基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息研究

◆劉 旭 劉 關(guān)/ 文

1 背景

軟件定義汽車的崛起、軟件應(yīng)用在汽車上的爆發(fā)、客戶要求的提高、處理問題速度要求的提升、市場成本的巨增，以及問題的復(fù)雜性，導(dǎo)致了在汽車質(zhì)量管控中對質(zhì)量信息要求的質(zhì)的突變。

質(zhì)量信息是質(zhì)量管控的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的質(zhì)量信息主要基于產(chǎn)品相關(guān)的靜態(tài)數(shù)據(jù)進行的，即使有車輛動態(tài)數(shù)據(jù)相關(guān)的質(zhì)量信息，也是基于實驗車、個別案例車的抽樣信息。而從宏觀上對質(zhì)量進行分析，優(yōu)選基于全樣本的質(zhì)量信息，這種要求只有在車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)下可以實現(xiàn)。

車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，依據(jù)其功能應(yīng)用可分為：娛樂導(dǎo)航階段、呼叫救援階段、遠程控制階段、數(shù)據(jù)應(yīng)用階段。數(shù)據(jù)應(yīng)用階段，目前剛剛起步，大部分公司都是基于駕駛行為的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，在這方面主要是交通路況信息挖掘和油耗分析?；谲嚶?lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進行質(zhì)量信息的挖掘應(yīng)用，是車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用階段的一個重要方向，也是質(zhì)量信息的一個突變。

2 質(zhì)量信息的發(fā)展

質(zhì)量信息是提供質(zhì)量管控決策的有效依據(jù)，所以研究質(zhì)量管控，首先要研究質(zhì)量信息。質(zhì)量信息是產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的過程記錄。不同的發(fā)展階段，有著不同的體現(xiàn)。質(zhì)量信息的發(fā)展可概況為四個階段，如圖1所示。

（1）質(zhì)量信息1.0階段，主要是對產(chǎn)品檢驗結(jié)果數(shù)據(jù)的記錄，是傳統(tǒng)質(zhì)量管理的基礎(chǔ)。該階段初步形成質(zhì)量信息的可追溯性。

（2）質(zhì)量信息2.0階段，主要表現(xiàn)為計算機軟件在質(zhì)量中的應(yīng)用，形成質(zhì)量信息存儲的電子化和基于計算機軟件工具的統(tǒng)計分析。該階段對統(tǒng)計質(zhì)量起到了推波助瀾的作用，使得統(tǒng)計學(xué)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用得到了迅速推廣。質(zhì)量信息2.0是統(tǒng)計質(zhì)量管理得以發(fā)展的基礎(chǔ)。

（3）質(zhì)量信息3.0階段，主要表現(xiàn)為質(zhì)量管理IT化?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息管理，形成了質(zhì)量信息管理協(xié)同作業(yè)、信息共享。該階段使得全面質(zhì)量管理的實現(xiàn)成為可能。

圖1 質(zhì)量信息發(fā)展歷程

（4）質(zhì)量信息4.0階段，主要表現(xiàn)為基于大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息智能化處理，形成了質(zhì)量信息在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的記錄、監(jiān)控、智能化分析和自動處理。質(zhì)量信息4.0是綜合質(zhì)量管理得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

目前我國中小型企業(yè)大部分處于在質(zhì)量信息2.0階段，大型企業(yè)借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已進入質(zhì)量信息3.0階段，部分企業(yè)則借助物聯(lián)網(wǎng)，通過引入大數(shù)據(jù)、人工智能開始探索質(zhì)量信息4.0。汽車行業(yè)的企業(yè)也在通過車聯(lián)網(wǎng)，積極探索質(zhì)量信息4.0的應(yīng)用。

3 基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息獲取

對于汽車企業(yè)，質(zhì)量信息從3.0階段向4.0階段的發(fā)展，首先需要獲取車輛全生命周期的數(shù)據(jù)。汽車的生產(chǎn)、銷售、維修的信息都可以歸類到汽車的靜態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在質(zhì)量信息3.0階段已經(jīng)具備。相對于質(zhì)量信息4.0而言，其數(shù)據(jù)量較小。質(zhì)量信息4.0主要的數(shù)據(jù)來源是基于車聯(lián)網(wǎng)上傳的車輛動態(tài)數(shù)據(jù)。車輛正常使用過程中，平均每輛車、每天上傳的動態(tài)數(shù)據(jù)量大約為1M，所以基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息獲取，要做到質(zhì)量信息的及時性、準確性、全面性，需要從數(shù)據(jù)需求、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)存儲四個方面進行分析和方案制定?；谲嚶?lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息架構(gòu)如圖2所示。

3.1 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)需求

在車輛開發(fā)階段和后續(xù)ECU軟件優(yōu)化階段，需要基于信息的全面性和經(jīng)濟性對質(zhì)量所需信息數(shù)據(jù)進行需求提出和評審，尤其是對動態(tài)數(shù)據(jù)要進行需求提出和評審。其基本原則如下。

基于歷史問題的需求評審：對發(fā)生頻次較高和故障不再現(xiàn)的歷史問題進行相關(guān)數(shù)據(jù)的需求提出和評審，如電池壽命相關(guān)的數(shù)據(jù)、靜態(tài)電流異常相關(guān)的數(shù)據(jù)；

近日，據(jù)媒體報道，山東濟南又有數(shù)十名大學(xué)生落入“培訓(xùn)貸”陷阱。原本是為了找工作，結(jié)果公司直接把他們的信息輸入一個第三方小額貸款平臺，導(dǎo)致每個人背上了從9800元到19800元不等的貸款。

基于IQS的需求評審：對客戶重點關(guān)注的問題進行需求提出和評審，如胎噪相關(guān)的數(shù)據(jù)、空調(diào)制冷相關(guān)的數(shù)據(jù)；

基于售后維修的需求評審：有助于快速、準確地診斷問題的需求提出和評審，如DTC數(shù)據(jù)；

基于管理監(jiān)控的需求評審：對產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范是否執(zhí)行到位進行監(jiān)控的需求提出和評審，如庫存車輛周期性保養(yǎng)相關(guān)的數(shù)據(jù)、ECU軟件版本相關(guān)的數(shù)據(jù)；

基于系統(tǒng)（零部件）關(guān)注點的需求評審：開發(fā)工程師或供應(yīng)商對系統(tǒng)（零部件）性能優(yōu)化的需求提出和評審，如車輛運行狀況與油耗的相關(guān)數(shù)據(jù)；

基于未來業(yè)務(wù)的需求評審：對未來需要開展的業(yè)務(wù)進行相關(guān)數(shù)據(jù)的需求提出和評審，如二手車質(zhì)量評估相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖2 基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息架構(gòu)

3.2 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)采集

基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息主要分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)需要依據(jù)生產(chǎn)的MES系統(tǒng)、銷售的DMS系統(tǒng)和售后的DCS系統(tǒng)進行采集，目前汽車企業(yè)的這些系統(tǒng)均已完備。因此，重點應(yīng)放在動態(tài)數(shù)據(jù)的采集。

3.3 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)上傳

質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)的上傳是從車端到云端的傳輸，是通過車聯(lián)網(wǎng)通道進行的傳輸。數(shù)據(jù)上傳主要分為事件性數(shù)據(jù)和周期性數(shù)據(jù)。事件性數(shù)據(jù)，是指事件觸發(fā)時進行上傳的數(shù)據(jù)。周期性數(shù)據(jù)又分為三個層級進行上傳，并結(jié)合經(jīng)濟性和數(shù)據(jù)的及時性綜合評價后制定上傳方案。

第一層級的數(shù)據(jù)：車輛“心跳”數(shù)據(jù)，如車速、轉(zhuǎn)速、制動踏板行程、門窗狀態(tài)等數(shù)據(jù)可30～60S上傳一次；

第二層級的數(shù)據(jù)：故障碼數(shù)據(jù)，可在車輛每次啟動后上傳一次；

第三層級的數(shù)據(jù)：車輛ECU版本數(shù)據(jù)，可在ECU每次常電（K30電）斷電后再次上電時上傳一次，同時每7天上傳一次。

3.4 質(zhì)量信息動態(tài)數(shù)據(jù)存儲

考慮到存儲成本，以及動態(tài)數(shù)據(jù)龐大的問題，需要對數(shù)據(jù)存儲進行分析，不同的數(shù)據(jù)應(yīng)有不同的存儲周期。比如，數(shù)據(jù)湖中的全量動態(tài)數(shù)據(jù)，存儲周期可以定為三個月；關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲周期可定義為10年；靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲周期可定義為10年。

對于關(guān)鍵數(shù)據(jù)，可基于車輛事件進行定義，如碰撞事件相關(guān)的數(shù)據(jù)、過熱事件相關(guān)的數(shù)據(jù)。

圖3 車輛動態(tài)數(shù)據(jù)采集方案架構(gòu)圖

4 基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息處理

通過輿情、生產(chǎn)系統(tǒng)（MES）、銷售系統(tǒng)（DMS）、售后維修系統(tǒng)（DCS）獲取的車輛相關(guān)靜態(tài)信息數(shù)據(jù)，再加上從TSP獲取的海量動態(tài)數(shù)據(jù)，共同構(gòu)成車輛車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)要基于質(zhì)量管控的目的進行科學(xué)處理，形成有效的質(zhì)量信息。

質(zhì)量信息的處理，要依據(jù)于云平臺，構(gòu)建質(zhì)量分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)的整體設(shè)計原則為：以每輛車的實時信息為基礎(chǔ)，向上累計形成基于車型的各種質(zhì)量信息分析功能，向下累計形成基于零部件的各種質(zhì)量信息分析功能?；谲嚶?lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的質(zhì)量信息處理系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖4所示。

該質(zhì)量信息處理系統(tǒng)車型健康管理模塊中，所有功能的使用和信息查詢分析都是基于指定車型進行分類處理的；單車健康管理模塊中，所有功能的使用和信息查詢分析都是基于指定車輛的VIN號進行處理的；零部件健康管理模塊中，所有的使用和信息查詢分析都是基于指定車型和零部件代號（或名稱）進行分類處理的。

圖4 質(zhì)量信息處理系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

5 基于車聯(lián)網(wǎng)信息的質(zhì)量分析案例

憑借車聯(lián)網(wǎng)實時上傳，形成的車輛大數(shù)據(jù)，借助信息處理系統(tǒng)，可使車輛質(zhì)量信息在實時性、全面性、準確性方面達到一個新的高度，較傳統(tǒng)的質(zhì)量信息而言完全是兩個計量級別。

案例1：某車型連續(xù)接到多位用戶抱怨，車輛在行駛過程中輪胎噪音較大。對于該類問題，按照傳統(tǒng)的質(zhì)量信息獲取方式，需要抽取典型的問題車輛樣本進行分析，不僅費時、費力，而且樣本量不夠容易導(dǎo)致問題分析偏差。而通過車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)獲取的質(zhì)量信息，則可以實現(xiàn)全樣本、快速、準確的質(zhì)量信息分析。圖5所示為某車型抱怨胎噪問題的所有車輛在某一段時間內(nèi)的胎壓平均值數(shù)據(jù)視圖（因涉及車輛信息保密，車輛VIN用1～43數(shù)字表示）。根據(jù)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，正常胎壓在230～250KPa之間，而反饋胎噪問題車輛的胎壓普遍300KPa左右；6號車和26號車各輪胎胎壓值相差較大。由此，可快速鎖定胎噪問題是由于胎壓壓力過大，以及同一輛車四個輪胎的胎壓差值過大造成的。

案例2：通過質(zhì)量信息處理系統(tǒng)對所有車輛主動發(fā)起質(zhì)量實時監(jiān)測。在監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)其中一輛車的12V啟動蓄電池的電壓變化符合電池老化特性，如圖6所示。因此，主動預(yù)約客戶進站檢測，檢測結(jié)果與大數(shù)據(jù)監(jiān)控一致，該車電池?zé)o法充滿電量，需要更換。由此避免了一起蓄電池虧電導(dǎo)致車輛拋錨的情況。

圖5 某車型43輛車某段時間內(nèi)的胎壓均值圖

圖6 某車輛蓄電池老化電壓波動圖

6 總結(jié)和展望

基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息獲取，應(yīng)在車輛設(shè)計開發(fā)階段就考慮車輛動態(tài)數(shù)據(jù)采集和上傳問題，同時要基于本企業(yè)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上的長期規(guī)劃，考慮動態(tài)數(shù)據(jù)的存儲問題。比如，車輛“心跳”數(shù)據(jù)的存儲周期可以設(shè)定為1年；DTC數(shù)據(jù)和新能源報警數(shù)據(jù)的存儲周期可設(shè)定為2年；碰撞和過熱事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)（包括車輛“心跳”數(shù)據(jù)、DTC和新能源報警數(shù)據(jù)等）存儲周期可與車輛設(shè)計壽命一致。

在利用基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息時，要建立基于數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)中臺打通企業(yè)各個部門的靜態(tài)數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享利用。同時，動態(tài)數(shù)據(jù)的質(zhì)量也是一個重要的問題，涉及車端、管端和云端全系統(tǒng)，需要一定的改善周期。

基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息，是車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在質(zhì)量上的一種應(yīng)用和體現(xiàn)。隨著5G技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)傳輸速率的大幅提升、流量資費的下降，基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息將為質(zhì)量管控帶來更多的應(yīng)用和質(zhì)量技術(shù)突破。

未來，基于車聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)量信息，通過不斷的信息價值挖掘，將形成質(zhì)量信息的利潤生態(tài)圈。這將是未來質(zhì)量信息發(fā)展的一個方向。