徐海華　馮昊　王鏡先　張海玲　唐麗

摘 要：樣車試制是汽車研發(fā)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。試驗(yàn)單元是在樣車研發(fā)過(guò)程中極為重要的非整車試驗(yàn)實(shí)體，多種試驗(yàn)用途需通過(guò)試驗(yàn)單元進(jìn)行，每種試驗(yàn)用途需根據(jù)需求進(jìn)行零件挑選，但目前缺少一種規(guī)范的試驗(yàn)單元零件挑選方法，且均為手動(dòng)挑選。本文對(duì)挑選方法進(jìn)行研究，給出了兩種試驗(yàn)單元零件挑選方法，并且根據(jù)該方法開(kāi)發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)了樣車試制試驗(yàn)單元的自動(dòng)化挑選。

關(guān)鍵詞：樣車試制;試驗(yàn)單元;零件挑選方法;程序開(kāi)發(fā)

1 引言

樣車試制是汽車研發(fā)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)[1]。試驗(yàn)單元是在汽車研發(fā)的樣車試制過(guò)程中，由樣車車間組裝的用于工程臺(tái)架試驗(yàn)、局部子系統(tǒng)試驗(yàn)的試驗(yàn)實(shí)體。試驗(yàn)單元所涉及的試驗(yàn)用途包含國(guó)家強(qiáng)檢試驗(yàn)、內(nèi)外飾認(rèn)證試驗(yàn)等多個(gè)試驗(yàn)類別，包含門(mén)開(kāi)關(guān)耐久試驗(yàn)、搖窗機(jī)耐久試驗(yàn)、雨刮耐久試驗(yàn)、側(cè)氣簾子系統(tǒng)點(diǎn)爆試驗(yàn)、車頂壓潰試驗(yàn)等幾十項(xiàng)試驗(yàn)內(nèi)容。

目前在樣車試制過(guò)程中，由于每種試驗(yàn)單元需求零件類型不同，因此在每個(gè)新車型試制過(guò)程中，均需要由每項(xiàng)試驗(yàn)用戶針對(duì)每種試驗(yàn)單元從工程核對(duì)的BOM中勾選試驗(yàn)零件。由于BOM結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且每種試驗(yàn)單元所需零件類型差異較大，因此在試驗(yàn)單元挑選過(guò)程中需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)用戶挑選的零件清單進(jìn)行多次檢查確認(rèn)，否則將會(huì)存在漏挑、錯(cuò)挑、多挑零件的可能，影響后續(xù)試驗(yàn)進(jìn)行以及造成物料浪費(fèi)[2]。

本文針對(duì)目前樣車試制過(guò)程中試驗(yàn)單元需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)挑選及檢查，且缺乏明確的挑選標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題進(jìn)行了研究，給出了一種用于樣車試制階段試驗(yàn)單元的零件挑選方法，并通過(guò)編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)單元自動(dòng)挑選。

2 挑選方法設(shè)計(jì)

2.1 基于整車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)單元挑選方法

整車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是一種汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，如圖1所示，用于定義汽車零件層級(jí)結(jié)構(gòu)。先將整車劃分為若干功能塊，再對(duì)每個(gè)功能塊分別進(jìn)行細(xì)分，并進(jìn)行編號(hào)，如6.1.1前擋風(fēng)玻璃從屬于6.1車窗及6.外飾。汽車的全部零件可根據(jù)此結(jié)構(gòu)樹(shù)進(jìn)行劃分，即每個(gè)汽車零件在該結(jié)構(gòu)樹(shù)上有對(duì)應(yīng)的編號(hào)，因此根據(jù)此結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)可挑選到任何零件。通過(guò)試驗(yàn)單元進(jìn)行的試驗(yàn)不需要整車全部零件，僅需部分子系統(tǒng)零件進(jìn)行試驗(yàn)，因此可根據(jù)汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)進(jìn)行試驗(yàn)單元零件挑選[3]。

以汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)作為基準(zhǔn)，通過(guò)結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)單元零件挑選，首先需在整車BOM清單中將每個(gè)零件號(hào)與結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。目前的工程零件信息系統(tǒng)中會(huì)維護(hù)每個(gè)零件的結(jié)構(gòu)樹(shù)編碼，因此可根據(jù)結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)在整車BOM中挑選試驗(yàn)單元零件。

其次，需定義好每種試驗(yàn)用途對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)，如A試驗(yàn)用途對(duì)應(yīng)5.1.1及5.1.2和5.2.1.3這幾種結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)的零件，B試驗(yàn)用途對(duì)應(yīng)6.2.3的全部結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)零件。將全部試驗(yàn)用途與結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)生成對(duì)照表。

因此，通過(guò)結(jié)構(gòu)樹(shù)編碼即可將BOM清單中的零件號(hào)與每種試驗(yàn)用途進(jìn)行關(guān)聯(lián)，且該結(jié)構(gòu)樹(shù)適用于全部車型，不需要根據(jù)不同車型單獨(dú)進(jìn)行匹配。在進(jìn)行試驗(yàn)單元零件挑選時(shí)，可根據(jù)試驗(yàn)用途與結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)對(duì)照表，從整車BOM清單中挑選試驗(yàn)零件。

2.2 基于歷史數(shù)據(jù)的試驗(yàn)單元挑選方法

基于歷史數(shù)據(jù)的試驗(yàn)單元挑選方法是通過(guò)歷史試驗(yàn)單元零件挑選數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)此數(shù)據(jù)庫(kù)指導(dǎo)新項(xiàng)目試驗(yàn)單元的零件挑選。并且隨著項(xiàng)目的不斷增多，可逐步通過(guò)積累新的歷史數(shù)據(jù)來(lái)更新完善數(shù)據(jù)庫(kù)，逐步提高此方法零件挑選的準(zhǔn)確性。

該方法需對(duì)歷史BOM清單和歷史試驗(yàn)單元零件清單2種歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。歷史BOM清單數(shù)據(jù)中包含項(xiàng)目代碼、零件號(hào)以及結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)等信息，歷史試驗(yàn)單元零件清單包含試驗(yàn)用途、項(xiàng)目代碼、零件號(hào)等試驗(yàn)信息。通過(guò)項(xiàng)目代碼與零件號(hào)作為關(guān)鍵值將2種歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如圖2所示，形成試驗(yàn)用途與結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)。

形成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)后對(duì)結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)與試驗(yàn)用途進(jìn)行相關(guān)性分析，根據(jù)以下公式計(jì)算每種試驗(yàn)用途對(duì)應(yīng)的每個(gè)結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)的挑選概率：

式中Pij為第i種試驗(yàn)用途，第j種結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的挑選概率;n為歷史項(xiàng)目數(shù);aijk為第i種試驗(yàn)用途，第j種結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)在第k個(gè)項(xiàng)目試驗(yàn)單元零件清單中被挑選的次數(shù);bijk為第i種試驗(yàn)用途，第j種結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)在第k個(gè)項(xiàng)目BOM中出現(xiàn)的次數(shù)。

通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)全部Pij趨近于0或1，即對(duì)于每種試驗(yàn)用途結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)都與試驗(yàn)用途具有較強(qiáng)相關(guān)性，可根據(jù)Pij對(duì)進(jìn)行試驗(yàn)單元零件挑選，挑選整車BOM中Pij接近為1的結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的零件。

3 自動(dòng)挑選程序開(kāi)發(fā)

針對(duì)以上兩種試驗(yàn)單元零件挑選方法，通過(guò)EXCEL宏程序開(kāi)發(fā)一種能夠自動(dòng)挑選試驗(yàn)單元零件的軟件程序。程序總體框架分為四部分功能：試驗(yàn)用途及結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)、試驗(yàn)用戶挑選界面、試驗(yàn)單元零件清單生成和程序迭代升級(jí)。數(shù)據(jù)庫(kù)作為試驗(yàn)零件挑選的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，用戶在挑選界面輸入試驗(yàn)用途以及車號(hào)、配置等信息，程序根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)和用戶輸入試驗(yàn)需求自動(dòng)輸出試驗(yàn)單元零件清單，將最終裝車清單與程序生成零件清單差異輸入程序進(jìn)行程序迭代升級(jí)，通過(guò)迭代升級(jí)不斷更新數(shù)據(jù)庫(kù)，保證自動(dòng)挑選程序的準(zhǔn)確性。

3.1 程序開(kāi)發(fā)

試驗(yàn)用途-結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中包含四類信息：試驗(yàn)用途、結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)、本文第二節(jié)提到的歷史挑選概率以及每種試驗(yàn)用途對(duì)應(yīng)的推薦概率。對(duì)于每種試驗(yàn)用途的結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)，當(dāng)歷史挑選概率大于推薦概率，即認(rèn)為該結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的零件會(huì)被程序挑選到試驗(yàn)單元零件清單中。該數(shù)據(jù)庫(kù)生成以及維護(hù)的數(shù)據(jù)源為全部歷史項(xiàng)目的整車BOM以及歷史試驗(yàn)單元挑選清單。

試驗(yàn)用戶挑選界面分為兩個(gè)模塊：整車BOM導(dǎo)入和試驗(yàn)需求輸入。整車BOM導(dǎo)入功能是將樣車試制階段核對(duì)完成的整車BOM清單導(dǎo)入自動(dòng)挑選程序，該功能需將原矩陣式的整車BOM轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的整車配置BOM。結(jié)構(gòu)化的整車配置BOM包含序號(hào)、零件號(hào)、零件名稱、單車用量、結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)、車型配置等信息。試驗(yàn)需求輸入功能保證用戶能夠根據(jù)具體試驗(yàn)需求輸入試驗(yàn)單元車號(hào)、車型配置、試驗(yàn)用途及用戶名稱。程序可根據(jù)用戶輸入的需求信息在整車配置BOM中自動(dòng)挑選用戶所需試驗(yàn)零件。

試驗(yàn)單元清單分兩步生成：結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)推薦表生成和試驗(yàn)單元零件清單生成。首先根據(jù)用戶輸入的試驗(yàn)需求，在對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)用途-結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中挑選出每個(gè)試驗(yàn)單元滿足的結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)。其次根據(jù)每種試驗(yàn)用途挑選出的結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)、用戶輸入的車型配置在結(jié)構(gòu)化整車配置BOM中選取零件，生成試驗(yàn)單元零件清單。最后，在試驗(yàn)單元清單中標(biāo)注歷史挑選概率不為100%的零件，由用戶再次確認(rèn)是否需要，進(jìn)而減少物料浪費(fèi)，并且對(duì)于歷史數(shù)據(jù)中從未出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的零件，會(huì)提示用戶確認(rèn)是否需要，以保證不會(huì)少選零件影響試驗(yàn)進(jìn)行。最終由用戶確認(rèn)后的試驗(yàn)單元零件清單即為用于后續(xù)試驗(yàn)單元制造的物料準(zhǔn)備清單。

3.2 程序升級(jí)

由于項(xiàng)目不斷更新以及新車型不斷研發(fā)，基于歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)也需不斷迭代升級(jí)。數(shù)據(jù)庫(kù)迭代升級(jí)分為兩個(gè)方向：新結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)更新以及實(shí)際試驗(yàn)單元裝配差異零件更新。由于數(shù)據(jù)庫(kù)的生成源于歷史整車BOM以及歷史試驗(yàn)單元零件清單，因此當(dāng)有項(xiàng)目出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)樹(shù)編號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行更新。此外，對(duì)于差異零件，可維護(hù)差異數(shù)據(jù)庫(kù)，差異數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的零件在更新常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史挑選概率的同時(shí)會(huì)在程序自動(dòng)生成試驗(yàn)單元零件清單后提醒用戶進(jìn)行確認(rèn)。

4 結(jié)論

本文針對(duì)目前樣車試制過(guò)程中試驗(yàn)單元需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)挑選及檢查，且缺乏明確的挑選標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題進(jìn)行了研究。對(duì)汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)進(jìn)行研究，給出了一種基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的試驗(yàn)單元零件挑選方法，在此基礎(chǔ)上又給出了一種基于歷史數(shù)據(jù)的試驗(yàn)單元零件挑選方法，規(guī)范了零件挑選標(biāo)準(zhǔn)。并且通過(guò)開(kāi)發(fā)自動(dòng)挑選程序?qū)崿F(xiàn)樣車試制過(guò)程中試驗(yàn)單元零件的程序自動(dòng)挑選，在提高零件挑選準(zhǔn)確率的同時(shí)減少人工操作進(jìn)而提高效率。且該程序具有不斷迭代升級(jí)的功能，能夠不斷提高準(zhǔn)確率，以及應(yīng)對(duì)車型升級(jí)變更。

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