浅谈整车测试与验证

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本文阐述了整车厂在各个层级的测试与验证的分类, 从各个层级来看作为一个整车厂, 应该包含哪几个方面的测试和验证, 以及这些测试和验证的主要内容和区别是什么, 分别应该由哪一些部门来执行, 执行这些测试和验证的标准和依据都有哪些。希望通过线束工程师之家这篇文章, 能让行业对整车测试和验证的总体全貌有一个更清晰的认识。

01 引言

作为一个整车测试的从业人员,我接触过各种各样类型的测试。在最开始工作的时候,我加入了一家汽车零部件公司,负责过BCM这个汽车产品的DV和PV试验,也做过BCM的EOL自动测试仪器。后来,转到整车研究院之后,我更多地接触到了整车厂的集成测试和电子电器系统测试。最开始的时候,是基于每个零部件的功能规范开发测试用例,在黄板车或者实车的环境下对该零部件的功能进行验证,后来,在我们有了正向开发流程之后,我们对功能级及系统级的需求通过不同的环境,如系统台架、HIL、黄板车或者实车进行验证。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

我一直在想,是否能有一个图,能够十分明确地将整车厂所需要的所有测试和验证都表现出来,这样,在开发一个整车时,可以非常清晰地知道需要有哪些部门,去做哪些测试和验证,来确保整车的品质。在之后工作的过程中,我在MBtech一份材料上看见一个框图,认为这张图非常精炼地展示了整车所涵盖的测试和验证的各个方面,今天我将从这个框图出发,并进行一定的扩展,将整车测试与验证进行一个总体的概述。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

02 测试、点检和品质的区分(图1)

在MBtech的这份材料中,对整车的测试做了如下区分:点检(Checking);品质保证过程(QS (PPAP) Product und Proecss);测试(testing);验证(verification)、确认(validation);品质检查(quality examinations)。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

这几部分会有不同的目的和含义,不同的标准,以及不同的执行部门。结合整车厂实际的工作来看,确实会有不同的部门来负责以上这些不同的测试和验证,来确保整车的品质。下面我将从测试的方面进行更加详尽的阐述。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

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图1 测试、检查和品质的区分文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

03 点检(checking)

在一个整车的开发过程中,每一辆车被制造之后,就会由试制部门或者生产部门在下线之前对车辆进行点检,以确保车辆能够满足用车部门的需求。因此,点检的主要负责部门是试制和ME部门,每个阶段点检的范围,则由当前阶段的功能成熟程度来确定;点检的内容,由试制和ME根据整车的功能和当前的经验积累来确定,也可由设计部门来提供。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

点检过后,会输出一个点检清单(图2),清单中应该包含以下信息。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

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图2 试制点检清单文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/talking-about-vehicle-test-and-verification/

1) 车型及阶段信息。

2) 被点检车辆基本信息及点检人员。

3) 测试基本内容。

4) 测试前提条件、步骤及期望结果。

5) 测试最终结果。

其实,除了试制和ME的下线点检之外,我们还在各阶段车辆下线之后,会由项目组组织领导的主观评价,或者由动力部门定期组织驾驶性测评活动,以及试验部门定期组织的主观测评活动,都是属于点检,只不过评价的主体由测试工程师更换成了相应的评价人。

04 品质保证过程(QS(PPAP)Product und Proecss)

品质保证过程实际上应该是一整套的品质流程体系。对于整车厂来说,一套完整的、行之有效的、可以执行的品质流程体系应包含各个环节的品质流程和品质要求。每一个整车厂都会有自己的品质体系和品质部门,而且每个整车厂的品质体系流程都不尽相同,因此在这里就不再赘述了。

05 测试(testing)

测试整体来说,分为两大类型,一个是基于需求的验证(verification),一个是基于目的的确认(validation)。对于整车来说,最常采用的是V模型的验证方式。典型的V模型如图3所示。

图3 典型V模型

对于整车的V模型,则如图4所示。

图4 整车V模型

整车的V模型开发中,有功能层级、系统层级和零部件层级的开发,因此测试也会分为功能层级、系统层级和零部件层级的验证。每一层级都会有不同层级的需求,作为该层级的验证对象。

1) 功能层级验证的对象,是功能需求,包括功能描述需求和功能实现需求,一般通过实车的环境,在不同的用户场景下触发整车功能,再通过功能触发的实际表现来判断整车的功能是否验证通过。功能验证主要验证的内容,是看功能触发的表现是否与功能描述一致。

2) 系统层级的验证则具体到每一条子系统的详细需求,设计对应的测试用例来对系统需求进行覆盖。一般来说,系统需求的设计会比功能需求更加详细,不仅包括了功能的描述,而且还会包含详细的信号、信号的传输周期乃至一些诊断的、配置的设置,这些都需要被系统测试用例所验证到。

3) 部件级的测试,一般由各供应商执行,并且提交给OEM进行管控。

除了上述各个层级的验证,还有整车的确认活动,即整车功能确认和整车路试。整车的确认活动一定是在整车的环境下进行的,目的是为了确认整车的功能和鲁棒性是否达到了最初的设计要求。

一般来说,对于整车功能层级和系统层级的验证,包括测试用例的开发和测试活动的执行,都会由各个不同专业的测试团队负责。因此需要有人统筹收集,才能得到整个功能和系统的测试全貌。而且为了能够有一个功能和系统的测试全景图,所有不同的测试团队都有同样的测试方案和测试计划,并且在同一个数据库中存放测试结果。而整车功能确认和整车耐久测试,则由整车功能开发团队和试验中心分别负责。

值得注意的是,在不同的整车厂,由于有不同的开发流程和开发方式,因此对于V模型的理解也是不一致的。如在有的整车厂,V模型的分级是由整车、系统、零部件来区分,对于系统的理解,则是:系统为一组相同属性的功能的集合,类似于function group,与上面所写的系统层级是不相同的。

06 品质认可(quality examinations)

品质检查,对于零部件层级,其实就是DVP试验,如对整车电气设备按照国标的要求如GB/T 28046 在电气负荷、机械负荷、气候负荷、化学负荷的条件下进行测试,或者按照其他国际标准、企业标准等进行测试和验证,确保电气件的性能和可靠性可以满足相关汽车法规的要求。

一般来说,整车级别的品质检查包括以下方面的内容。

1) 电磁兼容和电性能的验证,主要参照的标准是GB/Z17625、GB/T17626,或对应的企业标准和行业规范。

2) 整车耐久性验证,主要参照的标准是GB/T 12679或对应的企业标准和行业规范。

实际上,品质认可更多是对于汽车电子硬件上的测试和认可,通过品质认可的活动,可以确保汽车电子的硬件设计是符合要求,能够适应汽车上各种严苛的工况和环境。如在GB/T 28046中的各种试验方法中,就模拟了整车在颠簸路段上行驶的振动情况、在潮湿路段上行驶的烟雾情况、汽车启动过程中的电压波动情况、在行驶过程中的抛负载的情况,以及在三高环境下行驶的高温情况等。在GB/Z 17625的标准中,规定了在各种EMC干扰的情况下整车的表现如何。在GB/T 12679中,则对应了整车耐久性的要求,也确保了整车的硬件是可以满足使用年数和公里数的。

07 小结

对于整车测试,其实是一个非常大的一个主题,涉及到整车各个方面、各个层级的测试。每个不同的测试内容都有其不同的测试方法、流程及目的,并且责任方、参照标准、评价方式也都不相同。我们现在通过初步的划分,将整车的测试分成了点检、品质保证过程、测试、品质认可4个方面,其中点检指的更多是试制部门、制造部门的下线电检,以及各个过阀点的点检和试乘试驾活动;品质保证过程指的是一整套品质流程体系;测试指的是针对各层级软件功能的测试,包括标定;品质认可指的是整车电气硬件的测试和验收,包括法规的认证活动。所有这些活动共同组成了整车的测试,汇总而形成整车测试验证的全景。只有每个活动都正常完成,才能保证整车的功能和品质,乃至可靠性满足市场的要求。

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