Исследование и совершенствование функционального уровня системы контроля качества при производстве бортового автомобильного компьютера

Тихомирова, Юлия Владимировна

Функционально-структурный подход (ФСП) определения качественного уровня производства бортового маршрутного компьютера (КМ) для автомобиля основан на декомпозиции объекта на составляющие его различных уровней, системного анализа процесса технического производства от проектирования до последующей эксплуатации, основанного на расчленении объекта на составляющие функциональные модули (ФМ), применения электронной морфологической таблицы для выявления функциональной структурности качества исследуемого объекта.

Ключевые слова: маршрутный компьютер, функционально-структурный подход, декомпозиция объекта, системный анализа, процесс технического производства, функциональные модули, построение морфологической таблицы, качество производства исследуемого объекта

Элемент, без которого нельзя обойтись в системе управления автомобилем — бортовой маршрутный компьютер. Предназначен для обработки информации электронных систем автомобиля: центрального блока кузовной электроники (ЦБКЭ), системы управления двигателем (КСУД), антиблокировочной системы (ABS), комбинации приборов и других, поступающей по системе цифровой связи и управления электрическими устройствами автомобиля, позволяющей собирать данные от всех устройств, обмениваться информацией между ними, управлять ими (CAN-шине) с последующим выводом ее на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) маршрутного компьютера.

КМдолжен осуществлять обмен информацией с другими устройствами, подключенными к CANшине, в соответствии со спецификациейCANv2.0B, со скоростью передачи 500 кбит/с. Функционирование КМ должно осуществляться в соответствии с документом «Технические требования к функциям управления». Дизайн меню (графической области ЖКИ), состав команд, логика меню должны соответствовать согласованному с потребителем контрольному образцу. Алгоритм работы КМ реализовывается в форме программного обеспечения, согласованного с OAO«АВТОВАЗ». Номер версии программного обеспечения маркируется на КМ и указывается в форме утверждения КМ в производство.

Бортовой маршрутный компьютер выполняет следующие функции:

Текущее время суток:Погрешность показаний часов должна быть:

‒ не более ± 2 с за сутки при температуре (25 ± 10) °С;

‒ не более ± 5 с за сутки в диапазоне температур от минус (40 ± 3) °С до плюс (70 ± 3) °С.

Часы должны начинать отсчет времени с нулевого значения после прерывания и последующего восстановление напряжения питания на клемме «30». Часы должны проводить отсчет времени независимо от наличия напряжения на клемме «15» при наличии напряжения на клемме «30». Переход в режим коррекции часов осуществляется через меню КМ.

Календарь: Календарь должен начинать отсчет с нулевого значения после прерывания и последующего восстановление напряжения питания на клемме «30». Календарь должен проводить отсчет независимо от наличия напряжения на клемме «15» при наличии напряжения на клемме «30».

Переход в режим коррекции осуществляется через меню КМ.

Будильник: Дата и время включения будильника задается через меню КМ. Должна обеспечиваться возможность установки не более 5 будильников.

После проведения установки будильника, он сохраняется в памяти независимо от наличия напряжения питания на клемме «30» и клемме «15».

Температура за бортом:Входной сигнал для определения температуры окружающего воздуха — «COMBI_Outside Temp» (кадр «COMBI_3»). При отсутствии или пропадании кадра «COMBI_3» или при наличии сигнала 0xFFна ЖКИ должно инициироваться «---».

Средний расход топлива:Входные сигналы для расчета среднего расхода топлива (Mcp):

‒ «ECM_VehicleSpeed» (кадр«EMC_SystemControl»);

‒ «ECM_FuelConsumption» (кадр«EMC_Status»).

Метод вычисления — в соответствии с документом «Принципы формирования сигналов в комбинации приборов с шиной CAN».

Mcp[л/100км]=(0,00625*N)/S, гдеN — глобальный счетчик израсходованного топлива «ECM_FuelConsumption»;S — глобальный счетчик пройденного пути в км*10–¹. ПараметрыN иS обнуляются только при отключении напряжения питания с клеммы «30» и при сбросе через меню КМ.

Обнуление значений среднего расхода топлива должно осуществляться через меню КМ. После обнуления, в первые 500 м пройденного пути на ЖКИ должно выводиться значение «00.0».

При выключении зажигания значение среднего расхода топлива должно заноситься в память и при последующих поездках рассчитываться с учетом предыдущих поездок. Индикация рассчитанного значения должна обновляться через постоянные интервалы времени длительностью 1 с.

Общее время поездки: При достижении показаний «99:59» должен происходить переход на значение «00:00» со сбросом всех расчетных параметров, после чего отсчет времени продолжается.

Отсчет значения «Общее время поездки» проводится только при работающем двигателе (обороты коленчатого вала более 500 мин^-1).

При выключении зажигания значение времени поездки должно заноситься в память и при последующих поездках рассчитываться с учетом предыдущих поездок. Обнуление значений времени поездки осуществляется через меню КМ.

Пробег за поездку: Входной сигнал для расчета пробега за поездку — «ECMVehicleSpeed» (кадр «ECMSystemControl»).

Метод обработки входного сигнала скорости и вычисления пройденного пути в соответствии с документом «Принципы формирования сигналов в комбинации приборов с шинойCAN». До достижения показаний «999,9» отсчет происходит с шагом 0,1 км, после «1000» с шагом 1 км. При достижении показаний «9999» должен происходить на значение «0,0» со сбросом всех расчетных параметров, после чего отсчет продолжается с шагом 0,1 км.

При выключении зажигания значение пробега за поездку должно заноситься в память и при последующих поездках рассчитываться с учетом предыдущих поездок. Обнуление значений параметра осуществляется через меню КМ. После прерывания и последующего восстановление напряжения питания на клемме «30» КМ должен начинать отсчет пробега за поездку с нулевого значения.

Средняя скорость поездки:Входной сигнал для расчета средней скорости поездки (Vcp) — «ECMVehicleSpeed» (кадр «ECMSysteшControl»).

Vcp [км/час] = (З60*Ѕ)/Т, где Т — время поездки в секундах, S — глобальный счетчик пройденного пути в км*10–¹.

Обнуление значений средней скорости поездки осуществляется через меню КМ. При выключении зажигания значение средней скорости должно заноситься в память и при последующих поездках рассчитывается с учетом предыдущих поездок. Индикация рассчитанного значения должна обновляться через постоянные интервалы времени длительностьюl с.

Температура двигателя:Входной сигнал для определения температуры двигателя «ECMEngineCoolantTemp» (кадр «ECMStatus»). При невалидном сигнале 0xFF, а также при отсутствии или пропадании кадора «ECMStatus» на ЖКИ должны индицироваться символы «---».

Автоматическое поддержание температуры:При включении данной функции на ЖКИ должны выводиться соответствующий символ. При наступлении события, соответствующего введенным установкам, КМ должен выдавать сигнал запуска двигателя наCANшину. При достижении температуры двигателя уровня, соответствующего введенным установкам, КМ должен выдавать сигнал останова двигателя на шину. КМ должен выводить на ЖКИ сообщение о неисправностях и сервисные сообщения.

Бортовой маршрутный компьютер изготавливается на ЗАО «Электромеханический завод «Пегас» (г. Кострома) Качество и высокие характеристики изделий обеспечиваются конструкторскими разработками, использованием высокопроизводительных технологий и оборудования, а также высокой квалификацией персонала (карта потока процесса представлена в приложении 1).

В соответствие с существующими направлениями совершенствования управления автомобилем, используются всевозможные системы, позволяющие в автоматическом режиме регистрировать скоростные, температурные параметры; обрабатывать информацию от электронных систем автомобиля (системы управления двигателем), проводить отслеживание движения транспорта и автоматически регулировать как скорость, так и снижать аварийность за счет позиционирования машины в общем потоке движения машины, в различных погодных условиях, наличия скоростной трассы или бездорожья.

Качественный уровень функционирования определяется на основании действующей системы менеджмента качества, сертифицированная фирмой «TUV Management Service GmbH SUD» на соответствие международным стандартам серии ISO-9001. Автомобильные комплектующие прошли сертификацию в НИИ «Автоэлектроника» и имеют сертификаты соответствия.

Набор рассматриваемых показателей, заложенных в систему функциональных возможностей, определяет структурный уровень изделия в общем ряду подобных приборных систем.

Рис. 1. Схема функционального уровня системы контроля качестваКМ

На рис.1 представлена предложенная нами схема функционального уровня системы контроля качества при производстве бортового маршрутного компьютера.

Функциональный уровень определяется значением интегрального показателя, учитывающего набор частных показателей, характеризующих уровень внедрения, использование результатов машинных расчетов, технических средств, организационный уровень и трудоемкость работ по обеспечению функционирования АСУ на предприятии с учетом коэффициентов весомости каждого частного показателя в общей совокупности регистрируемых параметров функционирования [1,3].

Процесс изготовления включает в себя операции изготовления корпуса (цех пластмасс) и деталировка комплектующих изделий (сборка). Качественные показатели проверяются в соответствии с требованиями международных стандартов. По мере изготовления проводится пооперационный контроль показателей.

При рассмотрении техники как объекта управления необходимо исходить из характерных особенностей этой категории. Важная особенность техники как продукта созидательной деятельности состоит в том, что она, с одной стороны, обладает способностью удовлетворять определенные потребности, а с другой, несет в себе определенную сумму затрат, поскольку является продуктом труда. Таким образом, возникает необходимость рассматривать технику со стороны качества, как совокупность определяющих его свойств, учитывая их взаимосвязь и взаимообусловленность с характером изменяющихся потребностей, а также с техническими и экономическими возможностями ее производства.

Важным аспектом системной концепции проектирования является рассмотрение процессов производства как особой формы управления качеством в жизненном цикле создаваемой и применяемой техники, на стадиях и этапах которого формируются и проявляются ее основные свойства. Последовательность стадий жизненного цикла техники определяет принцип последовательного формирования качества: качество техники закладывается при ее исследовании и проектировании, обеспечивается в производстве и реализуется в процессе эксплуатации. Отсюда следует, что управление качеством КМ строится на основе системного анализа процессов его создания, промежуточного контроля переходов технического производства, дальнейшего его применения.

Функционально-структурный подход (ФСП) основан на расчленении объекта на составляющие его различных уровней, т. е. раскрытии, функциональной структурности качества. На каждом шаге декомпозиции выявляются конструктивные элементы, реализующие эти функции или участвующие в их реализации. Выявленные элементы группируются по признакам их функциональной однородности в функциональные модули (ФМ) составные части объекта, определяемые в терминах выполняемых ими функций безотносительно к их конструктивной или технологической реализации. Выполненная декомпозиция позволяет представить качество объекта в виде иерархически организованной структуры качества функциональных модулей различных уровней. При ФСП первичной является функциональная декомпозиция, а вторичной — объектная (морфологическая) [2].

Для этого используется разработанная нами электронная структурная схема функциональной модели процесса, представленная в виде таблицы 1. Основные разделы (ACG) включают:

1) направления совершенствования и повышения качества (КМ) и технологических процессов,

2) графический редактор, обеспечивающий наглядность принципов последовательного формирования теоретического и технического уровня качественных показателей,

3) функциональные параметры изделия, 4) документация и оборудование при производстве (КМ).

Завершающим этапом каждой партии изготавливаемой продукции (КМ) и и ее поставки является отслеживание эксплуатационных характеристик поставляемых заказчику партий изделий.

Таблица 1

Структурная схема функциональной модели процесса

Направления совершенствования

Текстовый, графический редактор

Функциональные параметры

Документация иоборудование

Расширение функций управляемых параметров при поступлении заявки

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(1)$

Эскиз КМ

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage$

Модуль в сборе

Маршрутный компьютер предназначен для обработки информации электронных систем автомобиля: центрального блока кузовной электроники (ЦБКЭ), системы управления двигателем (КСУД), антиблокировочной системы (ABS), комбинации приборов и др., поступающих по системе цифровой связи и управления электрическими устройствами автомобиля, позволяющей собирать данные от всех устройств, обмениваться информацией между ними, управлять ими (CAN-шине) с последующим выводом ее на ЖК индикатор маршрутного компьютера. Маршрутный компьютер выполняет следующие функции:

текущее время суток;
календарь;
будильник;
температура за бортом;
средний расход топлива;
общее время поездки;
пробег за поездку;
средняя скорость поездки;
напряжение бортовой сети;
температура двигателя;
установка сигнализатора превышения скорости;
автоматическое поддержание температуры;

настройка сроков ТО.

Нормативно-техническая документация:

ШРКН.453819.000 Технические условия (КМ) и01;
Стандарты ГОСТ;
План управления на КМ;
Рабочая инструкция КМ 2172;
Карта потока на КМ;

Чертежи:

ШРКН.408124.069 СБ (КМ Модуль) и03;
ШРКН.408124.069 СП (КМ Модуль) и03;
ШРКН.735224.025(КМ Корпус) и02;

ШРКН.758711.045 Е (КМ ПП) и01.

Процесс сборки и проверка надежности.

Контроль параметров.

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(2)$

Линия сборки КМ

Вид и последовательность испытаний	Объем контроля при испытаниях
1. Проверка внешнего вида и маркировки	Выборочно
2. Проверка габаритных и присоединительных размеров	Выборочно
3. Проверка тока потребления	100 %
4. Проверка функционирования	100 %

План управления на КМ;
Карта потока процесса (приложение 1)

Автоматическая оптическая инспекция

Операция автоматического контроля качества изделий с помощью установок, осуществляющих съемку изделия и анализ полученного изображения. Получение изображения осуществляется камерой или сканером.

Установки АОИ применяются для контроля несобранных печатных плат и поиска дефектов после сборки печатных узлов. Поскольку большая часть дефектов сборки в технологии поверхностного монтажа обусловлена ошибками нанесения пасты. Система АОИ применяется для контроля паяльной пасты после трафаретной печати.

В зависимости от установки, определение дефекта может осуществляться на основе плоского или трехмерного изображения. Второй вариант позволяет более точно определять такие параметры, как высота отпечатка пасты и количество припоя в паяном соединении.

РИ КМ 2172;
Руководство по эксплуатации

Внешний визуальный контроль

Внешний осмотр изделия, наличие составляющих компонентов.

РИ КМ 2172

Функциональный контроль в стенде

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(3)$

Стенд проверки компьютера маршрутного с ЖКИ 2172–3857010

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(4)$

Подключение разъема от приспособления к компьютеру

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(5)$

Проверка светимости пикселей на экране и равномерность подсветки

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(6)$

КМ установлен в контактное устройство стенда

$Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(8)$ $Описание: D:\Мофологическая таблица.docx — Просмотр документов_files\htmlimage(7)$

Результаты теста

Стенд предназначен для проверки компьютера маршрутного с жидкокристаллическим индикатором 2172–3857010 и позволяет осуществлять:

проверку тока потребления КМ в рабочем режиме и в режиме покоя; проверку работоспособности и равномерности подсветки ЖКИ;
проверку работоспособности подсветки клавиш управления КМ;
проверку функционирования клавиш управления КМ;
проверку правильности установки клавиш управления КМ;
проверку аналогово-цифровых преобразователей КМ;
проверку работоспособности шины CAN.

При успешном прохождении теста печатается этикетка на изделие.

При обнаружении несоответствий изделие изолируется, идентифицируется и оформляется ярлык несоответствия.

РИ КМ 2172;
Руководство по эксплуатации ШРКН-Э04598 РЭ

Окончательный контроль

Проверяется работоспособность изделия в целом, кроме проверки ЖКИ.

РИ КМ 2172

Работа с рекламациями

Журнал учета рекламаций

Данный журнал позволит анализировать и обобщать опыт рекламационной работы и давать предложения по ее совершенствованию.

Журнал учета рекламаций

Качество проектируемого объекта существенно зависит от полноты и глубины анализа его функций, обоснованности требований к объекту и его составным частям. Важным направлением этих исследований является применение системного анализа для формализованного описания и структуризации функций. Построение функциональной модели процесса помогает наглядно отследить возможность совершенствования качественных показателей системы контроля при производстве бортового маршрутного компьютера.

ВЫВОДЫ:

Рассмотрена последовательность определения функционального уровня КМ, с учетом требований качественного уровня, соответствующего требованиям международных стандартов, и применением в управлении автомобилем, а также с учетом надежности работы в общей системе контроля параметров и хранения необходимой информации.
Рекомендуется при рассмотрении объекта управления исходить из характерных особенностей функциональных возможностей данной категории изделия удовлетворять техническим и экономическим показателям эксплуатации.
Качество проектируемого объекта существенно зависит от общей системы функциональных возможностей изделия, технологичности его изготовления и требований современного мирового уровня.

Приложение 1

«ПЕГАС»	Карта потока процесса			ШРКН.00499 КП
				ОБОЗНАЧЕНИЕ КАРТЫ ПОТОКА
ЗАКАЗ		ОБОЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ, СБ. ЕДИНИЦЫ	НАИМЕНОВАНИЕ ДЕТАЛИ, СБ. ЕДИНИЦЫ		ЦЕХ №
КМ		ШРКН.000	КОМПЬЮТЕР МАРШРУТНЫЙ		2

Номер цеха, участка	Номер операции	Тип операции								Наименование операции			Специальные характеристики продукции		Специальные контрольные характеристики	Квалификация работника		Poka Yoke		Номер предыдущей операции		Номер последующей операции
		Произ-водство	Переме-щение		Хране-ние		Конт-роль
ЛВК	005									ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ			-		-	Контролер ЛВК		-		-		010
02	010									ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКТУЮЩИХ			-		-	Мастер		-		005		015
02	015									ПЕРЕМЕЩЕНИЕ			-		-	Логист		-		010		045
ПДО	030									ПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ			-		-	Оператор 1 разряда		-		-		80
02	035									ПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ			-		-	Оператор 2 разряда		-		010		035
02	040									ПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ			-		-	Оператор 2 разряда		-		035		070
02	045									МОНТАЖНАЯ			-		-	Оператор 2 разряда		-		010		050
02	050									МОНТАЖНАЯ			-		-	Монтажник 3 разряда		-		045		053
02	055									СБОРОЧНАЯ			-		-	Оператор 2 разряда		-		053		060
02	060									РЕГУЛИРОВОЧНАЯ			-		-	Оператор 2 разряда		-		055		065
02	065									КОНТРОЛЬНАЯ			-		-	Контролер		-		060		070
02	070									СБОРОЧНАЯ						Оператор 2 разряда		-		065		075
														Разработал			Нестеров
														Проверил			Смирнов
														Н.контр.			Смирнов
Изм	Лист	Номер изв.		Подпись		Дата		Изм	Лист		Номер изв.	Подпись	Дата				ФИО		Подпись		Дата

ЗАО «ПЕГАС»	Карта потока процесса			ШРКН.00499 КП
				ОБОЗНАЧЕНИЕ КАРТЫ ПОТОКА
ЗАКАЗ		ОБОЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ, СБ. ЕДИНИЦЫ	НАИМЕНОВАНИЕ ДЕТАЛИ, СБ. ЕДИНИЦЫ		ЦЕХ №
КМ		ШРКН.000	КОМПЬЮТЕР МАРШРУТНЫЙ		2

Номер цеха, участка	Номер операции	Тип операции								Наименование операции			Специальные характеристики продукции		Специальные контрольные характеристики			Квалификация работника		Poka Yoke		Номер предыдущей операции	Номер последующей операции
		Произ-водство	Переме-щение		Хране-ние		Конт-роль
02	075									РЕГУЛИРОВОЧНАЯ(ПСИ)			-		-			Оператор 2 разряда		-		070	077
02	077									ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ								Контролер		-		075	080
02	080									УПАКОВОЧНАЯ								Оператор 2 разряда		PY		077	-
02	-									ТРАНСПОРТИРОВОЧНАЯ			-		-			Логист		-		080	-
02	-									ХРАНЕНИЕ			-		-			-		-		-	-




Изм	Лист	Номер изв.		Подпись		Дата		Изм	Лист		Номер изв.	Подпись		Дата		Изм	Лист		Номер изв.		Подпись			Дата

Литература:

Алексеев Ю. Ф., Махмутов И. Х., Немировский Е. Я. — Опыт создания и внедрения АСУ от бурения Уфимского УБР, Уфа: Башк. кн. изд-во, 1990.
Калейчик М. М. — Квалиметрия: учебное пособие /М. М. Калейчик.– М.: МГИУ, 2007. — 200 с.: ил.
Электронный ресурс — [http://b-c-group.ru/page_id=470] — SPC. Статистическое управление процессами.

Исследование и совершенствование функционального уровня системы контроля качества при производстве бортового автомобильного компьютера

Библиографическое описание:

Ключевые слова

Похожие статьи

Перспективы применения комплексного подхода к процедуре проектирования систем освещения с учетом смежных стадий жизненного цикла

К вопросу оценки качества функционирования дизельной энергетической установки автономных локомотивов

Разработка графических моделей технологических процессов систем коллективной поддержки принятия решения

Оптимальное управление монтажно-настроечными работами при создании локальной вычислительной сети организации

Модель процесса разборки сложной продукции с учетом особенностей ее состава и структуры

Снижение сроков разработки сложной радиотехнической системы с помощью технологии модельно-ориентированного проектирования

Программный продукт «Автоматизированный анализ структуры вагонного парка»

Оптимизация системы технического обеспечения военной автомобильной техники при использовании встроенного диагностирования

Концептуальное моделирование задачи формирования алгоритмических структур инфологических моделей предметных задач