑技术;平台化嵌入式、半悬浮、全悬浮设计;3D盖板、曲面、异形造型设计;软件架构技术;自动化总成测试技术、自动化信息系统、自动化测试系统、自动化生产线、自动化SMT/DIP、自动化LCD贴合,等等。
3.4.3 智能制造
生产活动是产品从研发转换成产品的必要环节,也是中试基地主要活动之一 。主要包括生产策划、质量管理、自动化生产、自动化测试、制造管理系统等活动的研究,对产品的大批量生产活动进行提前预演与实施,确保各个影响生产交付环节的缺陷都能得到充分暴露并有效改善,确保批量生产的生产活动都是有效的。
3.5 主要工作内容
中试基地基于研发,立足于制造中心,衔接产品研发与制造,具体研究包括:科研成果转化为样品、科研成果二次开发创新、小批、放大生产、验证、产能提升、质量提升、智能制造等活动的实施过程。主要任务在技术创新、产品验证、智能制造方向展开研究、创新并实现产业化,主要包括汽车显示屏总成产品产业化(带ROTS系统)、汽车全液晶仪表显示总成产品产业化(带ROTS系统、Linux系统、Android系统),潜在技术的研究及创新,产品验证、智能制造、信息系统及相关的自动化设备与系统研究。
3.5.1 二次开发及技术创新
中试基地的二次开发及技术创新,以人们对显示屏的需求为基础,集中在视觉呈现与人机交互两个大方向,主要包括但不局限于以下技术:
一体黑超薄边框;INCELL触控一体;基于Mini-LED的动态区域背光显示技术;自动调光;温控策略;系统诊断;触控震动反馈;超高清视频传输技术;视频编解码传输;电源管理;全贴合一体黑技术;平台化嵌入式、半悬浮、全悬浮设计;3D盖板、曲面、异形造型设计;软件架构技术;自动化总成测试技术、自动化信息系统、自动老化测试系统、自动化生产线、自动化SMT/DIP、自动化LCD贴合等等。
3.5.2 中试试制
本中试基地的中试试制的研究活动主要包括生产策划、质量管理、自动化生产、自动化测试、MES系统等活动的研究。
对产品的批量生产进行提前预演与实施,使各个影响生产交付环节的缺陷都能得到充分暴露并有效改善,确保批量生产活动都正确有效。
3.5.3 产品验证
产品验证是产品从研发转换成产品的必要环节,也是中试基地主要活动之一,产品验证活动包括工作成果评审验证、产品测试验证两大块活动。
中试基地的评审验证,主要包括对各阶段的工作成果作线上、线下、口头、书面的评审,这些工作成果包括产品规格书、设计方案、DFMEA、硬件原图、PCB图、BOM、成本分析、样机问题清单、软件总体设计、软件详细设计、软件模块设计、源代码、测试计划、测试策略、测试报告、生产策划中的各类报告等各类活动的输出物,等等。
中试基地的测试验证,主要有软件单元验证、软件集成测试验证、嵌入式软件验证、硬件集成测试验证、软硬件集成测试验证、系统集成测试验证、整车集成测试验证等。前述测试类别涵盖了产品所有的测试需求,通过模拟环境对产品进行模块化、整机、整车测试验证,确保产品品质。测试验证活动包括生成测试计划、测试策略、测试用例,再执行测试验证,最后输出测试结果,如无问题进入生产发布,有问题进行回归再测试,从实际使用的角度,通过各类测试确保设计的产品符合要求。
3.6 对外技术服务
中试基地建成之后,依托培养的人才、建设的场地、拥有的设施设备、管理流程等,可以对外提供研发技术创新、产品验证、智能制造等服务,包括技术创新、性能优化、产能优化、样机制作、小批生产、测试验证、技术咨询等等。
其中技术创新包括在现有的基础上进行功能、性能迭代,或按客户指定的要求进行功能研发,最终提供符合客户要求的方案;性能优化即在已拥有的人才与设备的基础上为客户提供产品性能优化服务;产能优化即协助客户进行SMT、DIP、手板样机、测试等样机制作,并为客户提供试制验证、缺陷分析总结;小批生产即为客户提供小批量产品生产与验证服务,并为其提供生产总结报告;测试验证则是为客户提供功能、性能以及环境等总成产品测试服务;技术咨询则是为客户提供显示总成产品的技术创新、产品验证、智能制造等技术咨询服务。
4 中试基地对产业的发展作用和影响
4.1 促进深圳智能汽车相关行业技术创新
随着智能汽车相关技术创新,车身电子分布式架构已无法满足海量数据信息交互,进而影响整车内饰智能化、视觉化发展。中试基地通过对产品二次开发与技术创新、智能制造技术以及产品验证技术深入研究,使得座舱显示产品更加简洁、智能、美观,不仅促使显示产品与车辆设计更好地融合,同时也进一步推动了车载显示总成产品从研发到量产的转换,有效提升汽车品质。中试基地通过深入研究智能制造技术、产品技术创新以及验证测试技术,为企业智能化、网联化发展提供了有力的技术支持;通过对制造技术方法、验证方法与技术以及材料等创新,实现了以点带面推动整个行业的技术革新,进一步加快汽车智能化发展。
4.2 完善产业链,实现新产品的研产销一体化
中试基地研发中涉及多个领域的关键技术,如智能制造技术、多种材料与软硬件技术在智能汽车显示交互终端的融合技术以及产品验证技术。这些技术不仅为本公司产品研发、创新奠定了坚实的基础,同时也为同行业提供了中试技术服务与技术咨询服务。与此同时,还能参与制定相关行业标准。可见,中试基地建设与实施促进了车载显示领域总成领域发展。此外,依托创维汽车智能有限公司已有的研产销体系以及营销系统可为研发的新产品快速打入市场提供强有力的支持。中试基地的建成与实施,不仅促使企业在产业中处于核心地位,让企业优先掌控市场,带动这个产业链上的企业快速发展,同时还能起到完善产业链的作用,进而实现新产品的研产销一体化。
4.3 带动区域工业及其相关产业发展
中试基地的建设与实施,不局限于超高清显示与智能汽车创新发展,还可带动区域工业及其相关产业发展,如深圳本地IC 集成电路、片式元器 件、功率器件、Wi-Fi 无线器件、显示器件、触摸器件、光学材料、嵌入式 软件开发等相关配套产业,以及硬件测试、服务、运输等相关的二、 三产业的发展。这样不仅有助于提升区域产业竞争力,同时也在相关产业协同发展下推动区域经济增长。
5 结语
本文通过对中试基地管理流程、二次开发、中试试制流程、中试验证等方面进行了详细阐述,为相关领域的工程设计者和研究者提供了一个较为完整建设参考,具有较好的指导意义和一定的前导性研究意义。对于一些有志于建设车载显示中试环节的企业,可以以本文讨论的内容作为前期的基本参考,逐步细化并建设完善中间试验环节。
参考文献
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[3]超凡.基于中试资源共享的科技成果转化战略[J].中国发展观察,2015(9):54-55.