與其它數據不同,汽車研發試驗數據具有獨特的特點,具體表現在:
(1) 多樣化的數據類型:包括圖像、數字、文字、視頻、音頻等類型數據;
(2) 數據處理過程繁瑣:有實時處理、預處理及后置處理3個數據處理過程;
(3) 測量參數多:一個產品的研發試驗測量參數高達上萬個;
(4) 某些數據記錄由幾類數據合成:比如溫度和壓力等;
(5) 數據量很大,不論單個試驗模塊還是整個試驗測試的數據量每次到達到幾十G的容量。
隨著現代測控技術的提高,數據結構越來越復雜,測量的數據量也越來越大。但是一直沒有有效的數據管理工具來實現對試驗數據的有效管理,大量的試驗數據都以各類電子文檔的方式進行保存及共享,這種落后的數據管理方式存有根多弊端:
(1) 易出錯:試驗數據的準確性對試驗至關重要,但是由于在數據管理中存在大量的手工操作,難免會出錯誤,影響整個試驗的準確性,造成不良后果。
(2) 效率低下:試驗人員從海量的數據文件中查找自己需要的試驗數據需要花費很多的時間。
(3) 數據利用率低:試驗室數據信息的處理還停留在手工記錄及分析階段,大量試驗數據記錄在試驗人員的記錄本上,無法實現數據信息資源的共享,缺乏廣泛而有效的分析和利用。
(4) 安全保密性差:以文件方式保存的試驗數據容易受到未經的修改及訪問,使重要數據資料的安全性大大降低。
(5) 無法進行有效的數據分析挖掘工作:在試驗中獲得的試驗數據,包含著豐富的信息,簡單的文檔管理無法通過數據挖掘去使用那些有價值的信息。
總之,大多數企業的試驗數據(如試驗質量問題點、試驗原始數據等)的存放較為分散,無統一管理平臺,主要存儲于每個工程師的移動電腦中,要進行階段性總結以及數據分析時,需要多人協同進行匯總數據并整理與統計,耗時耗力。試驗進度都以試驗場地每日日報形式發布,這不僅給工程師工作增加沉重負擔,管理層也很難直觀的了解各試驗進度,同時質量監理方面進行著重復性的整理、知會工作。
試驗數據管理系統(TDM)能夠實現全面詳實、科學準確地對試驗數據進行系統記錄及高效管理,實現試驗各環節進度的記錄、跟蹤與追朔,并實現各階段的試驗數據共享,為大數據挖掘提供可靠有效的數據基礎。試驗數據管理系統通過掌控試驗數據、規范試驗流程、試驗全生命周期管理,達到改進產品設計、提高產品質量、增加企業效益、提高企業生產力與競爭力的目的。
近幾年來,汽車研發公司在高速的發展中,投入了大量資源進行產品試驗驗證分析,積累了大量的數據和知識,并形成了基本的管理流程和制度,只有對這些數據和知識進行有效管理和利用,才能有力地支持整車產品研發工作。為此汽車研發企業迫切需要建立有效的試驗數據管理平臺來為試驗提供有效的數據支持。
通過流程優化、資源整合以及相關聯信息系統的建立力求打造一個全周期的、一體化的、高效的試驗業務綜合管理系統,實現整車試驗業務運行中的人、機、料、法、環的一體化的閉合管理,具體表現為:
(1) 建設可靠的、可擴展的實驗室信息化管理平臺
嚴格依照CNAS(ISO/IEC 17025)對實驗室的相關要求,建立實驗室信息化管理系統,規范涉及到人、機、料、法、環的整個檢驗業務流程,為實驗室提供及時、準確、可靠、可追溯的實驗數據,加強樣品監督以及檢測過程中對各個質量控制環節的監控力度,提高實驗室的安全監督、事故追查、資源調配的能力。
(2) 建設覆蓋實驗業務全生命周期的管理平臺
實現實驗環節(包括實驗委托、實驗安排、實驗過程、實驗報告審批等)的電子流程化作業管理。使實驗委托方和實驗單位可以有效地提交實驗任務、實驗審批、實驗安排及實驗資源配置。通過實驗任務流程的電子化,確保實驗任務的有效性和準確性,減少無效和重復實驗。通過本系統,實現實驗過程的手工記錄數據和設備自動生成的測試數據結果得以積累和保存。實現實驗任務的在線跟蹤,實時展現任務所處階段和進度。
(3) 建設統一數據中心、實現數據共享及高效利用管理平臺
將實驗室及實驗文檔采用統一的數據存儲平臺進行分類存儲,使用戶可以在統一的數據平臺上進行各種數據查詢、分析等處理,提高實驗室的使用效率。實現對委托需求、過程數據、結果數據的管理,以滿足設計工程師對實驗室查詢、復用、分析和追溯的需求,為未來企業對數據進行分析打下堅實的基礎。
(4) 建設統一管理、高效利用的實驗資源管理平臺
實現對實驗室內的人員、臺架、儀器儀表、樣品、耗材、測試數據、方法和實驗項目等的數據庫管理。并與實驗流程的各個環節建立對應關系,供實驗流程的各個環節的操作查詢和選擇及安排實驗資源。并建立各類資源相關數據的統計報表為提供決策依據。
(5) 建設集成管理平臺,實現與企業現有信息化平臺無縫對接
為保證數據源統一、實現各信息系統間協同辦公,已經有的信息化管理系統合理規劃,實現高度集中、統一的信息化管理平臺,例如:與 PLM、MES、ERP等系統進行交互。

從汽車研發試驗業務出發,對數據管理系統提出了如下的需求:

(1)建立專業的試驗數據管理系統,集中管理試驗分析相關數據,并在各業務環節共享;
(2)高效的管理不同類型的試驗數據,如一維/二維/三維結構化數據、模態數據以及非數值數據;能夠提供來自測試系統數值數據管理的解決方案,實現柔性的數據單換算和數據特征的提取;
(3)供高效、智能的試驗數據的重用方法,以及與數據分類相對應的科學數據可視化方案;
(4)以試驗對象為核心,并以項目、試驗類型、試驗科目等為條理,實現試驗數據的集中存儲、有序管理、快速定位;
(5)管理各類試驗文檔(標準文檔、體系文件、分析報告等),靈活定義交付物文檔類型,并為每一份文檔定義相應的模板;
(6)各類圖片、參數、BOM結構、文檔的搜索、瀏覽、查看、比對功能,能下載相關圖片、報告,又能對數據進行對比分析;
(7)試驗樣品樣件管理,通過狀態標識樣件的入庫、借閱、查閱、報廢狀態;
(8)試驗分析業務流程的管控,支持工作任務分解,跟蹤、監控和報告分析執行進度;
(9)實現試驗數據的結果發布,數據應用方面,能夠按照功能等不同要求對數據進行橫向比對分析和按照不同試驗類別等進行縱向對比分析;
(10)建立試驗分析的知識庫管理平臺;
(11)系統具有可擴展性,界面友好;數據安全可控;用戶操作簡單快捷,具有較好的可維護性。
神鷹汽車研發試驗數據管理系統的建設工作本著"數據管理一數據應用一業務優化提升"的思路開展,項目優先考慮將所有的試驗分析數據納入系統管理,建立統一的試驗數據管理平臺。經過對現有試驗工作的分析、評估,該系統應包含以下功能:

(1)業務流程管理:理順相關業務流程,對流程進行標準化、規范化,提高工作效率與效能。
(2)試驗業務流程管理:提供各種試驗流程的電子化管理,包括試驗發起、審批、準備、執行和總結的所有階段,實現對試驗任務的管控、監控等規范化管理;
(3)試驗資源管理:提供對試驗人員、樣品、標準、設備、儀器儀表、工裝、工具、耗材的綜合管理,通過狀態表示樣件的入庫、借閱、查閱等狀態;
(4)以試驗任務單為中心將樣品、試驗資源、試驗規范、試驗大綱、試驗數據、試驗報告等不同數據聯系起來,支持不同試驗數據之間,內部數據單元之間建立依賴、關聯關系,支持在后期分析中通過關系進行信息的抽取和利用;
(5)試驗數據采集:提供將各種試驗臺架或設備采集的試驗數據自動同步到TDM服務器的功能;
(6)測試原始數據/結構化數據/圖片結構/分析模板/BOM/試驗文檔結構等業務模板化定義;
(7)數據創建和導入:建立包含數據管理、數據分析、信息反饋等多種輸入角色的工作平臺,以業務導向,將試驗數據快速采集、整理入庫的支持;
(8)數據管理:對相關的試驗原始數據、結構化數據、試驗任務、文檔、圖片、視頻、參數、BOM等試驗關數據進行規范,形成多維度度、結構化的統一存儲,方便數據查閱、檢索和共享,為產品設計和質量改善供數據支持;
(9)支持試制試驗車型、系統或總成零部件的BOM結構管理;
(10)試驗統一知識庫構建流程定義;
(11)分析報告或采集的模板化和標準化,可根據業務需要進行擴展;
(12)對于試驗數據的結構化模板管理,用戶可基于自定義的試驗數據模板結構,根據不同的試驗業務需求創建或維護不同模板結構,且可自行擴展。后續的試驗數據收集和積累,可基于預先定義的模板進行,確保試驗數據的規范化和標準化;
(13)支持不同試驗數據管理對象的屬性管理,方便的不同數據的預覽、查詢、對比,且支持多種版本文檔和圖片的在線編輯和注解;
(14)數據利用:在系統平臺的基礎上,通過對數據屬性的抽取、整合,進行報表查詢與數據對比分析,可將結果和數據按需組織和分析。
(15)統計分析:數據屬性(類型、重量、尺寸、強度等)統計分析、圖表解釋;統計報表輸出及報表的自由擴展;
隨著我國汽車行業的快速發展,汽車研發試驗數據的應用越來越復雜。通過實施神鷹汽車研發試驗數據管理系統,將建立一個全周期、一體化的試驗業務綜合管理模式,大大提高汽車研發的效率能力。