0 引言

    為了滿足汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和娛樂性，電子技術(shù)的應(yīng)用幾乎己經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)中。眾多學(xué)者對(duì)汽車電控軟件開發(fā)做了大量研究，然而對(duì)于同樣在CAN總線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何實(shí)現(xiàn)汽車電控軟件在研發(fā)試制、正式生產(chǎn)及售后全生命周期過(guò)程中在線灌裝的研究甚少。

    在汽車整車企業(yè)中，作為標(biāo)配的PDM系統(tǒng)起到了一個(gè)集成框架的作用，通過(guò)不同的方式（如應(yīng)用接口、封裝等），各種應(yīng)用程序諸如CAD、CAM、CAE、EDA、OA、CAPP、MRP等直接作為一個(gè)個(gè)對(duì)象而被集成到PDM中，這使得分布在汽車整車廠各個(gè)地方的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)得以高度集成、協(xié)調(diào)、共享，因而PDM被譽(yù)為企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)全生命周期管理系統(tǒng)。

    本文基于PDM提出了一種全新的汽車電控軟件在線灌裝技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了汽車在研發(fā)試制、正式生產(chǎn)及售后全生命周期過(guò)程中的在線灌裝，能顯著提高汽車在研發(fā)、制造及售后支持等各環(huán)節(jié)的效率，提高用戶的滿意度。

1 基于PDM的汽車產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期管理過(guò)程

    汽車企業(yè)的數(shù)據(jù)量非常龐大，涉及的零件、文件林林總總，不同的設(shè)計(jì)人員和管理人員在不同的崗位進(jìn)行設(shè)計(jì)或管理工作，數(shù)據(jù)產(chǎn)生源頭各有不同，這樣就造成數(shù)據(jù)的隨意性大、準(zhǔn)確性差、更新速度緩慢、管理效率低下種種問(wèn)題，極大地浪費(fèi)了企業(yè)資源，制約著汽車企業(yè)發(fā)展。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)的實(shí)施可以促使工程設(shè)計(jì)人員和數(shù)據(jù)管理人員在統(tǒng)一的集成平臺(tái)上開展工作，保證涉及設(shè)計(jì)、管理、制造、采購(gòu)、銷售不同部門的相關(guān)人員共享企業(yè)的最新資源，確保數(shù)據(jù)的可追溯、可查證性以及數(shù)據(jù)的發(fā)布與更新的可控性。如圖1，汽車產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期管理系統(tǒng)構(gòu)架中集成了不同模塊，其中最主要的幾個(gè)模塊為：工程設(shè)計(jì)及發(fā)布模塊、工藝設(shè)計(jì)模塊、生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊、制造執(zhí)行模塊、經(jīng)銷商管理模塊、供應(yīng)鏈管理及售后管理模塊。

    圖1 汽車產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期管理系統(tǒng)構(gòu)架

    (1)工程設(shè)計(jì)與發(fā)布模塊。首先，市場(chǎng)部及規(guī)劃部根據(jù)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求來(lái)建立產(chǎn)品的一個(gè)整體框架，完成產(chǎn)品各項(xiàng)參數(shù)的定義，為下游部門的工作目標(biāo)制定出確實(shí)具體的方向。接下來(lái)，產(chǎn)品研發(fā)部門可以開展具體的設(shè)計(jì)工作，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)容分析，整車性能規(guī)范定義，子系統(tǒng)功能定義等等，并建立零部件主數(shù)模、主文檔，裝配產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)；建立初版的工程零件預(yù)研究清單，建立零件的工程更改流程，建立差異化的整車配置管理等等。隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)行及成熟，對(duì)零部件的數(shù)模進(jìn)行鎖定，并發(fā)布完整的工程零件、發(fā)布零件的圖紙、公差等等，共享統(tǒng)一的工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

    (2)工藝設(shè)計(jì)模塊。工藝人員通過(guò)訪問(wèn)統(tǒng)一的工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（數(shù)模和圖紙等）可以編制工藝過(guò)程規(guī)劃以及其他工藝文檔。工藝人員可安排試驗(yàn)裝車來(lái)驗(yàn)證工藝規(guī)劃過(guò)程。

    (3)生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊。在生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊（大部分企業(yè)采用SAP系統(tǒng)），根據(jù)不同的銷售-生產(chǎn)策略（基于訂單生產(chǎn)，或者基于預(yù)測(cè)生產(chǎn)，或者是訂單與預(yù)測(cè)相結(jié)合等），整車需求會(huì)在生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊轉(zhuǎn)變成零件需求。生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度員控制車輛的制造順序，零件計(jì)劃員根據(jù)零件的庫(kù)存狀態(tài)設(shè)置零件的斷點(diǎn)，與生成計(jì)劃相匹配；采購(gòu)人員設(shè)置零件的購(gòu)買合同；財(cái)務(wù)人員設(shè)置零件的成本信息等。

    (4)制造執(zhí)行模塊。根據(jù)客戶差異化的需求或者差異化的預(yù)測(cè)，生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊向工廠發(fā)布了不同配置特征的車輛需求，制造執(zhí)行系統(tǒng)要根據(jù)這些個(gè)性化的需求進(jìn)行柔性生產(chǎn)，完成產(chǎn)品的裝配下線過(guò)程。

    (5)經(jīng)銷商管理模塊。終端客戶的整車需求加上經(jīng)銷商的銷售預(yù)測(cè)在這個(gè)模塊變成產(chǎn)品訂單，由銷售部根據(jù)工廠庫(kù)存決定整車需求。

    (6)售后管理模塊。建立每輛車的產(chǎn)品信息，為4S店提供售后信息。

2 線下分散灌裝與OBD統(tǒng)一灌裝

    基于PDM的汽車產(chǎn)品研發(fā)、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)制造、銷售及售后全生命周期過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，汽車電子控制器這一類特殊的零件，其軟件都是事先在線下灌裝好，再作為普通的總成零件與其它零件一起進(jìn)入總裝線。這種做法的弊端有：給售后帶來(lái)困難。ECU應(yīng)用程序固化在非易失性存儲(chǔ)器中，每次更新ECU的應(yīng)用程序，需要將ECU卸載下來(lái)進(jìn)行刷新，十分麻煩，而且反復(fù)拆卸可能會(huì)引起汽車其它部件的故障；生產(chǎn)柔性低下。娛樂系統(tǒng)等模塊的軟件在開發(fā)時(shí)會(huì)考慮為不同客戶的個(gè)性化需求，同一個(gè)硬件模塊可能要裝配不同的軟件，不采用在線灌裝，很難實(shí)現(xiàn)；軟件及時(shí)性低。由于中國(guó)汽車工業(yè)起步較晚，一些關(guān)鍵零部件的控制器供應(yīng)商都是海外供應(yīng)商，為了安全庫(kù)存，這些海外供應(yīng)的控制器模塊往往要備貨3個(gè)月以上，汽車發(fā)展迅速，軟件更新的速度更快，數(shù)個(gè)月前（庫(kù)存時(shí)間加運(yùn)輸時(shí)間）就將軟件灌裝好，會(huì)造成時(shí)效性低下，到了4S店后要重新刷新；整體性低下。在整車中各控制器并不是相互獨(dú)立的個(gè)體，按照個(gè)體灌裝會(huì)對(duì)整體帶來(lái)負(fù)面影響。個(gè)體間的沖突造成ECOS失敗的情況時(shí)有發(fā)生，事故發(fā)生后還要逐個(gè)排查，效率低下。

    統(tǒng)一的OBD灌裝接口設(shè)計(jì)。如圖2所示，利用CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)灌裝OBD接口；OBD接口直接連接在CAN總線上，CAN節(jié)點(diǎn)平等地掛在CAN總線上，外部設(shè)備可以通過(guò)OBD接口與各個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)從外部設(shè)備到內(nèi)部所有電子控制器的灌裝。后期如果增加其它網(wǎng)絡(luò)，比如Most，F(xiàn)lex Ray，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等，只需要變更OBD接口，原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳皇苡绊�，具有很�?qiáng)的拓展性。針對(duì)每個(gè)ECU分配一對(duì)診斷CANID，用于外部設(shè)備和ECU識(shí)別相應(yīng)ECU的診斷請(qǐng)求報(bào)文與診斷響應(yīng)報(bào)文。

    圖2 診斷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3 基于PDM的統(tǒng)一在線灌裝技術(shù)

    3.1 對(duì)PDM各模塊的改造

    (1)工程設(shè)計(jì)與發(fā)布模塊改進(jìn)。在工程設(shè)計(jì)模塊增加軟件實(shí)體文件存放池，該存放池除了用于存放主機(jī)廠自行設(shè)計(jì)的軟件外，還可以通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從供應(yīng)商處下載軟件。同時(shí)，在工程零件清單中釋放軟件及硬件ECU的相關(guān)信息，對(duì)軟硬件所屬電子模塊、版本信息、配置信息、時(shí)候在線灌裝信息等等加以約束，與實(shí)體文件池中的信息進(jìn)行匹配。

    (2)工藝設(shè)計(jì)模塊改進(jìn)。規(guī)劃灌裝外部設(shè)備所在的工位信息，確保外部設(shè)備能夠從工程模塊下載到軟件實(shí)體文件。

    (3)生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊改進(jìn)。對(duì)需要在線灌裝的軟件進(jìn)行時(shí)效性管理（通過(guò)斷點(diǎn)設(shè)置管理），控制客戶個(gè)性化所需的軟件時(shí)效性與實(shí)際灌裝的實(shí)體文件一致。

    (4)制造執(zhí)行模塊改造。支持統(tǒng)一灌裝設(shè)備從從軟件池下載匹配的軟件并通過(guò)OBD灌裝到各控制器中，同時(shí)記錄車輛的軟件相關(guān)信息，并傳輸給售后模塊。

    (5)經(jīng)銷商模塊改進(jìn)。通過(guò)改造，支持用戶定制個(gè)性化的軟件。

    (6)供應(yīng)鏈模塊改造。支持通過(guò)遠(yuǎn)程協(xié)議從供應(yīng)商處下載最新軟件實(shí)體文件。

    (7)售后模塊改造。支持從制造執(zhí)行模塊接收軟件相關(guān)信息，并能從軟件池中下載最新的售后軟件通過(guò)售后診斷工具對(duì)車輛進(jìn)行統(tǒng)一刷新。

    改造后的系統(tǒng)構(gòu)架見圖3。

    圖3 進(jìn)行在線灌裝改造后的產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期管理系統(tǒng)構(gòu)架

    3.2 應(yīng)用實(shí)例

    應(yīng)用實(shí)例見圖4。

    圖4 某主機(jī)廠基于PDM的在線灌裝系統(tǒng)

4 結(jié)語(yǔ)

    汽車軟件在線灌裝技術(shù)因集時(shí)效性、準(zhǔn)確性、方便性等諸多優(yōu)點(diǎn)為一體，是汽車主機(jī)廠新的制造技術(shù)的發(fā)展方向。本文基于PDM系統(tǒng)，提出了一種全新的汽車軟件在線灌裝技術(shù)，將軟件在線灌裝納入產(chǎn)品數(shù)據(jù)全生命周期管理，能夠支持汽車產(chǎn)品在開發(fā)、試生產(chǎn)、量產(chǎn)、售后各個(gè)階段的軟件在線灌裝。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：基于PDM的汽車電控軟件在線灌裝技術(shù)

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/solutions/1401938418.html