发动机电控单元电子测试的生产效能优化
发布时间：2020-11-16 02:43
本文的研究依托于某汽车电子零部件工厂发动机控制单元的精益生产项目,其目的是为了提高生产线的生产效能,降低企业生产成本,提高订单响应速度和客户满意度,并为长期的持续改进提供理论模型和实践经验。本文的成果主要有以下三方面:1)作为发动机电控单元生产线的组成部分,优化了电子测试工位的软件和算法,引进了芯片边界扫描测试技术,并对发动机电控单元产品上的单片机编程方式进行优化,同时对其它改进方式给予了简单描述和评价,留作以后改进的方向。2)在软件优化改进的基础上,对设备硬件也进行了智能化改造,运用测试机台自带的电源控制系统,通过外接机械臂、挂钩、气缸控制测试台具的自动开合,实现设备智能化,同时安装了安东系统,提高机台的可视化,直观化操作,并且增加了标准化作业,减少操作员的操作难度和操作时间。3)实现了对测试数据的全面记录,并对测试系统的各种运行数据进行统计分析,根据精益生产的单件流原则,建立测试时间、测试机台产能、一次通过率等几个变量之间的动态模型,重新计算和分配测试资源,为长期的持续改进提供了必要的基础。依据SMART原则,从生产效能的视角考虑,筛选出若干个关键指标(即KPI),并定义改进KPI的目标,这些目标遵循几个原则,即目标必须是具体的(Specific),必须是可衡量的(Measurable),必须是可达到的(Attainable),要与其他目标具有一定的相关性(Relevant),必须具有明确的完成期限(Time-bound)。基于这些目标,从电子测试工位的系统软件,系统硬件和系统与数据库交互三个方面,逐个优化提高这些KPI,以达到预先设定的目标,从实践中证明了精益生产理论的有效性,以及持续改进的必要性,同时也为持续改进提供了方向。本文创新性地为生产指标加入了数学模型,通过统计数据和经验数据的双重验证,在一定条件下具备真实性、有效性,能够客观地反映生产活动的规律,并且提供了改进的输入条件,通过影响数学模型的各个输入来正向控制系统的输出,并且据此预测长期的可改进因素,从这一点来看,本次研究区别于以往仅仅以达到预期值为目标的改进,它遵循一个持续改进的PDCA循环,即计划(Plan)——实施(Do)——检查(Check)——后续方案(Act)的循环。作为的精益生产项目的组成部分,除了达到KPI改进的目标,本文的研究有更具价值的实际意义,它能够帮助生产企业管理人员消除浪费,降低成本,增加客户满意度,以更小的投入获得更大的产出,因此在数据整理分析的过程中获得了企业中各领域人员的大力支持,以客观的数据为研究基础,得到的研究结果也更有说服力和含金量。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.6
【部分图文】：
1.1 背景综述ECU（Engine Control Unit 发动机电子控制单元）是汽车电子零部件的重要组成部分随着智能汽车、车联网概念的兴起，汽车排放标准提高，油耗不断降低，安全性，舒适性逐步加强，对实时通讯，大数据传输的要求越来越高，作为“汽车的大脑”，ECU 也有了技术更新的需求。在汽车运行过程中，对 ECU 处理发动机实时数据的能力需求越来越大，ECU 上需要集成更快的芯片，更大的存储器和带宽更高的总线，总线设计在原有单一 CAN（Controller Area Network 控制器局域网络)的基础上，增加至双路或四路 CAN，甚至开发了更快速的 CAN-FD，Flex-ray 等新一代汽车内部网络通讯协议，ECU 上的专用芯片处理速度越来越快，功耗和体积越来越小，线路板上测试点越来越少（图 1.1）。生产工艺方面，伴随国内汽车市场的逐步成熟，消费者对汽车的品质要求也随之提高必然导致整车厂对零部件供应商技术水平和生产管理能力的要求也越来越严格，汽车三包等政策的落实使得整车厂与零部件供应商对产品的质量问题所担负的责任和风险也越来越大因此只有那些创新研发能力更强、管理水平更高的零部件供应商才能在竞争中脱颖而出。[1在中国制造 2025 和工业 4.0 的大背景下，为了适应未来多元化的市场，ECU 的生产工艺要求自动化，智能化，定制化，低成本，这对传统工艺提出了很多挑战，与此同时，生产成本交付时间，客户满意度仍然是汽车零部件工厂关注的主要指标，如何在保证甚至提高这些指标的基础上适应新的发展趋势对于企业发展至关重要，由此引出了本文的课题。
运营和管理之中。精益生产的核心是消除一切无效劳动和浪费，“精”指更少的投入，而“益”指更多的产出[4]（图 1.2）。精益生产的内容涵盖了准时化(JIT)、自动化(JIDOKA)、目视化管理(VSM)、标准作业(SW)，零库存零缺陷等生产管理概念[5]。准时化(JIT)强调在一个连续流动的生产过程中，每个过程只生产下一个过程中所需要的，避免过多的浪费。自动化（注：“自働化”是日本外来词，加一个人字旁表示智能的含义，广泛存在于精益生产的专业领域文章中，本文中的“自动化”即表示这个含义），指的是机器能够发现问题并且自动停止。这个想法就是要将检测异常情况与生产过程结合在一起。然后，机器可以自动停止加工，从而防止异常情况通过生产系统进行扩散[6]。这样就可以让操作员同时负责管理很多台机器，同时能够保证加工质量。运用这个概念推动过程响应和问题快速解决，更快的实现质量目标[7]。目视化管理（VSM），当出现问题生产线停止时，操作员和管理者在视觉上能够监控并有效掌握设备的运行状态。作为“目视化控制”的一个重要工具，汽车电子工厂广泛使用安东监控系统帮助操作员一眼识别生产线上的问题。标准作业(SW)，标准化作业帮助识别过程中浪费及偏差，描述每一个过程最优最可靠的操作顺序并且确保过程中的每一步被清晰地定义，使用同样的方式重复工作，标准化作业是高效安全完成一个过程的最优方式，通过执行标准化作业，可以减少偏差，从而减少失误并提高过程质量及人机功效的状况，强调过程和操作步骤中的安全，人机功效及质量[8]。
图 1.4 Medalist i3070 测试系统硬件组成试头是执行测试所需的硬件资源，最多包含四个重复的可扩展模块，每，一张控制卡，一张模拟输入输出卡以及最多九张通道资源卡；上位机算机；测试夹具是待测产品与测试系统的接口。dalist i3070 系统中的激励信号与测量仪器等，会经由通道资源卡的试夹具的接口针，绕线和测试针而连接到待测器件上。测试的讯号就是待测器件上，再回到系统中而完成量测。当要进行下一个组件的量测时器打开，并在之后合上这个测试所需要的继电器，因此新的路径又会形器件测试，直至线路板上所有器件测试完毕（图 1.5）。
【参考文献】
本文编号：2885525
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.6
【部分图文】：
1.1 背景综述ECU（Engine Control Unit 发动机电子控制单元）是汽车电子零部件的重要组成部分随着智能汽车、车联网概念的兴起，汽车排放标准提高，油耗不断降低，安全性，舒适性逐步加强，对实时通讯，大数据传输的要求越来越高，作为“汽车的大脑”，ECU 也有了技术更新的需求。在汽车运行过程中，对 ECU 处理发动机实时数据的能力需求越来越大，ECU 上需要集成更快的芯片，更大的存储器和带宽更高的总线，总线设计在原有单一 CAN（Controller Area Network 控制器局域网络)的基础上，增加至双路或四路 CAN，甚至开发了更快速的 CAN-FD，Flex-ray 等新一代汽车内部网络通讯协议，ECU 上的专用芯片处理速度越来越快，功耗和体积越来越小，线路板上测试点越来越少（图 1.1）。生产工艺方面，伴随国内汽车市场的逐步成熟，消费者对汽车的品质要求也随之提高必然导致整车厂对零部件供应商技术水平和生产管理能力的要求也越来越严格，汽车三包等政策的落实使得整车厂与零部件供应商对产品的质量问题所担负的责任和风险也越来越大因此只有那些创新研发能力更强、管理水平更高的零部件供应商才能在竞争中脱颖而出。[1在中国制造 2025 和工业 4.0 的大背景下，为了适应未来多元化的市场，ECU 的生产工艺要求自动化，智能化，定制化，低成本，这对传统工艺提出了很多挑战，与此同时，生产成本交付时间，客户满意度仍然是汽车零部件工厂关注的主要指标，如何在保证甚至提高这些指标的基础上适应新的发展趋势对于企业发展至关重要，由此引出了本文的课题。
运营和管理之中。精益生产的核心是消除一切无效劳动和浪费，“精”指更少的投入，而“益”指更多的产出[4]（图 1.2）。精益生产的内容涵盖了准时化(JIT)、自动化(JIDOKA)、目视化管理(VSM)、标准作业(SW)，零库存零缺陷等生产管理概念[5]。准时化(JIT)强调在一个连续流动的生产过程中，每个过程只生产下一个过程中所需要的，避免过多的浪费。自动化（注：“自働化”是日本外来词，加一个人字旁表示智能的含义，广泛存在于精益生产的专业领域文章中，本文中的“自动化”即表示这个含义），指的是机器能够发现问题并且自动停止。这个想法就是要将检测异常情况与生产过程结合在一起。然后，机器可以自动停止加工，从而防止异常情况通过生产系统进行扩散[6]。这样就可以让操作员同时负责管理很多台机器，同时能够保证加工质量。运用这个概念推动过程响应和问题快速解决，更快的实现质量目标[7]。目视化管理（VSM），当出现问题生产线停止时，操作员和管理者在视觉上能够监控并有效掌握设备的运行状态。作为“目视化控制”的一个重要工具，汽车电子工厂广泛使用安东监控系统帮助操作员一眼识别生产线上的问题。标准作业(SW)，标准化作业帮助识别过程中浪费及偏差，描述每一个过程最优最可靠的操作顺序并且确保过程中的每一步被清晰地定义，使用同样的方式重复工作，标准化作业是高效安全完成一个过程的最优方式，通过执行标准化作业，可以减少偏差，从而减少失误并提高过程质量及人机功效的状况，强调过程和操作步骤中的安全，人机功效及质量[8]。
图 1.4 Medalist i3070 测试系统硬件组成试头是执行测试所需的硬件资源，最多包含四个重复的可扩展模块，每，一张控制卡，一张模拟输入输出卡以及最多九张通道资源卡；上位机算机；测试夹具是待测产品与测试系统的接口。dalist i3070 系统中的激励信号与测量仪器等，会经由通道资源卡的试夹具的接口针，绕线和测试针而连接到待测器件上。测试的讯号就是待测器件上，再回到系统中而完成量测。当要进行下一个组件的量测时器打开，并在之后合上这个测试所需要的继电器，因此新的路径又会形器件测试，直至线路板上所有器件测试完毕（图 1.5）。
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 李杰;;精益生产影响因素及实施过程分析[J];市场周刊(理论研究);2007年02期
2 邓修权,齐二石;精益生产方式拉动生产系统设计程序的研究[J];工业工程与管理;2000年05期
本文编号：2885525
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