鄭 偉，操小軍

（1.中國汽車技術(shù)研究中心，天津300300；2.神龍汽車有限公司，湖北武漢430056）

汽車總裝電子電氣工藝設(shè)計(jì)模式和流程的開發(fā)

鄭 偉1，操小軍2

（1.中國汽車技術(shù)研究中心，天津300300；2.神龍汽車有限公司，湖北武漢430056）

為滿足車型配置的多樣化和精益生產(chǎn)的要求，伴隨著車輛單件訂單化生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)施，開發(fā)建立了全新的汽車總裝電子電氣相關(guān)工藝設(shè)計(jì)模式體系和工藝流程，解決了整車企業(yè)面對(duì)越來越復(fù)雜車輛電子電氣架構(gòu)給總裝生產(chǎn)帶來的諸多挑戰(zhàn)，同時(shí)從工藝角度滿足了車輛個(gè)性化配置和單件訂單生產(chǎn)的需求，保證了高質(zhì)量、零缺陷和個(gè)性化的企業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)市場。

汽車總裝；電子電氣；設(shè)計(jì)模式；工藝流程

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)汽車各方面的要求不斷提高，這些要求包括：極高的主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性，乘坐的舒適性，駕駛與使用的便捷和人性化，尤其是低排放和低油耗的要求等。在汽車設(shè)計(jì)中，運(yùn)用計(jì)算機(jī)微處理器及其電控技術(shù)是滿足這些要求的最好方法，而且已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用[1]。與傳統(tǒng)電控技術(shù)不同的是這些技術(shù)越來越多的采用軟硬件分離的設(shè)計(jì)思想。因此，在整車企業(yè)的總裝生產(chǎn)的過程中，在車輛上所有零部件裝配完畢后，還有許多車載電控系統(tǒng)需要軟件數(shù)據(jù)和電子學(xué)習(xí)的注入工作需要完成。為滿足車型配置的多樣化和精益生產(chǎn)的要求，伴隨著車輛單件訂單化生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)施[2]，對(duì)汽車總裝電子電氣相關(guān)工藝提出了更高的要求，尤其是需要建立全新的工藝設(shè)計(jì)模式和工藝流程。

1 工藝設(shè)計(jì)模式的開發(fā)

隨著汽車電子化程度的加深，在如今的汽車總裝生產(chǎn)線上，大量新式的功能強(qiáng)大電子電氣工藝設(shè)備和工具被采用。這些工藝設(shè)備和工具都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢，但如何將它們合理的組合集成應(yīng)用在一起，既保證工藝的最優(yōu)性，又盡可能的降低成本[3]。為此根據(jù)總裝電子電氣工藝需求分析和研究，我們基本確立了下面幾種工藝設(shè)計(jì)的模式，作為相關(guān)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。所有總裝電子電氣工藝方案都可以選用其中一種最適合的模式來設(shè)計(jì)開發(fā)。將這些模式合理的運(yùn)用在不同工序工藝的設(shè)計(jì)上，從而滿足了各種各樣的工藝要求，同時(shí)這樣按標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行的工藝方案設(shè)計(jì)也確保了設(shè)備使用上的最優(yōu)化，有效地降低了工業(yè)化實(shí)施成本，提高了工藝設(shè)計(jì)效率[4]。

1.1 全功能工藝設(shè)計(jì)模式

該模式的工藝操作是由電子電氣工藝人員根據(jù)需要在工藝編程系統(tǒng)中編制完成，從而保證了工藝的靈活性和柔性化（見圖1）。在實(shí)施工藝操作時(shí)需要從信息系統(tǒng)的產(chǎn)品和工業(yè)化數(shù)據(jù)庫中獲取一些與操作車輛相關(guān)的信息，以確保適應(yīng)單件訂單式生產(chǎn)。該模式的柔性化程度最高，適應(yīng)性很強(qiáng)但系統(tǒng)較復(fù)雜，成本也相對(duì)較高。

圖1 全功能工藝設(shè)計(jì)模式

1.2 設(shè)備型工藝設(shè)計(jì)模式

設(shè)備型工藝設(shè)計(jì)模式是運(yùn)用于需要與其他工業(yè)設(shè)備（如轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)臺(tái)、制動(dòng)液加注設(shè)備等）配合使用的場合，同樣工藝操作是由電子電氣工藝人員根據(jù)需要在工藝編程系統(tǒng)中編制完成。同時(shí)工業(yè)診斷設(shè)備作為工業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)的一個(gè)輔機(jī)來工作（見圖2），接收來自其主機(jī)的相關(guān)設(shè)備控制系統(tǒng)指令，并反饋相關(guān)車輛和結(jié)果信息。

圖2 設(shè)備型工藝設(shè)計(jì)模式

1.3 簡化型工藝設(shè)計(jì)模式

簡化型工藝設(shè)計(jì)模式是全功能工藝設(shè)計(jì)模式的一個(gè)簡化方式（見圖3）。為了簡化系統(tǒng)和降低成本，對(duì)于一些相對(duì)簡單的工藝操作適用于本模式。在本模式下工藝人員在工藝程序編程時(shí)，采取由工業(yè)診斷設(shè)備自己從車輛的電控單元系統(tǒng)中識(shí)別所需的車輛信息，進(jìn)行相應(yīng)的工藝操作。當(dāng)然只是針對(duì)滿足上述條件的一些工藝方案的設(shè)計(jì)。

圖3 簡化型工藝設(shè)計(jì)模式

1.4 返修型工藝設(shè)計(jì)模式

該模式（見圖4）是我們借鑒售后系統(tǒng)針對(duì)電子電氣領(lǐng)域的修理診斷方式制定的，主要是運(yùn)用在電子電氣返修工藝上，用于車間返修人員對(duì)于車輛的電子電氣故障的診斷和分析處理（與產(chǎn)品售后領(lǐng)域模式基本相同）。當(dāng)然也盡可能借用了售后系統(tǒng)的應(yīng)用軟件產(chǎn)品，以節(jié)約單獨(dú)開發(fā)的成本。

圖4 返修型工藝設(shè)計(jì)模式

2 工藝流程的總體設(shè)計(jì)

如圖5所示，車輛在總裝裝配線上的裝配中和裝配完成后需要進(jìn)行電子電氣領(lǐng)域的工藝流程依次主要包括下列工序。

圖5 總裝電子電氣相關(guān)工藝流程示意

2.1 制動(dòng)液加注

該工藝方案按設(shè)備型工藝設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)，在制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)液加注的時(shí)候，需要與防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）或電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)（ESP）電控單元進(jìn)行對(duì)話操作，激活該電控單元按要求驅(qū)動(dòng)閥體中的一些電磁閥，以確保制動(dòng)液加注時(shí)能流動(dòng)到制動(dòng)管路系統(tǒng)的所有部位，保證加注的操作的完成。該操作使用了KWP2000或UDS在診斷協(xié)議中的Input OutputControlByLocalIdentifier服務(wù)，對(duì)電控單元加以動(dòng)作驅(qū)動(dòng)控制。

2.2 車載系統(tǒng)電子電氣初始化操作

在整車全部裝配完畢，整車電子電氣系統(tǒng)首次通電后，必須進(jìn)行性車載系統(tǒng)電子電氣初始化操作，就像完成了一臺(tái)PC裸機(jī)的硬件裝配，在使用前必須進(jìn)行一些軟件的安裝和配置一樣。在該操作完成后才能進(jìn)行車輛的第一次啟動(dòng)。

車載系統(tǒng)電子電氣初始化操作是一個(gè)非常復(fù)雜的操作，按全功能工藝設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)，其主要的工作包括：

（1）所有電控單元電腦的軟件電子加載和電子編碼；

（2）鑰匙防盜系統(tǒng)的對(duì)碼車載系統(tǒng)電子電氣初始化，之后防盜系統(tǒng)開始生效；

（3）電控節(jié)氣門、排氣再循環(huán)閥和天窗及玻璃升降位置等的自適應(yīng)化學(xué)習(xí)；

（4）一些電控單元功能的激活，如安全氣囊等；

（5）第一次啟動(dòng)前必須進(jìn)行的一些檢查，如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功能檢查。

圖6就是一個(gè)典型的車載系統(tǒng)電子電氣初始化工序的操作流程圖。

圖6 車載系統(tǒng)電子電氣初始化工序的操作流程示意

2.3 前束調(diào)整臺(tái)

前束調(diào)整臺(tái)上進(jìn)行的電子電氣工序主要是方向盤零位自適應(yīng)學(xué)習(xí)和臨時(shí)故障清除。顯然我們采用了設(shè)備型工藝設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了工藝方案設(shè)計(jì)。

部分車型配備了ESP和隨動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要精確的車輛直線行駛時(shí)的方向盤角度信息。為此我們利用車輛在前束調(diào)整完成時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)的幾何零位狀態(tài)，記錄下此時(shí)的方向盤角度傳感器的信號(hào)量作為零位值，從而確保上述電子電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

對(duì)在整車裝配和車載系統(tǒng)電子電氣初始化操作完成之前，由于整車電子電氣系統(tǒng)并沒有正常的實(shí)現(xiàn)其功能，必定會(huì)在這個(gè)階段記錄下一些臨時(shí)性的故障，這些故障代碼我們叫它假性故障，是在工藝過程中不可避免的產(chǎn)生的，為了在后續(xù)的電檢操作中我們能夠檢測到真正的故障信息，有必要在路試之前將這些假性故障從電控單元的內(nèi)存中清除掉。在進(jìn)行前束調(diào)整時(shí)我們可以利用同一個(gè)小型診斷設(shè)備和前束調(diào)整操作的時(shí)間完成這個(gè)操作，有效地利用了機(jī)器工時(shí)，提高了設(shè)備的利用率。

2.4 轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)臺(tái)

采用工藝方案設(shè)備型工藝設(shè)計(jì)模式，在進(jìn)行轉(zhuǎn)轂測試時(shí)，有時(shí)候需要向ABS/ESP電控單元發(fā)送一些指令或采集一些必要的信號(hào)（如各輪速信號(hào)和車速信號(hào)等），以分析確認(rèn)制動(dòng)系統(tǒng)的工作是否正常。同時(shí)利用這個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)境對(duì)一些系統(tǒng)進(jìn)行測試。為此需要在轉(zhuǎn)轂測試的同時(shí)與車輛的相關(guān)電控單元進(jìn)行通訊，完成一些輔助操作（如空調(diào)工作狀態(tài)）。

2.5 電檢

整車電子電氣檢查位于總裝工廠末端，是對(duì)于裝配完成的車輛進(jìn)行的電子電氣故障檢查的一道工序，也是排除車輛裝配過程中造成的各種電氣故障的一個(gè)必不可少的工作。此項(xiàng)工作直接影響出廠車輛的質(zhì)量，因此需保證下線車輛的100%的電子電氣檢查，可以采用簡化型工藝設(shè)計(jì)模式來進(jìn)行工藝布置和設(shè)計(jì)。該檢查應(yīng)涵蓋在全面完成的全部電子電氣操作的完成情況、電控單元軟硬件的一致性檢查、電控單元故障讀取檢查、電器件功能檢查等，同時(shí)還要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便進(jìn)行質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)工作。

2.6 入庫準(zhǔn)備操作

車輛在入庫前需要的操作主要包括：里程表清零和車輛轉(zhuǎn)為車庫省電模式等，以便適應(yīng)車輛庫存時(shí)長期不啟動(dòng)的狀態(tài)。這些操作相對(duì)簡單，一般采用簡化型工藝設(shè)計(jì)模式的工藝設(shè)計(jì)方案。

2.7 電子電氣返修

對(duì)于出現(xiàn)電子電氣故障的車輛必須進(jìn)行一些返修操作。返修操作要求能夠利用必要的診斷工具對(duì)車輛的故障進(jìn)行診斷分析和處理。在返修操作中必須能夠?qū)崿F(xiàn)前面的所有操作，如電子加載、電子編碼、自適應(yīng)學(xué)習(xí)，等等，以對(duì)裝配或電子電氣工藝操作中出現(xiàn)的問題進(jìn)行返修處理。其返修診斷工藝和設(shè)備是按照工藝設(shè)計(jì)返修型工藝設(shè)計(jì)模式進(jìn)行確定的。

圖7為我們根據(jù)車輛電子電氣工藝需求和質(zhì)量控制要求制定的工序及返修流程。

圖7 總裝電子電氣相關(guān)工序及返修流程示意

在車輛完成裝配和電子電氣工序后，有多個(gè)工序進(jìn)行靜態(tài)（靜態(tài)目視、電檢）和動(dòng)態(tài)（轉(zhuǎn)轂、路試）的電子電氣檢查，確保發(fā)現(xiàn)電子電氣部分的缺陷和故障，并進(jìn)行返修處理。

3 結(jié)束語

全新的汽車總裝電子電氣工藝設(shè)計(jì)模式和流程的建立，解決了整車企業(yè)面對(duì)越來越復(fù)雜車輛電子架構(gòu)給總裝生產(chǎn)帶來的諸多挑戰(zhàn)，同時(shí)從工藝角度滿足了車輛個(gè)性化配置和單件訂單生產(chǎn)的需求。在此成果的基礎(chǔ)上，企業(yè)可以根據(jù)日后更新的車載電子電氣系統(tǒng)的新要求，適應(yīng)性地開發(fā)新的工藝流程和方法，保證了高質(zhì)量、零缺陷和個(gè)性化的企業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)市場。

[1]馮艷雙.現(xiàn)場總線的特點(diǎn)及其應(yīng)用研究[J].科技傳播，2011(18)：173.

[2]汝 剛.Web混合模式下面向訂單裝配的生產(chǎn)管理系統(tǒng)[J].中國管理信息化，2011(17)：110-111.

[3]饒運(yùn)清，李培根，李淑霞，等.制造執(zhí)行系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002(06)：1011-1015.

[4]慈鐵軍，唐貴基，向 玲.基于精益生產(chǎn)的作業(yè)改善研究[J].中國工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2008(03)：370-374.

Developmentof E/E Process Design Modeland Flow for Automobile FinalAssembly

ZHENGWei1，CAO Xiao-jun2

(1.China Automotive Technology And Research Center，Tianjin 300300；2.Dongfeng PeugeotCitroen Automobile Co Ltd.，Wuhan 430056，China)

With the implementation of automotive order-oriented production systems,this paper develops and establishes a completely new system of E/E process designmodel and flow for automobile final assembly to satisfy the requirementofautomobile diverse configurations and leanmanufacturing.Meanwhile theymeet the needs of automobile personalized configuration and order-oriented production in order-oriented production,and guarantee high-quality,zero defectand personalized products tomarket.

automobile finalassembly；E/E；designmodel；process flow

U466

B

1672-545X（2014）04-0060-03

2014-01-04

鄭 偉（1980—），男，湖北武漢人，工程師，碩士，主要研究方向?yàn)槠囯娮优c新能源系統(tǒng)的開發(fā)與其工藝設(shè)計(jì)。