摘 ?要：本文基于某自主品牌多車型數(shù)百臺(tái)試驗(yàn)樣車長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性進(jìn)行課題搭載研究，試驗(yàn)結(jié)果分析以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，擬形成一套科學(xué)合理并適用于不同車型的長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)方法以及成果挖掘關(guān)聯(lián)應(yīng)用思路，有效補(bǔ)充試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)化耐久試驗(yàn)，全面提升汽車產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證能力。

關(guān)鍵詞：道路適應(yīng)性;試驗(yàn)方法;長(zhǎng)里程可靠性

中圖分類號(hào)：U467 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1005-2550（2021）03-0003-05

Research And Application of Vehicle Long Mileage Road Adaptability Test

OU YANG Jun

（GAC Engineering， Guangzhou Automobile Group Co.，Ltd.，Guangzhou511434， China ）

Abstract： Based on the long mileage road adaptability test of hundreds of test vehicles of an independent brand， this paper studies the subject and forms a set of scientific and reasonable long mileage road adaptability test methods and application ideas， which can effectively supplement the test site， strengthen the durability test， and comprehensively improve the reliability verification ability of automobile products.

歐陽(yáng)俊

畢業(yè)于江蘇大學(xué)，學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)就職于廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，任試驗(yàn)認(rèn)證部主管工程師。已發(fā)表論文《商品性評(píng)價(jià)在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用》和《機(jī)械式變速器主觀評(píng)價(jià)和客觀測(cè)量方法應(yīng)用》。

前 ? ?言

本文所提的整車長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)是立足用戶角度，結(jié)合用戶實(shí)際使用習(xí)慣，在中國(guó)典型地理區(qū)域，不同環(huán)境下，按特定比例路況進(jìn)行公共道路（無(wú)強(qiáng)化系數(shù)）行駛的可靠性道路試驗(yàn)，其有效彌補(bǔ)試驗(yàn)場(chǎng)驗(yàn)證不足（復(fù)雜路況、多場(chǎng)景應(yīng)用，對(duì)AVNT/ACC/AEB等智聯(lián)系統(tǒng)更充分的驗(yàn)證等），先于用戶發(fā)現(xiàn)新上市車型1～3年或15萬(wàn)km整車質(zhì)保期內(nèi)的可靠性/功能性/商品性等質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)對(duì)多車型道路適應(yīng)性試驗(yàn)研究，提出一套科學(xué)合理并適用于不同車型的長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)方法與成果挖掘關(guān)聯(lián)應(yīng)用思路，不斷形成貼近中國(guó)用戶的試驗(yàn)方法，來(lái)提高產(chǎn)品可靠性。

1 ? ?試驗(yàn)關(guān)鍵指標(biāo)確定

1.1 ? 不同車型路況比例制定

參考GB/T 12678-90《汽車可靠性行駛試驗(yàn)方法》中試驗(yàn)道路定義，適應(yīng)性試驗(yàn)路況按公共道路可劃分為：高速公路、一般公路（按通行車速，城市快速路可納入一般公路進(jìn)行統(tǒng)計(jì)）、山路、城市道路、壞路。根據(jù)用戶的使用需求/習(xí)慣以及車型特點(diǎn)，不同車型的路況比例需有所區(qū)分，一般可采用大數(shù)據(jù)提取手段進(jìn)行獲取。隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)發(fā)展，4G及5G網(wǎng)絡(luò)的普及，汽車產(chǎn)品電子化應(yīng)用越趨成熟，車端已大部分配置“黑匣子”，以記錄其生命周期內(nèi)的各種數(shù)據(jù)和路況信息，借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)即可篩選活躍用戶進(jìn)行相關(guān)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。以EV車型為例，通過(guò)課題研究與某知名互聯(lián)網(wǎng)公司合作，對(duì)全國(guó)2.7萬(wàn)臺(tái)某EV車型車主行駛路況（剔除僵尸車輛，約2454萬(wàn)km）進(jìn)行行駛軌跡采集分析，通過(guò)道路二次提取分解，可得出真實(shí)用戶道路分布比例（見(jiàn)圖1）。

通過(guò)換算，EV車型長(zhǎng)里程道路比例可推薦如表1：

1.2 ? 試驗(yàn)區(qū)域選取

道路適應(yīng)性試驗(yàn)需覆蓋中國(guó)目標(biāo)用戶群體可能出現(xiàn)的絕大部分可靠性問(wèn)題，故試驗(yàn)區(qū)域選取需以區(qū)域涵蓋原則進(jìn)行制定，挑選國(guó)內(nèi)典型環(huán)境、路況城市進(jìn)行精準(zhǔn)驗(yàn)證，一般可基于以下原則[1]。

（1）基于國(guó)內(nèi)的氣候環(huán)境、地況地貌和人口分布;

（2）基于在售車型市場(chǎng)終端銷售區(qū)域分布和在用車活動(dòng)區(qū)域統(tǒng)計(jì);

（3）基于可靠性道路適應(yīng)性試驗(yàn)驗(yàn)證目標(biāo)和對(duì)象的確定;

（4）差異化特殊環(huán)境可靠性試驗(yàn)后的試驗(yàn)區(qū)域設(shè)定。

試驗(yàn)區(qū)域選擇可參考表2。

以16萬(wàn)公里長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性為例，可選取華南、西南及東北三大區(qū)域進(jìn)行區(qū)域輪換試驗(yàn)，各區(qū)域里程分布：華南（5萬(wàn)公里）、西南（夏季進(jìn)行，6萬(wàn)公里）、東北（冬季進(jìn)行，5萬(wàn)公里）。

1.3 ? 樣車選擇&試驗(yàn)路線制定

按照40%～50%的置信區(qū)間，涵蓋95%的用戶使用目標(biāo)，可選擇4～6臺(tái)試驗(yàn)樣車，但樣車必須使用量產(chǎn)階段車輛。試驗(yàn)路線應(yīng)盡可能涵蓋更多的多場(chǎng)景應(yīng)用，實(shí)際路線方案制定時(shí)需兼顧選用高鐵站、機(jī)場(chǎng)、電視塔、信號(hào)發(fā)射基站、天橋、橋洞等路段，能充分的暴露AVNT 4G信號(hào)丟失、純電動(dòng)車充電受干擾中斷、AEB誤作動(dòng)等問(wèn)題。路線考察時(shí)需考慮停車休息區(qū)便于進(jìn)行部件操作以及倒車轉(zhuǎn)向入庫(kù)等工況操作。

1.4 ? 試驗(yàn)里程制定

通過(guò)某車企近20個(gè)車型長(zhǎng)里程適應(yīng)性試驗(yàn)結(jié)果，以16萬(wàn)公里為例，結(jié)合大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：5萬(wàn)公里即暴露78%的質(zhì)量問(wèn)題;10萬(wàn)公里可暴露95%的質(zhì)量問(wèn)題;10～16萬(wàn)公里客戶在意度已大大降低，問(wèn)題趨于平緩，長(zhǎng)里程劣化問(wèn)題無(wú)明顯增長(zhǎng)，且無(wú)功能失效問(wèn)題，不會(huì)造成市場(chǎng)抱怨及投訴。其中試驗(yàn)場(chǎng)加速可靠性試驗(yàn)可涵蓋并驗(yàn)證10～16萬(wàn)公里相關(guān)可靠性問(wèn)題。結(jié)合試驗(yàn)成本、試驗(yàn)周期以及問(wèn)題增長(zhǎng)趨勢(shì)，計(jì)算出里程與問(wèn)題收益關(guān)系曲線，如圖2所示。不同車企可根據(jù)車型項(xiàng)目實(shí)際情況制定相應(yīng)的試驗(yàn)里程。

2 ? ?試驗(yàn)評(píng)價(jià)體系介紹

FMEA（Failure Mode and Effect Analysis，失效模式與后果分析）是一種用于確保在產(chǎn)品和過(guò)程開發(fā)中潛在問(wèn)題予以考慮和闡述的分析方法學(xué)。FMEA作為一種可靠性分析工具，已廣泛應(yīng)用于汽車制造企業(yè)。長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)屬于可靠性試驗(yàn)的一種，試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)及故障問(wèn)題的判定可以借鑒上述方法[2]。根據(jù)VTS指標(biāo)及項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)以及置信度設(shè)置該車型允許扣分值（Qk），試驗(yàn)結(jié)束后根據(jù)試驗(yàn)全程累積的扣分值進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)，若扣分值大于（Qk），則試驗(yàn)不通過(guò)，反之，試驗(yàn)通過(guò)。而試驗(yàn)過(guò)程中每項(xiàng)故障問(wèn)題扣分值由問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先系數(shù)（RPN）來(lái)決定[3]，RPN值通過(guò)公式（1）計(jì)算得到。

RPN=SOD1D2DA

式中：S為故障嚴(yán)重度;O為發(fā)生率;D1為可探度;D2為耐久度;A為客戶可接受度。根據(jù)不同企業(yè)要求，S、O、D1、D2、A均有對(duì)應(yīng)的范圍值。

RPN可設(shè)定5級(jí)，代表不同問(wèn)題的嚴(yán)重程度，以及優(yōu)先對(duì)策級(jí)別，具體見(jiàn)表2。

其中對(duì)于一些特殊問(wèn)題可以不按表2進(jìn)行判定，如A類問(wèn)題直接判定為5級(jí)，B類問(wèn)題直接判定為4～5級(jí)。

通過(guò)RPN等級(jí)制定對(duì)應(yīng)的扣分值（P），具體見(jiàn)表3。

若當(dāng)次試驗(yàn)車輛為n輛，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中第i輛車暴露1級(jí)問(wèn)題a1個(gè)，2級(jí)問(wèn)題bi個(gè)，3級(jí)問(wèn)題ci個(gè)，4級(jí)問(wèn)題di個(gè)，5級(jí)問(wèn)題ei個(gè)。第i輛車試驗(yàn)扣分為Qi，則整個(gè)試驗(yàn)扣分值Q計(jì)算式（2）。

若Q小于允許扣分值（Qk），則試驗(yàn)通過(guò)。其中上市風(fēng)險(xiǎn)度β=Q/Qk×100%。

3 ? ?試驗(yàn)應(yīng)用思路

長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)是與用戶關(guān)聯(lián)的重要橋梁，隨著對(duì)用戶數(shù)據(jù)重視度的提升，道路適應(yīng)性試驗(yàn)已成為獲取用戶數(shù)據(jù)以及課題研究的常用工具及手段。通過(guò)適應(yīng)性試驗(yàn)的橋梁，快速構(gòu)建獲取市場(chǎng)數(shù)據(jù)，搭載課題研究、大數(shù)據(jù)采集、試驗(yàn)關(guān)聯(lián)、讓設(shè)計(jì) & 驗(yàn)證更貼合市場(chǎng)/用戶需求！

長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)一般可參考表5與場(chǎng)地試驗(yàn)及虛擬驗(yàn)證進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究。

【舉例1】以電壓一致性預(yù)測(cè)為例（圖3），電池系統(tǒng)作為典型的非線性模型，非常適合用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)[4]。試驗(yàn)全過(guò)程對(duì)各區(qū)域樣車的電池系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提取里程、車速、電流、電壓、SOC等關(guān)鍵因子作為輸入變量X1，設(shè)置不同的歸一化區(qū)間，隱藏層節(jié)點(diǎn)數(shù)，訓(xùn)練次數(shù)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型反復(fù)訓(xùn)練算出輸出變量T1（電壓壓差）最終將計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比得出最優(yōu)模型[5]，最終得出電壓一致性預(yù)測(cè)曲線模型。

【舉例2】以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為例（圖4），定位激烈駕駛風(fēng)格人員用車特征，通過(guò)長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)，利用數(shù)據(jù)模型（方向盤轉(zhuǎn)角、方向盤角速度、車速、方向盤手力、做功及損傷等）提取其轉(zhuǎn)向特征使用工況及其發(fā)生次數(shù)，進(jìn)行場(chǎng)地工況關(guān)聯(lián)提取，結(jié)合用戶使用及場(chǎng)地邊界約束條件進(jìn)行工況組合，最終可形成一套用于試驗(yàn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)耐久試驗(yàn)方法[6]。

4 ? ?結(jié)論

長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)是與用戶關(guān)聯(lián)的重要橋梁，其有效彌補(bǔ)試驗(yàn)場(chǎng)驗(yàn)證不足，并快速構(gòu)建獲取市場(chǎng)數(shù)據(jù)，與加速可靠性試驗(yàn)及臺(tái)架試驗(yàn)關(guān)聯(lián)、讓設(shè)計(jì) & 驗(yàn)證更貼合市場(chǎng)/用戶需求！本文中的長(zhǎng)里程道路適應(yīng)性試驗(yàn)關(guān)鍵指標(biāo)制定適用于不同車型，試驗(yàn)評(píng)價(jià)體系對(duì)于眾多開發(fā)項(xiàng)目車型之間的橫向?qū)Ρ群统墒於仍u(píng)價(jià)具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義，成果挖掘關(guān)聯(lián)應(yīng)用思路可反哺試驗(yàn)驗(yàn)證體系，不斷提升試驗(yàn)驗(yàn)證能力及水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李玉龍，彭劍，李新田.整車道路耐久試驗(yàn)的研究[J].機(jī)械，2013，40（3）：15-27.

[2]武永亮.汽車企業(yè)在實(shí)施FMEA中存在的RPN誤區(qū)[J].汽車實(shí)用術(shù)，2016（12）：223-225.

[3]丁飛耀，劉金豹，鄧勇軍，王萬(wàn)英.車輛道路適應(yīng)性試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法研究.2018中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)文集[C] .機(jī)械工業(yè)出版社，2018：1975-1977.

[4]李聰，時(shí)宏偉.基于深度學(xué)習(xí)長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)的非線性系統(tǒng)建模方法研究[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2020（15）：10-17.

[5]楊洋.基于ARIMA和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型的鋰電池壽命預(yù)測(cè)[D].海南大學(xué)，2020.

[6]李紀(jì)雄，羅朝輝.基于等效試車原理的汽車可靠性試驗(yàn)規(guī)范的開發(fā)[J].汽車工程，2011，33（11）：16-19.