【摘" 要】文章簡(jiǎn)要介紹一種新型商用車(chē)多輪胎壓生產(chǎn)裝配方式，運(yùn)用信息化、數(shù)字化技術(shù)，大大提高生產(chǎn)效率，保障售后維修中的數(shù)據(jù)同步，杜絕人為導(dǎo)致的維修問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】胎壓系統(tǒng)；商用車(chē)；MES；EOL

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.34" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（ 2024 ）04-0061-02

A Management Method for Production Control and Application of

Multi Tire Pressure System in Commercial Vehicles

GAO Liming

（Nanjing Iveco Automobile Co.，Ltd.，Nanjing 210000，China）

【Abstract】This article briefly introduces a new type of commercial vehicle multi tire pressure production and assembly method，which uses information and digital technology to greatly improve production efficiency，ensure data synchronization in after-sales maintenance，and eliminate maintenance problems caused by human factors.

【Key words】TPMS；commercial vehicles；MES；EOL

作者簡(jiǎn)介

高李明（1981—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)檎?chē)通信架構(gòu)和軟件集成測(cè)試開(kāi)發(fā)。

1" 引言

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)成為了全球最大的汽車(chē)市場(chǎng)之一，而且中國(guó)也是全球最大的汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)之一。根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2023年上半年，我國(guó)商用車(chē)市場(chǎng)開(kāi)始企穩(wěn)回升。2023年1～5月，國(guó)內(nèi)商用車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成162.5萬(wàn)輛和161.6萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)14.2%和13.7%。商用車(chē)在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要性不言而喻，是目前物流運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ?。正因?yàn)樯逃密?chē)的運(yùn)行特點(diǎn)，它也是碳排放的重要來(lái)源，當(dāng)下所有機(jī)動(dòng)車(chē)碳排放中有65%來(lái)自商用車(chē)，35%來(lái)自乘用車(chē)。為了節(jié)能減排，一方面開(kāi)發(fā)新能源技術(shù)，一方面將一些有利于節(jié)能減排的技術(shù)投放于市場(chǎng)。在節(jié)能減排技術(shù)上，胎壓監(jiān)測(cè)技術(shù)是一條可以快速實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。

根據(jù)輪胎企業(yè)大陸公司統(tǒng)計(jì)，車(chē)輛輪胎壓力比標(biāo)準(zhǔn)值低0.4bar，燃油消耗將增加2%，輪胎壽命降低25%。美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)曾經(jīng)做過(guò)調(diào)查，在高速公路上發(fā)生的交通事故有70%～80%是由于爆胎引起的[1]。美國(guó)每年有26萬(wàn)起交通事故是由于輪胎氣壓低或滲漏造成的，另外，每年75%的輪胎故障是由于輪胎滲漏或充氣不足引起的[2]。

從2005年美國(guó)開(kāi)始立法強(qiáng)制安裝TPMS（Tire Pressure System，胎壓系統(tǒng)）開(kāi)始，全球主要汽車(chē)市場(chǎng)都有強(qiáng)制安裝要求。中國(guó)在2019年1月起強(qiáng)制M1類(lèi)新車(chē)安裝胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，JT/325中也規(guī)定高等級(jí)客車(chē)需要配備胎壓系統(tǒng)。

2" TPMS常用類(lèi)型

當(dāng)下TPMS主要有兩種類(lèi)型，一種是間接式，即通過(guò)ABS系統(tǒng)的輪速傳感器來(lái)比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差以達(dá)到監(jiān)測(cè)胎壓的目的。另外一種是直接式，這種是利用安裝在車(chē)輪里的壓力傳感器直接測(cè)量輪胎的氣壓。間接式目前僅在乘用車(chē)上應(yīng)用，對(duì)于商用車(chē)多輪、多軸的車(chē)輛特征，目前還是采用直接式TPMS。

直接式TPMS系統(tǒng)組成如圖1所示。由安裝在輪胎中的壓力傳感器和裝在車(chē)上的接收模塊組成，接收模塊將接收到的傳感器信號(hào)通過(guò)整車(chē)總線發(fā)給儀表顯示。當(dāng)前接收器有獨(dú)立式和與車(chē)輛中控門(mén)禁系統(tǒng)集成式。在商用車(chē)輛上多采用獨(dú)立式，因?yàn)檐?chē)輛長(zhǎng)度，還存在不止一個(gè)接收器。

3" 新型胎壓生產(chǎn)裝配方式

本文設(shè)計(jì)一種新的方法應(yīng)用于多輪商用車(chē)的胎壓系統(tǒng)生產(chǎn)裝配和檢查。將商用車(chē)的胎壓系統(tǒng)檢查過(guò)程分散到合成、轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中，在過(guò)程中逐級(jí)檢查，取代最終的車(chē)輛檢查。在本方法中，需要將TC系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、EOL系統(tǒng)和檢測(cè)線系統(tǒng)通過(guò)工廠的信息化系統(tǒng)打通數(shù)據(jù)鏈信息交互，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)一的過(guò)程控制和檢查。

在整個(gè)流程中從訂單創(chuàng)建開(kāi)始，經(jīng)過(guò)SAP合成物料清單并傳遞到MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)連接公司各個(gè)業(yè)務(wù)單元，由MES將數(shù)據(jù)分揀派發(fā)到各制造環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)單元。各單元完成作業(yè)后將日志數(shù)據(jù)回傳到MES系統(tǒng)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)閉環(huán)。數(shù)據(jù)流如圖2所示。

在設(shè)計(jì)端將輪胎充氣壓力、報(bào)警壓力、報(bào)警溫度等參數(shù)進(jìn)行虛擬零件化設(shè)計(jì)，將這些參數(shù)做成虛擬零件，每一個(gè)參數(shù)獨(dú)立生成一個(gè)零件號(hào)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中將給這些虛擬的零件賦值，并將這些虛擬零件在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中進(jìn)行維護(hù)。

創(chuàng)建充氣壓力、報(bào)警壓力、報(bào)警溫度矩陣時(shí)，按照前后軸獨(dú)立分組的方案設(shè)計(jì)，因?yàn)樵诙噍喩逃密?chē)中因?yàn)檩S荷分配原因，前后軸車(chē)輪存在充氣壓力不相同的情況。

筆者所在公司目前使用的設(shè)計(jì)系統(tǒng)是西門(mén)子的Teamcenter，在系統(tǒng)中數(shù)據(jù)屬性中有程序?qū)傩?，在?chuàng)建這些數(shù)據(jù)的虛擬件號(hào)時(shí)，選程序?qū)傩?，目的是給后續(xù)的SAP/MES系統(tǒng)設(shè)定標(biāo)簽，能高效地識(shí)別這些虛擬數(shù)據(jù)。

工程師在系統(tǒng)中創(chuàng)建這些虛擬的零件數(shù)據(jù)，并且在系統(tǒng)中完成整車(chē)BOM的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與整車(chē)的配置信息關(guān)聯(lián)。當(dāng)銷(xiāo)售系統(tǒng)DMS中創(chuàng)建訂單后，訂單被傳遞到SAP中，SAP根據(jù)訂單完成車(chē)輛BOM的合成，這些被創(chuàng)建的整車(chē)BOM數(shù)據(jù)由SAP發(fā)送至MES系統(tǒng)。

MES對(duì)從SAP接收到的整車(chē)BOM進(jìn)行比對(duì)，將需求的胎壓相關(guān)的虛擬件號(hào)識(shí)別出，并從TC系統(tǒng)中獲取這些虛擬零件所關(guān)聯(lián)的參數(shù)數(shù)據(jù)。MES將獲取的這些參數(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)按照生產(chǎn)排序發(fā)送到輪胎合成制造單元的制造中心計(jì)算終端、EOL設(shè)備和綜合測(cè)試臺(tái)。

輪胎合成區(qū)進(jìn)行輪胎合成、充氣和動(dòng)平衡制造作業(yè)。輪胎合成制造中心計(jì)算終端，負(fù)責(zé)生產(chǎn)的排序、各制造機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)、生產(chǎn)日志的記錄。當(dāng)進(jìn)行輪胎合成作業(yè)時(shí)，從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索當(dāng)前作業(yè)的輪胎的充氣壓力，并且將壓力設(shè)定值發(fā)送至智能充氣機(jī)并進(jìn)行充氣。

智能充氣機(jī)除了充氣功能，還能夠檢查壓力和讀取胎壓傳感器的無(wú)線信號(hào)。在充氣平臺(tái)作業(yè)區(qū)，周邊布置了低頻接收天線，能夠接收到胎壓傳感器的無(wú)線信號(hào)。在充氣的同時(shí)，智能充氣機(jī)會(huì)利用低頻天線激活胎壓傳感器，讀取傳感器ID和輪胎內(nèi)部壓力。

充氣完成，智能充氣機(jī)會(huì)完成第一次的靜態(tài)檢查，即比對(duì)傳感器測(cè)量壓力和BOM中設(shè)定壓力，當(dāng)與MES提供參數(shù)一致，充氣作業(yè)完成，智能充氣機(jī)將靜態(tài)檢查結(jié)果、胎壓傳感器ID回傳到制造中心計(jì)算終端，同時(shí)打印出二維碼標(biāo)簽，標(biāo)簽中包括訂單序列號(hào)、胎壓設(shè)定值、傳感器ID，由產(chǎn)線工人粘貼到車(chē)輪表面。

合成后的輪胎隨后被輸送線運(yùn)輸?shù)絼?dòng)平衡機(jī)。在動(dòng)平衡機(jī)防護(hù)罩內(nèi)同樣布置了胎壓接收天線，當(dāng)車(chē)輪進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí)，胎壓傳感器會(huì)因加速度被喚醒，接收天線接收到胎壓ID和輪胎壓力。在此工位能夠識(shí)別出異常傳感器和輪胎漏氣現(xiàn)象并及時(shí)進(jìn)行返修。檢查結(jié)果會(huì)被傳遞到制造中心計(jì)算終端。

當(dāng)輪胎完成合成后，由輸送線運(yùn)輸至底盤(pán)線的輪胎安裝工位。在輪胎安裝時(shí)，工人操作機(jī)械手抓取輪胎，機(jī)械手上附帶的攝像頭會(huì)掃描車(chē)輪上的二維碼，獲取訂單信息和輪胎ID。當(dāng)車(chē)輪按工序要求逐個(gè)安裝到車(chē)輛底盤(pán)上時(shí)，通過(guò)機(jī)械手讀取的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)送至底盤(pán)線制造中心計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)回傳到MES系統(tǒng)。MES系統(tǒng)將這些輪胎ID發(fā)送至EOL。

在EOL編程工位，EOL設(shè)備將從MES中獲取的輪胎充氣壓力、報(bào)警溫度和車(chē)輛裝配的胎壓傳感器ID，通過(guò)診斷功能寫(xiě)入胎壓控制器。

車(chē)輛完成生產(chǎn)下線后，經(jīng)過(guò)檢調(diào)、動(dòng)態(tài)路測(cè)后回到檢測(cè)線，在車(chē)輛綜合檢測(cè)單元（車(chē)速、制動(dòng)、ABS）內(nèi)安裝有接收天線。車(chē)輛進(jìn)入試驗(yàn)臺(tái)后，單元進(jìn)出口關(guān)閉，檢查人員將檢測(cè)單元車(chē)載終端接入OBD口，車(chē)載終端會(huì)通過(guò)診斷命令讀取車(chē)輛信息，包括寫(xiě)入控制器的傳感器ID。當(dāng)車(chē)輛在進(jìn)行車(chē)速檢測(cè)時(shí)，胎壓傳感器被車(chē)輛加速度喚醒，發(fā)射信號(hào)，信號(hào)被布置在檢查單元內(nèi)的接收天線收到，同時(shí)車(chē)載終端再次讀取胎壓控制器內(nèi)部接收的輪胎ID、溫度、壓力數(shù)據(jù)。將2組數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)并且顯示在檢測(cè)單元顯示終端上提示操作人員，同時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳到檢測(cè)中心計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)并發(fā)送至MES系統(tǒng)。

4" 總結(jié)

筆者所在公司是輕型商用車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，車(chē)輛都是兩軸，存在同軸多輪組合。使用這套方案后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，大大提高了生產(chǎn)效率。以生產(chǎn)和檢查同步結(jié)合方式，在沒(méi)有增加人員的情況下實(shí)現(xiàn)了過(guò)程控制，而且還實(shí)現(xiàn)了各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)記錄。但是本方案還在不斷的改良中，在車(chē)輛檢測(cè)時(shí)，對(duì)于同軸多輪的車(chē)輛還無(wú)法識(shí)別同側(cè)內(nèi)外輪，后續(xù)還將結(jié)合其它技術(shù)手段解決這個(gè)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓建保，陳厲兵. 汽車(chē)輪胎氣壓電子實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 汽車(chē)技術(shù)，2002（7）：40-41.

[2] 鄭啟忠. 新型輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品研究與開(kāi)發(fā)[D]. 武漢：武漢理工大學(xué)，2005.

（編輯" 楊凱麟）