重型汽車制造企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理實施體系研究

1、引言引言汽車行業(yè)是一個試驗密集型的行業(yè)，隨著汽車制造企業(yè)的迅速發(fā)展，在產(chǎn)品研發(fā)、試制和試驗過程中，產(chǎn)生了大量的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)和產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)。對于產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)的管理，使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagementPDM）軟件能很好滿足要求，而如何對試驗數(shù)據(jù)進行管理，是需要解決的一個問題。根據(jù)筆者對重型汽車制造企業(yè)的調(diào)研，試驗數(shù)據(jù)管理是指在整車試驗、總成部件試驗和其他認證試驗及性能試驗基礎(chǔ)上，利用信息化技術(shù)手段得到汽車產(chǎn)品性能和

2、結(jié)果的過程。具體地講，通過試驗數(shù)據(jù)管理(TestDataManagementTDM)系統(tǒng)，滿足對試驗數(shù)據(jù)的查詢、展示、分析和計算等需求，快速將試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用信息，從而有效驅(qū)動產(chǎn)品開發(fā)。試驗是汽車設(shè)計與制造的重要技術(shù)內(nèi)容，一款成熟的車型往往需要通過反復(fù)的試驗進行設(shè)計驗證，由此會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被稱為產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)，包括各種仿真試驗、物理試驗或其它技術(shù)分析手段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。由于產(chǎn)品研發(fā)和試驗部門采用不同的仿真軟件系統(tǒng)、各種試驗儀器

3、和采集設(shè)備等，導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)以不同格式保存，且多以文件的形式（非結(jié)構(gòu)化）進行管理，設(shè)計和試驗人員往往難以使用，更談不上對信息進行二次處理。此外，隨著工程試驗的不斷推進和研究的不斷深入，人們又提出了新的要求，希望能夠從大量的歷史試驗數(shù)據(jù)中分析、挖掘出一些隱藏在數(shù)據(jù)中的規(guī)律，并利用這些信息和經(jīng)驗來指導(dǎo)進一步的工程設(shè)計和試驗。文獻[1]提出了一種新的測試數(shù)據(jù)管理解決方案并開發(fā)了軟件系統(tǒng)，可幫助管理人員、工程技術(shù)人員用于管理海量試驗數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)

4、；文獻[2]從用戶需求入手，介紹了用于航空的試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的解決方案、系統(tǒng)特點、開發(fā)和應(yīng)用；文獻[3]和文獻[4]分析了航空試飛試驗數(shù)據(jù)的構(gòu)成及特點，指出了試驗數(shù)據(jù)管理面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢，從不同方面闡述了試飛試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的解決方案；文獻[5]則介紹了用于飛行試驗的試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)與實施；文獻[6]提出了性能數(shù)據(jù)管理框架的設(shè)計和實施方法，文獻中描述了該系統(tǒng)的目標(biāo)和架構(gòu)，給出了主要組件的詳細說明最后給出了系統(tǒng)的一些應(yīng)用實例。此

5、外，國內(nèi)外研制開發(fā)的商業(yè)化試驗數(shù)據(jù)管理軟件也比較多，但對專門針對汽車試驗數(shù)據(jù)管理開發(fā)的軟件系統(tǒng)和實施的相關(guān)理論還比較少。鑒于試驗數(shù)據(jù)管理在航空、航天等領(lǐng)域已有較多應(yīng)用和研究，同時根據(jù)筆者對重型汽車制造企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀的分析后認為：對試驗數(shù)據(jù)管理有迫切需求，但缺乏相應(yīng)的軟件平臺支持；對整車、總成部件試驗有一定的操作規(guī)范，但沒有對試驗流程進行分析、梳理和優(yōu)化；匯總和收集了大量的原始試驗數(shù)據(jù)，進行了初步分析并編制相應(yīng)報告，但沒有對數(shù)據(jù)進行

6、深入分析形成有用信息，更沒有對信息進行組合成為企業(yè)的有用知識。試驗數(shù)據(jù)對制造企業(yè)來說是寶貴的財富和重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，利用TDM可及時準(zhǔn)確獲得需要信息，為企業(yè)極大優(yōu)化資源、降低成本。然而，TDM在國內(nèi)汽車整車制造企業(yè)的應(yīng)用和實施還比較少，因此，建立汽車制造企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理實施體系，為試驗數(shù)據(jù)管理能在汽車制造企業(yè)成功實施奠定理論基礎(chǔ)，并為研制和開發(fā)相應(yīng)試驗數(shù)據(jù)管理平臺提供參考。本文立足于汽車制造企業(yè)實際需求，針對重型汽車試驗驗證過程和試驗數(shù)據(jù)

7、特點，從需求分析入手，重點研究了汽車試驗數(shù)據(jù)管理實施原則和內(nèi)容，提出了重型汽車制造企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理的實施體系，將流程管理的思想納入到汽車產(chǎn)品性能試驗和驗證過程，為重型汽車制造企業(yè)實現(xiàn)試驗流程梳理和數(shù)據(jù)管理提供了一種思路。1汽車試驗數(shù)據(jù)管理的特點分析汽車試驗數(shù)據(jù)管理的特點分析目前，在重型卡車的試驗過程中由于使用不同型號的數(shù)據(jù)采集儀器，且各種采集儀帶有不同的分析軟件同時，采用不同的仿真分析軟件進行車輛虛擬試驗，產(chǎn)生了大量不同格式的文件此外不

8、究和實施汽車試驗數(shù)據(jù)管理提供參考模型和依據(jù)。其中的目標(biāo)已經(jīng)十分明確，下面重點介紹研究內(nèi)容、技術(shù)基礎(chǔ)兩個部分，對于軟件平臺的體系結(jié)構(gòu)在第3節(jié)中給予詳細介紹。圖2重型汽車制造企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理實施體系重型汽車制造企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理實施體系2.12.1汽車試驗數(shù)據(jù)管理實施體系的研究內(nèi)容汽車試驗數(shù)據(jù)管理實施體系的研究內(nèi)容汽車試驗數(shù)據(jù)管理實施體系包括實施方法、實施路線以及實施效果的評估三個方面的研究內(nèi)容，分別由試驗數(shù)據(jù)管理模塊、試驗項目流程管理模塊、

9、試驗資源管理模塊和試驗綜合信息管理模塊組成。試驗數(shù)據(jù)管理是該實施體系的核心內(nèi)容和模塊，主要包括數(shù)據(jù)解析導(dǎo)入、數(shù)據(jù)檢索管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)在線預(yù)覽、數(shù)據(jù)權(quán)限管理、數(shù)據(jù)版本管理、附件管理和數(shù)據(jù)的安全管理，作用在于通過ATDM系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉脑囼灁?shù)據(jù)正確解析并導(dǎo)入到產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)不同用戶需求可以進行方便的檢索、統(tǒng)計、在線預(yù)覽常用的數(shù)據(jù)格式文件（如Office、PDF、圖片及視頻等）。試驗項目流程管理是基于業(yè)務(wù)流程管理的理論和方法，

10、按照“建?！獙嵤O(jiān)控—管理”的方法，對試驗進行項目和過程進行有效管理。試驗業(yè)務(wù)主管根據(jù)試驗規(guī)劃和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立試驗流程模型，試驗技術(shù)人員按照該流程模型執(zhí)行此試驗，采集不同任務(wù)節(jié)點的數(shù)據(jù)；試驗部門主管利用ATDM系統(tǒng)有效監(jiān)控和管理試驗執(zhí)行過程。通過ATDM系統(tǒng)的不斷收集、分析試驗數(shù)據(jù)，在試驗流程的執(zhí)行過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的自動傳遞，從而達成人與人、人與試驗資源的高效協(xié)同工作，并能實現(xiàn)試驗流程的集中管控，從而提高協(xié)作水平和規(guī)范化水平

11、。試驗資源管理的思路是按照試驗流程執(zhí)行過程中所需的試驗設(shè)備等資源進行分類管理。這里的試驗資源包括試驗儀器、設(shè)備、車輛和試驗人員，還包括試驗備件、故障樣件和試驗標(biāo)準(zhǔn)。項目負責(zé)人能夠快速了解試驗人員的工作負荷、查閱設(shè)備的庫存和使用狀況，快速處理設(shè)備申請請求。試驗綜合信息管理是將試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一有效管理，使得數(shù)據(jù)的查詢快速、簡單，在WebPtal上實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的共享和重用，同時為各種車型數(shù)據(jù)對比，形成高效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析平臺。2.22.2汽車試

12、驗數(shù)據(jù)管理實施體系的技術(shù)基礎(chǔ)汽車試驗數(shù)據(jù)管理實施體系的技術(shù)基礎(chǔ)重型汽車制造企業(yè)試驗數(shù)據(jù)管理實施體系的技術(shù)基礎(chǔ)包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息集成技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)和基于面向服務(wù)架構(gòu)(ServiceientedArchitectureSOA)的流程管理技術(shù)。其中：數(shù)據(jù)庫技術(shù)是指應(yīng)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫理論對業(yè)務(wù)過程邏輯進行建模，利用元數(shù)據(jù)描述業(yè)務(wù)需求的主要特征并能支持動態(tài)建庫，使之適應(yīng)試驗數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化的需求；信息集成技術(shù)是利用接口技術(shù)