楊方群+車云龍

摘 要：針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)高速發(fā)展的汽車研發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究，提出了一種應(yīng)用IT技術(shù)手段，建立一個(gè)全周期的、一體化的、高效的試驗(yàn)業(yè)務(wù)綜合管理系統(tǒng)的方案，從而實(shí)現(xiàn)整車試驗(yàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行中的人、機(jī)、料、法、環(huán)的一體化的閉合管理，提高汽車研發(fā)效率。

關(guān)鍵詞：汽車研發(fā)；試驗(yàn)數(shù)據(jù)；管理

中圖分類號(hào)：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.34.028

1 汽車研發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

與其它數(shù)據(jù)不同，汽車研發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)有自己獨(dú)特的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：

（1）多樣化的數(shù)據(jù)類型：包括圖像、數(shù)字、文字、視頻、音頻等類型數(shù)據(jù)；

（2）數(shù)據(jù)處理過(guò)程繁瑣：有實(shí)時(shí)處理、預(yù)處理及后置處理3個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程；

（3）測(cè)量參數(shù)多：一個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)試驗(yàn)測(cè)量參數(shù)高達(dá)上萬(wàn)個(gè)；

（4）某些數(shù)據(jù)記錄由幾類數(shù)據(jù)合成。比如溫度和壓力等；

（5）數(shù)據(jù)量很大，不論單個(gè)試驗(yàn)?zāi)K還是整個(gè)試驗(yàn)測(cè)試的數(shù)據(jù)量每次到達(dá)到幾十G的容量。

隨著現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的提高，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，測(cè)量的數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大。但是一直沒(méi)有有效的數(shù)據(jù)管理工具來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效管理，大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)都以各類電子文檔的方式進(jìn)行保存及共享。這種落后的數(shù)據(jù)管理方式存有根多弊端：

（1）易出錯(cuò)：試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)試驗(yàn)至關(guān)重要，但是由于在數(shù)據(jù)管理中存在大量的手工操作，難免會(huì)出錯(cuò)誤，影響整個(gè)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，造成不良后果。

（2）效率低下：試驗(yàn)人員從海量的數(shù)據(jù)文件中查找自己需要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)需要花費(fèi)很多的時(shí)間。

（3）數(shù)據(jù)利用率低：試驗(yàn)室數(shù)據(jù)信息的處理還停留在手工記錄及分析階段，大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在試驗(yàn)人員的記錄本上，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源的共享，缺乏廣泛而有效的分析和利用。

（4）安全保密性差：以文件方式保存的試驗(yàn)數(shù)據(jù)容易受到未經(jīng)授權(quán)的修改及訪問(wèn)，使重要數(shù)據(jù)資料的安全性大大降低。

（5）無(wú)法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)分析挖掘工作：在試驗(yàn)中獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包含著豐富的信息，簡(jiǎn)單的文檔管理無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘去使用那些有價(jià)值的信息。

總之，大多數(shù)企業(yè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（如試驗(yàn)質(zhì)量問(wèn)題點(diǎn)、試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)等）的存放較為分散，無(wú)統(tǒng)一管理平臺(tái)，主要存儲(chǔ)于每個(gè)工程師的移動(dòng)電腦中，要進(jìn)行階段性總結(jié)以及數(shù)據(jù)分析時(shí)，需要多人協(xié)同進(jìn)行匯總數(shù)據(jù)并整理與統(tǒng)計(jì)，耗時(shí)耗力。試驗(yàn)進(jìn)度都以試驗(yàn)場(chǎng)地每日日?qǐng)?bào)形式發(fā)布，這不僅給工程師工作增加沉重負(fù)擔(dān)，管理層也很難直觀的了解各試驗(yàn)進(jìn)度，同時(shí)質(zhì)量監(jiān)理方面進(jìn)行著重復(fù)性的整理、知會(huì)工作。

2 汽車研發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)概述

試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（TDM）能夠?qū)崿F(xiàn)全面詳實(shí)、科學(xué)準(zhǔn)確地對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)記錄及高效管理，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)各環(huán)節(jié)進(jìn)度的記錄、跟蹤與追朔，并實(shí)現(xiàn)各階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，為大數(shù)據(jù)挖掘提供可靠有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過(guò)掌控試驗(yàn)數(shù)據(jù)、規(guī)范試驗(yàn)流程、試驗(yàn)全生命周期管理，最終達(dá)到數(shù)字化試驗(yàn)?zāi)芰Α?gòu)建知識(shí)化工廠，高效的支持科研院所、制造企業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理的總目標(biāo)。

近幾年來(lái)，汽車研發(fā)公司在高速的發(fā)展中，投入了大量資源進(jìn)行產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證分析，積累了大量的數(shù)據(jù)和知識(shí)，并形成了基本的管理流程和制度，只有對(duì)這些數(shù)據(jù)和知識(shí)進(jìn)行有效管理和利用，才能有力地支持整車產(chǎn)品研發(fā)工作。為此汽車研發(fā)企業(yè)迫切需要建立有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)來(lái)為試驗(yàn)提供有效的數(shù)據(jù)支持。

3 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

通過(guò)流程優(yōu)化、資源整合以及相關(guān)聯(lián)信息系統(tǒng)的建立力求打造一個(gè)全周期的、一體化的、高效的試驗(yàn)業(yè)務(wù)綜合管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整車試驗(yàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行中的人、機(jī)、料、法、環(huán)的一體化的閉合管理，具體表現(xiàn)為：

（1）全周期的系統(tǒng)。即結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和體系ISO/IEC17025，優(yōu)化試驗(yàn)流程，對(duì)所有試驗(yàn)業(yè)務(wù)實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，從試驗(yàn)委托到數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)全周期的試驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)管理；

（2）一體化的系統(tǒng)。即整合所有系統(tǒng)到同一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全方位管理和控制，將以試驗(yàn)執(zhí)行為主線的與試驗(yàn)管理相關(guān)的所有信息（例如：試驗(yàn)信息、質(zhì)量控制、設(shè)備管理、能力建設(shè)等）進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的、規(guī)范化的管理；

（3）高效的系統(tǒng)。即通過(guò)進(jìn)行電子化的資源整合，實(shí)現(xiàn)智能的任務(wù)下達(dá)、資源調(diào)配、信息跟蹤以及交付物反饋等閉環(huán)控制，并通過(guò)信息共享提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用率和縮短檢索時(shí)間，以及通過(guò)設(shè)備智能網(wǎng)絡(luò)的建立實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和狀態(tài)推送。

4 建設(shè)汽車研發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的需求

從汽車研發(fā)試驗(yàn)業(yè)務(wù)出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提出了如下的需求：

建立專業(yè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，集中管理試驗(yàn)分析相關(guān)數(shù)據(jù)，并在各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)安全共享；

高效的管理不同類型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如一維/二維/三維結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、模態(tài)數(shù)據(jù)以及非數(shù)值數(shù)據(jù)；

能夠提供來(lái)自測(cè)試系統(tǒng)數(shù)值數(shù)據(jù)管理的解決方案，實(shí)現(xiàn)柔性的數(shù)據(jù)單位換算和數(shù)據(jù)特征的提取；

提供高效、智能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的重用方法，以及與數(shù)據(jù)分類相對(duì)應(yīng)的科學(xué)數(shù)據(jù)可視化方案；

以試驗(yàn)對(duì)象為核心，并以項(xiàng)目、試驗(yàn)類型、試驗(yàn)科目等為條理，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、有序管理、快速定位；

管理各類試驗(yàn)文檔（標(biāo)準(zhǔn)文件、體系文件、分析報(bào)告等），靈活定義交付物文檔類型，并為每一類文檔定義相應(yīng)的模板；

各類圖片、參數(shù)、BOM結(jié)構(gòu)、文檔的搜索、瀏覽、查看、對(duì)比功能，能下載相關(guān)圖片、報(bào)告，又能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析；

試驗(yàn)樣品樣件管理，通過(guò)狀態(tài)標(biāo)識(shí)樣件的入庫(kù)、借閱、查閱、報(bào)廢狀態(tài)；

試驗(yàn)分析業(yè)務(wù)流程的管控，支持工作任務(wù)分解，跟蹤、監(jiān)控和報(bào)告分析執(zhí)行進(jìn)度；

實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果發(fā)布，數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，能夠按照功能等不同要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治龊桶凑詹煌囼?yàn)類別等進(jìn)行縱向?qū)Ρ确治?；endprint

建立試驗(yàn)分析的知識(shí)庫(kù)管理平臺(tái)；

系統(tǒng)具體一定的柔性和可擴(kuò)展性，界面優(yōu)好；數(shù)據(jù)安全可控；用戶操作簡(jiǎn)單快捷，具有較好的可維護(hù)性。

5 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的建設(shè)工作應(yīng)該本著“數(shù)據(jù)管理-數(shù)據(jù)應(yīng)用-業(yè)務(wù)優(yōu)化提升”的思路開(kāi)展，項(xiàng)目?jī)?yōu)先考慮將所有的試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)納入系統(tǒng)管理，建立江淮統(tǒng)一的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)工作的分析、評(píng)估，該系統(tǒng)應(yīng)包含以下功能：

業(yè)務(wù)流程管理：理順相關(guān)業(yè)務(wù)流程，對(duì)流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，提高工作效率與效能。

試驗(yàn)業(yè)務(wù)流程管理：試驗(yàn)分析任務(wù)管理、數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)布等；

樣品數(shù)據(jù)管理：樣品需求管理等；

實(shí)物樣件庫(kù)流程管理，通過(guò)狀態(tài)表示樣件的入庫(kù)、借閱、查閱等狀態(tài)；

試驗(yàn)統(tǒng)一知識(shí)庫(kù)構(gòu)建流程定義；

測(cè)試測(cè)量分析數(shù)據(jù)模板化和標(biāo)準(zhǔn)化定義；

試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)/結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)/圖片結(jié)構(gòu)/分析模板/BOM/試驗(yàn)文檔結(jié)構(gòu)等業(yè)務(wù)模板化定義；

數(shù)據(jù)創(chuàng)建和導(dǎo)入：建立包含數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、信息反饋等多種輸入角色的工作平臺(tái)，以業(yè)務(wù)導(dǎo)向，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)快速采集、整理入庫(kù)的支持。

支持試驗(yàn)結(jié)果結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如一維/二維/三維數(shù)據(jù)、模態(tài)數(shù)據(jù)等）的快速批量導(dǎo)入，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)特征的快速提取和柔性的數(shù)據(jù)單位換算導(dǎo)入

支持規(guī)范化的文檔或報(bào)告的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容與格式的分離，創(chuàng)建完成后能夠體現(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)源與關(guān)聯(lián)關(guān)系；

分析報(bào)告或采集的模板化和標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行擴(kuò)展；

實(shí)現(xiàn)導(dǎo)入模板的定制，支持規(guī)范數(shù)據(jù)內(nèi)容與樣式分離的導(dǎo)入，及支持江淮現(xiàn)有的數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入；

數(shù)據(jù)管理：對(duì)相關(guān)的試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、試驗(yàn)任務(wù)、文檔、圖片、視頻、參數(shù)、BOM等試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范，形成多維度、結(jié)構(gòu)化的統(tǒng)一存儲(chǔ)，方便數(shù)據(jù)查閱、檢索和共享，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和質(zhì)量改善提供數(shù)據(jù)支持。

試驗(yàn)測(cè)試、測(cè)量、分析的原始結(jié)果數(shù)據(jù)管理；

支持試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理，包括一維/二維/三維數(shù)據(jù)、模態(tài)數(shù)據(jù)等，以試驗(yàn)分析流程為基礎(chǔ)，結(jié)合試驗(yàn)項(xiàng)目或試驗(yàn)任務(wù)、業(yè)務(wù)部門(mén)分類、數(shù)據(jù)相關(guān)的屬性對(duì)數(shù)據(jù)的層次、格式、類型、屬性、參數(shù)、版本等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行規(guī)范與描述，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效組織、關(guān)聯(lián)及重用，以便查詢與管理；

對(duì)于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化模板管理，用戶可基于自定義的試驗(yàn)數(shù)據(jù)模板結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的試驗(yàn)業(yè)務(wù)需求創(chuàng)建或維護(hù)不同模板結(jié)構(gòu)，且可自行擴(kuò)展。后續(xù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和積累，可基于預(yù)先定義的模板進(jìn)行，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化；

支持試驗(yàn)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理，包括試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)、匯總報(bào)告、過(guò)程數(shù)據(jù)、文檔、視頻、圖片、掃描數(shù)據(jù)、BOM等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)、清晰的目錄和層次管理、快速獲取；

支持試制試驗(yàn)車型、系統(tǒng)或總成零部件的BOM結(jié)構(gòu)管理；

實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的樣品/樣件管理，可利用狀態(tài)標(biāo)識(shí)樣品/樣件的入庫(kù)、借閱、查閱、報(bào)廢等狀態(tài)，且狀態(tài)的切換須通過(guò)執(zhí)行不同的審批流程后進(jìn)行變化；

支持試驗(yàn)的設(shè)備資源管理，按照試驗(yàn)設(shè)備資源類別分類管理，針對(duì)試驗(yàn)設(shè)備資源具有完全的分類和庫(kù)管理功能，包含：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，夾具， 工裝， 量具，臺(tái)架管理，支持試驗(yàn)規(guī)劃過(guò)程中隨時(shí)查找設(shè)備資源；

單一試驗(yàn)分析過(guò)程數(shù)據(jù)管理和試驗(yàn)的知識(shí)庫(kù)管理；

支持不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理對(duì)象的屬性管理，方便的不同數(shù)據(jù)的預(yù)覽、查詢、對(duì)比，且支持多種版本文檔和圖片的在線編輯和注解；

支持規(guī)范化的文檔或報(bào)告的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容與格式的分離，創(chuàng)建完成后能夠體現(xiàn)數(shù)據(jù)來(lái)源與關(guān)聯(lián)關(guān)系；

以試驗(yàn)任務(wù)單為中心將樣品、試驗(yàn)資源、試驗(yàn)規(guī)范、試驗(yàn)大綱、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)報(bào)告等不同數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，支持不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間，內(nèi)部數(shù)據(jù)單元之間建立依賴、關(guān)聯(lián)關(guān)系，支持在后期分析中通過(guò)關(guān)系進(jìn)行信息的抽取和利用。

數(shù)據(jù)應(yīng)用：在系統(tǒng)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)屬性的抽取、整合，進(jìn)行報(bào)表查詢與數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可將結(jié)果和數(shù)據(jù)按需組織和分析。

統(tǒng)計(jì)分析：數(shù)據(jù)屬性（類型、重量、尺寸、強(qiáng)度等）的統(tǒng)計(jì)分析、圖表解釋；統(tǒng)計(jì)報(bào)表輸出及報(bào)表的自由擴(kuò)展；

比對(duì)分析：支持用戶自定義下的多類型的數(shù)據(jù)屬性比較，如優(yōu)缺點(diǎn)比較、重量比較、結(jié)構(gòu)比較屬性等；支持多種模式的對(duì)比分析報(bào)告輸出，靈活的對(duì)比報(bào)表的配置擴(kuò)展；

能夠?qū)⒃囼?yàn)分析和數(shù)字化驗(yàn)證結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和對(duì)比，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和分析的一體化管理；

利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)可以將抽象的數(shù)據(jù)以更直觀的方式呈現(xiàn)出來(lái)并進(jìn)行一些后處理，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱含的信息。如將一維數(shù)據(jù)以柱狀圖或表格方式，二維數(shù)據(jù)以折線圖方式，三維數(shù)據(jù)以云圖方式，模態(tài)數(shù)據(jù)以模態(tài)振形3D動(dòng)畫(huà)方式實(shí)現(xiàn)。

6 結(jié)論

隨著我國(guó)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車研發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用越來(lái)越復(fù)雜。通過(guò)實(shí)施本汽車研發(fā)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，將建立一個(gè)全周期、一體化、高效的試驗(yàn)業(yè)務(wù)綜合管理模式，大大提高汽車研發(fā)的效率能力。

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