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汽车电子应用管理论文范文

来源:盘古文库作者:开心麻花2025-09-191

汽车电子应用管理论文范文第1篇

摘要: 在汽车制造工业领域内,机械设计制造及其自动化技术的广泛应用,能够进一步提升生产质量和工作效率,还能够精准把控多项生產制造工艺,实现更加智能化和自动化的汽车零部件生产制造流程。现代汽车的功能和性能将更加符合消费者的实际需求,还能及时提升自动驾驶能力,辅助驾驶员完成判断与操作。本文将主要研究汽车制造的机械设计制造及其自动化技术。

关键词: 汽车制造;机械设计制造;自动化技术

Key words: automobile manufacturing;mechanical design and manufacturing;automation technology

0  引言

在互联网信息时代中,汽车制造工业需要与市场需求相结合,才能够将机械设计制造及其自动化技术进行合理应用,并对计算机集成系统以及物联网设备的数据信息处理模式进行定期更新和优化。汽车零部件和整车制造工艺,能够将各项自动化控制系统应用在生产车间之中,还能够实现定制化生产功能,并对汽车零部件和整车加工过程进行全程跟踪。

1  机械设计制造及其自动化技术的重要性

1.1 提高生产效率

机械设计制造及其自动化技术的广泛应用,能够及时提高企业的生产效率,还能够有效运用多种资源计划配置方案,根据不同类型的汽车零部件加工生产需求,选择更加快速高效的车间生产模式[1]。汽车零部件和关键装置的生产效率主要取决于技术和人员两个主要因素,也会对企业生产车间环境造成影响。在提高机械生产效率的过程中,机械设计制造及其自动化技术的应用,还能够为操作人员提供更加精准的设计图纸和机械零部件以及设备参数,并在实际应用过程中进行全程跟踪,及时处理系统异常问题或者设备故障问题[2]。机械设计制造及其自动化技术不仅能够提高生产效率,也能够从精密加工过程中挖掘当前企业生产经营模式中普遍存在的问题,并严格约束和限制生产资料的成本支出金额,从而提升机械类产品的生产效率和质量。

1.2 提高制造质量

机械设计制造及其自动化技术,能够进一步提高企业的生产制造质量,还能够对机械类产品的车间实际生产过程进行全程跟踪,还能够借助多种信息技术手段,完成多项生产资源的科学配置操作。将提高制造质量为核心目标,很多企业会将机械设计制造及其自动化技术的具体应用过程进行全局规划与设计,并对设计图纸中的不规范之处进行集中处理,也会严格设定多项质量评价标准,并以满足客户需求为最终目标。不论是从技术还是管理层面提高机械类产品的生产制造质量,都能够对数控技术、柔性制造技术以及计算机集成制造技术的具体应用形式进行全面规划与设计,并充分保障企业内部生产制造资源的可持续性发展。相关企业在提高机械类产品的生产制造质量过程中,也需要重点关注现代化机械零部件和对应设备装置之间的适配程度。

1.3 节能环保

机械设计制造及其自动化技术的广泛应用,也能够体现出其节能环保的独特优势,还能够将企业内部的各项环境因素和能源因素进行分类整合,构建良好的内部生态循环机制,并及时减少工业三废等污染物的产出比例。根据低碳环保的绿色工业生产目标,相关企业在应用机械设计制造及其自动化技术的过程中,也需要重点研究设计方案和产品需求是否都能够满足低碳环保的生产制造工艺需求。在实现节能环保的机械生产制造目标过程中,相关企业也需要加强对内部资源和能源的全方位管控能力,并对车间内部加工制造环境和能源利用情况进行实时监测和分析,并充分保障技术人员的人身安全。根据节能环保的机械产品生产制造目标,企业还需要合理运用多种信息技术手段,实现无纸化的生产管理模式。

1.4 操作更加简便

机械设计制造的自动化技术相较于传统技术,操作上更加简便,它能够在生产过程中自动处理信息、控制功能,并简化人工操作流程,如以往需要多人合力才能完成的工作,现在只需要技术人员提前设置好程序,在有需要时按动按钮即可操作机械设备,这种全自动运行方式的优点在于,操作更便捷且能够大大解放劳动力。这种技术既可以应用在批量化生产中,也可以应用在不同产品生产中,前提是企业需要根据自身实际需求,将多种功能组合在一起,对设备进行调整及合理设置,从而满足不同产品的需求。可见,自动化技术的运用能够让工序变得更加简单,解决机械制造功能单一的问题,同时也验证了其具有广泛应用的优势,推广上也会受到更少的阻碍。

2  汽车制造的机械设计制造及其自动化技术应用

2.1 精密定位技术

精密定位技术的广泛应用,能够进一步提升加工质量和生产效率,还能够将机械加工机床等关键设备的操作精度实现有效提升。在生产高精密度的机械零部件过程中,精密定位技术的应用过程还能够及时处理零部件产品表面的粗糙问题,并对机床主轴速度的提高过程进行全程监督,确保其不会出现系统内部物理故障或者摩擦故障问题。通过精密定位技术的广泛应用,还能够在汽车加工车间中发现多种自动化控制系统可能存在的参数错误问题,还需要对汽车关键零部件產品和动力设备的完整加工工序进行多次校验和分析,确保精密定位技术的应用质量。精密定位技术的应用过程,还能够影响到汽车制造与自动化加工效率,并对超精密的研磨技术应用过程进行全程跟踪和监督管理,确保操作之后机械零部件产品的功能和性能能够符合设计图纸中的相关要求和技术标准。

2.2 数控技术

数控技术被广泛应用在汽车制造工业技术领域之中,能够将数字化设备和传统加工操作设备紧密结合,实现更加精准的加工制造操作目标。但是在应用数控技术的过程中,也需要严格监管相关数据信息的采集质量和处理分析质量,才能够及时确定数控设备操作结果的稳定性和可靠性。通过这种技术的运用,还可以避免生产过程中不必要的浪费,从而显著的提高生产效率,以便高效、便捷的完成各项准备工作。在研发和应用数控技术的过程中,需要将汽车零部件的具体加工精度进行稳步提升,才能够及时提供更加优质的加工制造服务模式。在工业互联网模式中,数控技术的广泛应用,还能够将汽车制造工业领域内存在的核心问题进行有效解决,并充分结合多项自动化以及程序化控制装置与操作原理,将相关数据信息同步到机械加工操作中心平台上。在应用数控技术进行汽车零部件以及整车加工的过程中,操作人员也需要时刻关注数控设备是否存在系统故障问题或者摩擦过热问题,并定期检验与分析数控技术的实际应用质量。

但当前汽车制造业中应用的数控技术,仍需要继续深入研究,高精度技术的应用上还存在一些问题。同时,部分先进技术是被国外市场所垄断的,汽车制造企业没有足够的实力完全挖掘数控明技术的价值。因此,制造业应加强对研发新技术的重视,并根据国内市场需求,对数控技术进行深入的探究,解决技术垄断的问题,只有当数控技术整体上得到提高时,生产中存在的问题才能得到更好的解决。

2.3 虚拟化技术

虚拟化技术的广泛应用,主要原理是利用计算机技术和各种交互设备,在汽车制造的工作平台中搭配一个网络虚拟环境,这能够将汽车制造工业领域内的核心内容进行系统化整合,还能够快速模拟出汽车零部件以及整车产品的实际生产加工效果,还能够利用AR以及VR技术对汽车性能进行模拟测试,快速发现生产车间中存在的技术问题和管理问题,进一步提高汽车设计和功能的科学性与合理性。在工业互联网模式中,虚拟化技术的有效应用形式,还能够将三维仿真数据模型所在的虚拟化环境进行快速整合,并为企业车间的操作人员和管理人员提供可视化分析场景,有效管理加工制造资源和能源,实现经济效益产出比例的最大化。虚拟化设备也能够将汽车制造企业的实际生产加工场景进行有效模拟和分析,并将实际机械设计和加工制造过程中可能存在的问题进行有效分类,为用户提供更多定制化汽车产品的功能和需求分析方案。但是在应用虚拟化技术的过程中,技术人员和管理人员也需要对汽车制造企业的实际制造环境进行全面约束和限制,才能够保障虚拟化设备能够正常实现数据信息的采集和整理分析功能。

2.4 精密切削技术

精密切削技术与精密定位技术的应用形式有所不同,也能够在汽车生产制造车间中发挥重要的作用,并对相关自动化控制系统的实际应用过程实现精准对接。精密切削技术的应用,还能够将相关固定措施以及性能评估指标体系实现有机结合,并对切削加工过程进行全程跟踪以及监督管理,逐步提升切削类设备操作的精准度和可靠性。对于汽车制造企业而言,精密切削技术的有效应用,还能够及时促进汽车零部件和整车装置的产能提升,并对自动化切削装置的精度控制过程产生深远的影响。因此很多企业在应用精密切削技术的过程中,也需要紧密结合多项精密加工技术工艺流程,并着重研讨和分析机械设计图纸中的具体精度需求。精密切削技术的广泛应用,还能够有效提升机械零部件和汽车整车装置之间的内部协调性,并对相关产品的加工制造工艺流程进行适度调整。

2.5 网络化机械设计制造及其自动化模式

网络化的机械设计制造及其自动化模式,能够将汽车制造与加工过程进行全程跟踪和监督管理,还能够将网络化管理平台应用在生产车间之中,提升数字化设备的应用质量和工作效率。在构建网络化模式的过程中,汽车制造企业需要根据当前实际情况,将机械设计图纸与生产制造工艺流程紧密结合,并及时调整自动化控制系统的相关数据参数,才能够有效提升精细化汽车零部件产品的生产制造效率。但是在应用网络化模式的过程中,需要提前统一制定数据标准,并将不同类型设备采集到的底层数据信息进行实时处理,并在网络化管理平台中及时处理工作流问题以及控制流问题,并对后端数据库管理系统进行定期的安全检查工作。通过构建网络化的机械设计制造及其自动化模式,汽车制造企业也能够进一步提升本地市场的核心竞争力,并对汽车类产品的研发过程进行全程监督以及质量管控,才能够将相关机械生产制造工艺技术进行精细化应用。在配置网络化参数的过程中,相关部门的工作人员也需要根据实际业务操作流程完成系统环境变量的配置过程。

2.6 基于人工智能的汽车制造模式

基于人工智能的汽车制造模式,也能够与机械设计制造及自动化技术实现有机融合,并对精密机械装置平台的实际应用场景进行全面检测和分析,利用工业机器人以及机器视觉技术,完成多项汽车零部件产品的研发设计工作。在利用人工智能技术的过程中,企业的汽车机械零部件产品能够在统一数据标准的工业互联网平台中进行信息流转,并采取同步和分时异步的计算形式,及时处理加工制造过程中存在的技术问题和人力资源问题。在构建人工智能为基础的汽车制造模式过程中,相关企业也需要重点关注车间内部相关技术要素和管理要素是否能够实现完全整合和统一管理,才能够进行下一步人工智能算法的应用工作。基于人工智能的汽车制造模式,将其管理和检测分析的重点偏向于对实际生产加工制造环境和操作过程的实时信息处理流程层面上。利用人工智能技术生产汽车零部件产品,还可以及时处理生产线中数据信息采集不准确等多项问题。

2.7 集成自动化技术

自动化技术的发展在各个领域中都占据着重要的作用,也产生了较为积极的影响,这既能推动生产行业的发展,又能够促进汽车制造业更上一个台阶,在原有基础上取得更多的成绩和突破。而为了提高核心竞争力,汽车制造业也积极的将先进技术融入到生产系统中,这就为集成技术奠定了良好的基础。关键技术是实现集中式控制系统目标的重点,技术人员要采用多种生产工艺,对汽车生产各个环节进行精细的分类,并将不同工种所需要的用到的技术进行记录,并为其提供相应的技术手段,这对提高汽车企业生产效率有着重要意义。另外,随着汽车的普及,汽车制造业的业务范围和生产数量也在不断扩大,甚至会出现超负荷的高难情况。而集成技术的运用能够让生产更有针对性,不同的设备可以在各自的位置上高效运行,从而保证各个生产过程无缝衔接,提高生产流程的流畅性。可见,集成技术的运用既能够缩短施工时间,又能够大大提高生产效率。

3  机械制造技术未来发展的主要创新内容

3.1 管理模式方面的创新

对于汽车制造企业来说,机械制造的管理模式会影响到对产品质量的要求和追求创新的意识,由于汽车产业本身对机械产品的精准度就有很高的要求,在生产过程中,如果参数设置不当,就会影响到产品的质量,进而影响汽车的性能,因此企业需要对管理模式要求更加严格。可以说,管理模式如果存在问题,就会导致机械制造产生错误,让预设产品与实际需求造成差距,其重要性可见一斑。因此,汽车企业要加强对管理模式的创新并加强监管力度,以便生产出满足实际需求的产品。

具体来说,企业可以从三个方面入手完成管理体系的创新:第一,企业要围绕内部发展情况,结合生产计划,建立完成的生产管理条例,包括详细的管理标准,以保证管理体系的创新真正能够改进产品或是缩短生产时间;第二,在机械制造中工人才是核心力量,虽然自动化技术的运用能够在一定程度上解放劳动力,但仍需要工人来操作和维护机械设备。因此,提高工人的整体技术水平,加强团队协调配合能力,能够有效提高生产质量,同时加强彼此之间的交流和沟通,可以在生产中避免人为因素而造成的失误;第三,汽车企业在管理中还要向发达国家或是先进企业借鉴成功经验,学习其生产管理模型,并基于自身发展特点灵活运用,从而达到创新管理模式,提高生产效率的目的。

3.2 制造技术水平的创新

科技的发展极大程度上改变了生产的方式,随着计算机技术和先进设备的使用和普及,机械制造过程中也开始频繁出现信息技术的踪迹,这与传统人工机器制造方法相比,操作安全性更高,出现意外、失误等风险更低。另外,对制造水平进行创新,可以让很多先進的科学技术都融入其中,从而缩短生产周期,让机械生产变得更加科学、合理,流程也能够更加简化。因此,企业负责生产的技术人员要在工作中重视学习,努力提升自己,了解更多先进的技术,并在设计和制造中选择相应的技术,以便为提高制造水平作出一份贡献。

3.3 制造过程环保绿色化

生态环境是人类赖以生存的根本,与人们的命运息息相关,所以人类在发展中应重视与自然和谐相处,汽车制造领域自然也不例外。汽车制造过程中,从构思、设计、生产、销售及后期维护、回收等多个环节,都需要用到资源,且会对自然环境造成一定的影响,对此机械制造未来发展趋势中,一定要重视环保绿色化,保证自动化技术的运用不会影响到自然生态环境。时刻谨记“环保绿色”这一原则,汽车制造必然会实现有效的突破,从而不断降低自动化汽车制造过程中对环境的影响。

4  结束语

机械设计制造及其自动化技术的广泛应用,能够进一步提升生产质量和工作效率,还能够精准把控多项生产制造工艺,实现更加智能化和自动化的汽车零部件生产制造流程。汽车零部件和整车制造工艺,能够将各项自动化控制系统应用在生产车间之中,还能够实现定制化生产功能,并对汽车零部件和整车加工过程进行全程跟踪。网络化的机械设计制造及其自动化模式,能够将汽车制造与加工过程进行全程跟踪和监督管理,还能够将网络化管理平台应用在生产车间之中,提升数字化设备的应用质量和工作效率。

参考文献:

[1]张生洋,杨双江.自动化技术在汽车机械制造中的应用研究[J].内燃机与配件,2020(23):177-178.

[2]梁博.机械自动化在汽车制造中的应用分析[J].内燃机与配件,2020(20):194-195.

[3]许晓秦.汽车机械制造中自动化技术的实践运用分析[J].内燃机与配件,2020(16):184-185.

[4]吴迅.对汽车制造的机械设计制造及其自动化技术研究[J].江西电力职业技术学院学报,2020,33(9):7-8.

[5]马旭,肖遥.探析提高机械设计制造及其自动化的有效路径研究[J].科学咨询,2021(12):66.

[6]叶湘澜.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用分析[J].数码设计(下),2019(9):2.

[7]刘欣洁,王茂增.自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].汽车博览,2019(4):1.

[8]郑康.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].汽车博览,2021(7):213.

汽车电子应用管理论文范文第2篇

摘 要:在电动汽车的应用中,如果锂电池出现了热失控情况,便很容易引发爆炸和火灾,进而造成严重的安全事故。若要有效防止此类情况的发生,确保电动汽车的安全性,就需要通过合理的测控方式对锂电池进行热失控测量与控制,使其产热速度不超过散热速度。基于此,本文就对其热失控的测控及其防火技术应用进行分析。希望通过本次的分析,可以为锂电池热失控情况的有效避免和电动汽车防火性能的提升提供科学参考。

关键词:电动汽车;锂电池;热失控测控;防火技术

前言:随着近年来节能环保理念的不断深入,电动汽车行业的发展十分迅速。但是在电动汽车的具体应用过程中,由于锂电池热失控问题所导致的火灾事故始终没有足够科学的应对措施。为实现此类情况的有效避免,在电动汽车的研发设计中,技术人员就需要对其锂电池热失控测控技术加以深入研究,并将相应的测控系统设置在电动汽车内,以此来实现锂电池热失控及其不良影响的有效控制,尽最大限度降低火灾事故的发生几率,提升电动汽车的防火性能。

一、电动汽车中的锂电池热失控与火灾发生机理分析

通过现有的相关研究可知,因为锂电池自身的热分解点比较低,所以在环境温度过高、机械撞击、持续性的大电流冲击、过充过放、散热不良等各种外部因素的影响下,如果其产热速度超过了其散热速度,锂电池温度便会出现持续上升的情况,在温度达到了某一数值的情况下,锂电池中的正极材料、SEI膜以及电解液俊辉出现热分解现象,此时便会有大量的热量产生,同时也会产生CH4、H2、HF以及CO等的小分子气体。随着这些热量与气体的迅速积累,锂电池中的材料分解反应速度也会进一步加快[1]。在这样的相互强化循环条件下,锂电池温度将会加速上升,進而出现热失控现象。一旦出现了热失控现象,锂电池内部的温度与压力将会在非常短的时间内达到极限,进而导致锂电池爆炸事故产生。在发生爆炸之后,锂电池内部的气体和电解液便会喷出燃烧,进而引发电动汽车火灾事故,造成严重的经济损失甚至人员伤亡。

二、电动汽车锂电池热失控测控系统设计与灭火技术应用分析

在对电动汽车中的锂电池热失控现象进行测控系统的设计过程中,其主要的目的就是热失控产生及其散热能力进行判断。如果可以在锂电池刚刚出现热失控时将散热装置启动,便可在温度相对较低的情况下进行强力散热。通过散热量的加大和散热时间的延长,便可让锂电池热失控进程得以中止,进而有效避免热失控所导致的火灾事故。以下是对本次所设计的电动汽车锂电池热失控测控系统具体设计及其灭火技术的应用所进行的分析:

(一)早期的热失控判断

通过相关的热失控试验研究发现,锂电池升温速度的具体变化趋势可以将其热失控进程准确地反映出来。所以在具体的测控系统设计中,可以将锂电池升温速度用作热失控表征的最佳判断指标。无论是何种原因所引起的热失控故障,锂电池温度都会呈现出迅速上升趋势。针对这一现象,在测控系统设计中,可对其温度测控网络进行科学建设,以此来实现锂电池热失控状态下温度升高速度变化率的科学计算,并将具体的计算结果作为有效依据,对其热失控进程进行科学判断,在锂电池发生爆炸之前尽可能争取更多的冷却时间[2]。下图是电动汽车锂电池热失控测控系统总体结构示意图:

在电动汽车中,其动力电池是通过若干个锂电池单体串联所组成的电池组。因此在其热失控测控系统中,主要借助于BMS温度采集单元来进行动力电池的监测和保护。通常情况下,一个BMU电池管理单元可以进行两个电池组的监测,而一个BMS温度采集单元中则含有两个及以上的BMU电池管理单元。具体监测中,主要对锂电池单体电压和温度等参数进行监测。在通过BMS温度采集单元进行了温度参数的采集之后,便会将获取到的数据传递给热失控判断单元,在接收到了相应的温度数据之后,判断单元便会对各个锂电池单体温度上升速率进行计算。因为BMS温度采集技术已经十分成熟,所以该系统具有非常好的可靠性。

具体测控过程中,只要发现有BMU电池管理单元中输出的温度上升速度增加,也就是温度上升速率超过零,系统便可立即作出锂电池热失控判断,并立即将冷却泵启动,实现冷却介质的及时泵送。与此同时,热失控电池组中的电磁阀也将会被接通,让冷却介质大量喷向发生热失控的电池组,进而达到快速降温的效果。这样便可让电池组热失控进程得以有效中止,防止锂电池爆炸事故出现。如果整个电动汽车中的多个锂电池组都出现了热失控故障,测控系统便会快速对所有电池组进行降温处理,以此来有效避免恶性事故的产生。

(二)冷却介质的合理选择

如果电动汽车中的锂电池组出现了热失控故障,其中便会有巨大的热量积聚。因此在测控系统冷却液的选择过程中,不仅需要使其具备足够大的流量,同时也应该确保其导热性足够好。通过这样的方式,才可以将锂电池中的大量热量快速带走,使其温度能够快速下降,以此来达到良好的热失控进程中止效果,尽最大限度避免由于锂电池组热失控故障所引发的电动汽车火灾事故。出于各方面因素的综合考虑,在本次所研究的锂电池热失控测控系统中,将乙二醇用作冷却介质,这样便可达到快速冷却的效果。

(三)灭火剂的合理选择

如果电动汽车中的锂电池出现了剧烈的热失控反应情况,测控系统的冷却能力无法满足锂电池热失控进程的中止需求,热失控现象将会继续发展,并很可能出现锂电池爆炸和火灾等的安全事故。因此,在测控系统的具体设计中,为实现电动汽车安全性的良好保障,不仅需要对冷却降温介质进行设置,同时也需要做好灭火装置的设置。考虑到这一方面的需求,本次设计中,将火焰传感器设置在了锂电池安全保护装置中,在检测到明火时,灭火装置便会立即将灭火剂喷出,以此来实现火灾的有效控制。

因为锂电池起火和普通形式的火灾不同,所以其灭火研究依然属于一项新的内容。如果锂电池产生的热失效故障进程没有得到及时终止,且灭火措施实施之后锂电池组依然具有很高温度,其中的电解液和可燃性气体依然从中不断喷出,此时不可将冷却液停止喷射,否则便会出现锂电池复燃情况,造成二次灾害。经研究发现,ABC干粉、二氧化碳以及水成膜泡沫形式的灭火剂在隔离、化学抑制、部分冷却以及窒息等处理之后便可将锂电池产生的明火熄灭,但是细水雾却无法达到良好的灭火效果。这是因为细水雾滴具有很小的直径,在氧气与热失控释放的热量和可燃性气体条件下,雾滴就会迅速变为热的蒸汽,而其冷却和灭火作用都会大幅度降低[3]。就二次复燃阻止能力来看,水成膜泡沫形式的灭火剂具有较好的应用性能,经对比分析发现,相比较其他灭火剂而言,这种灭火剂在灭火之后到复燃之前的间隔时间最长。所以在本次的测控系统设计中,出于安全方面的考虑,将水成膜泡沫形式的灭火剂选作该系统的灭火剂。

三、电动汽车中的锂电池防火技术分析

为提升电动汽车中的锂电池防火性能,确保电动汽车的安全性,在此类锂电池的设计、制造以及应用过程中,一定要注重火灾隐患的合理消除,以此来确保锂电池应用的安全性,提升电动汽车应用中的安全效果。以下是对电动汽车设计制造及其具体应用过程中的锂电池防火技术所进行的分析;

(一)注重锂电池材料的合理选择

对于锂电池而言,其材料的热稳定性、导热性与导电性都会对其性能产生直接影响。基于此,为有效提升锂电池的防火效果,在对其进行设计与制造的过程中,研究者应注重其材料的合理选择,并通过合理的技术措施来确保材料的热稳定性。比如,对于锂电池正极材料,可通过Al2O3、SiO2、ZnO、TiO2以及MgO等对其表面进行包裹,以此来确保正极材料安全;对于其中间相的碳微球,为确保其稳定性,可选择层状的石墨材料;因隔膜会在高温条件下发生热缩变现象,进而导致其微孔尺寸增加,让锂离子迁移速度加快,进而加速热失控趋势,针对这一情况,可将少量的SiO2或者是Al2O3纳米粉添加到隔膜中,以此来实现其热稳定性的提升[4]。通过这样的方式,便可有效提升锂电池的防火性能,避免热失控所导致的火灾现象。

(二)做好锂电池应用过程中的防火控制

在电动汽车中的锂电池应用过程中,过度充放电以及过高的环境温度是导致锂电池热失控和火灾事故的主要原因。因此,在此类锂电池的具体应用过程中,为达到良好的防火效果,应用者一定要对这些方面做到足够重视。在此过程中,除了应该进行热失控测控系统的安装之外,也应该注意锂电池的合理应用,避免过度充放电的情况产生。同时也应该注意电动汽车的停放环境,避免环境温度过高所引发的锂电池热失控现象。通过这样的方式,才可以让锂电池的使用性能及其安全性得以良好保障,尽最大限度达到防火效果,避免锂电池热失控所导致的火灾和爆炸事故发生,为电动汽车的应用提供良好的安全保障。

结束语:

综上所述,在电动汽车的应用过程中,锂电池热失控是一项非常危险的故障,一旦发生此类故障,便很容易导致锂电池爆炸和电动汽车火灾事故的发生,进而为用户带来严重的损失,甚至会对用户的生命安全造成威胁。基于此,在电动汽车的生产制造及其应用过程中,都应该将热失控的测控及其防火技术作为重点关注对象,通过热失控测控系统的合理设计与应用来实现热失控故障的及时检测与控制,并达到及时的灭火效果,尽最大限度降低热失控故障的不良影响,确保电动汽车的应用安全。为达到良好的防火效果,在对此类锂电池进行设计与制造的过程中,相关企业一定要注重其隔热材料与隔热技术的合理应用,提升锂电池的防火隔热性能。具体应用中,用户一定要加强锂电池的维护管理工作,避免应用不当所导致的热失控故障,防止锂电池热失控引发的火灾事故。

参考文献:

[1]劳中建,张洋,丘嘉乐,梁中棚,连柏尧.基于多传感器数据融合的电动汽车动力锂电池火灾探测系统[J].自动化与信息工程,2021(04):16-19.

[2]劳玉玲.锂电池组微通道散热结构设计与性能研究[D].導师:王雅博.天津商业大学,2021.

[3]穆云磊.锂电池在火灾条件下热失控数值模拟及耐火性数值研究[D].导师:徐宝鹏.大连理工大学,2021.

[4]尹扬俊.电动汽车动力电池组火灾预防及对策[J].今日消防,2021(05):131-132.

汽车电子应用管理论文范文第3篇

摘 要: 在Windows XP的应用管理过程中,许多用户偏向采用第三方工具管理自己所用的计算机,或者通过手工修改注册表的方法实施管理。其实Windows XP的组策略已经把这些功能集于一体,通过灵活应用组策略即可实现我们所需要的功能。

关键词: 组策略;Windows XP;系统安全;禁止查看

平时,在Windows XP的应用管理过程中,我们往往通过控制面板进行修改一些常用的系统、外观、网络设置等。不过通过控制面板能修改的东西很少,不能满足用户更多的需要;有一些专业水平的朋友可以使用修改注册表的方法来设置管理,但注册表涉及内容又太多,修改起来极为不方便。本文要介绍的“组策略”其实就是介于二者之间的一种修改系统、设置程序的工具,涉及的内容比控制面板中的多,安全性和控制面板一样非常高,而在条理性、可操作性方面则比注册表强多了。我们本文就来谈谈如何灵活应用组策略来提高电脑系统的安全性。

1 组策略的基本知识

组策略是管理员为用户和计算机定义并控制程序、网络资源及操作系统行为的主要工具。通过灵活应用组策略可以设置各种软件、计算机和用户策略。例如,可使用“组策略”从隐藏特定盘符、禁止操作和禁止查看。此外,还可添加在计算机上(在计算机启动或停止时,以及用户登录或注销时)运行的脚本,甚至可配置Internet Explorer。

其实简单地说,组策略设置就是在修改注册表中的配置。当然,组策略使用了更完善的管理组织方法,可以对各种对象中的设置进行管理和配置,远比手工修改注册表方便、灵活,功能也更加强大。

2 组策略的启动

启动组策略时,您只需依次点击“开始”→“运行”命令,然后在“运行”窗口中输入“gpedit.msc”,然后单击“确定”按扭即可启动Windows XP组策略编辑器。(注:这个“组策略”程序位于“C:WINNTSYSTEM32”中,文件名为“gpedit.msc”。也可以找到该文件双击点开。)

3 组策略的应用

对于公用计算机来说,如果我们想要保护计算机内的部分数据,就必须采用一些方法对其要保护的数据部分进行限制才能够达到目的。“组策略”可以对计算机进行两个方面的设置:一种是“本地计算机配置”,另一种是“本地用户配置”,想要进行具体配置的时候,我们只要依次展开“组策略”窗口左侧类似资源管理器相应项目即可。例如:组策略的禁止查看,禁止访问功能。

3.1 隐藏D盘

对于计算机来说,数据的存在地一般都位于硬盘分区之中。为了达到保密目的,隐藏特定的驱动器以使其他用户不能访问,这是一个较好的保密方法。

1)开始→运行→输入gpedit.msc命令,启动组策略管理器。

2)展开“用户配置”,再展开“管理模板”,再展开“Windows组件”,单击“Windows资源管理器”。

3)设置“隐藏‘我的电脑’中的这些指定的驱动器”。

提示:这项策略只删除驱动器图标。用户仍可通过使用其它方式继续访问驱动器的内容。同时这项策略不会防止用户使用程序访问这些驱动器或其内容。并且也不会防止用户使用磁盘管理即插即用来查看并更改驱动器特性。

3.2 禁止访问所选驱动器

1)开始→运行→输入gpedit.msc命令,启动组策略管理器。

2)展开“用户配置”,再展开“管理模板”,再展开“Windows组件”,单击“Windows资源管理器”。

3)设置“阻止从‘我的电脑’访问驱动器”。

提示:这些代表指定驱动器的图标仍旧会出现在“我的电脑”中,但是如果用户双击图标,会出现一条消息解释设置防止这一操作。同时这些设置不会防止用户使用其它程序访问本地和网络驱动器。并且不防止他们使用磁盘管理即插即用查看和更改驱动器特性。

3.3 禁止在“网上邻居”中显示“我附近的计算机”,禁止使用“网上邻居”的“整个网络”

为了防止用户在局域网中与其他机器互相共享文件。

1)开始→运行→输入gpedit.msc命令,启动组策略管理器。

2)展开“用户配置”,再展开“管理模板”,再展开“Windows组件”,单击“Windows资源管理器”。

3)设置“‘网上邻居’中没有‘我附近的计算机’”。

4)设置“‘网上邻居’中不含‘整个网络’”。

3.4 禁止用户运行注册表编辑器Regedit.exe

注册表对于修改某些设置是非常重要的。

1)开始→运行→输入gpedit.msc命令,启动组策略管理器。

2)展开“用户配置”,再展开“管理模板”,单击“系统”。

3)设置“阻止访问注册表编辑工具”。

注:开始\运行\输入regedit命令,启动注册表编辑器。

3.5 禁止访问命令提示符

1)开始→运行→输入gpedit.msc命令,启动组策略管理器。

2)展开“用户配置”,再展开“管理模板”,单击“系统”。

3)设置“阻止访问命令行提示符”。

3.6 禁止访问“控制面板”

1)开始→运行→输入gpedit.msc命令,启动组策略管理器。

2)展开“用户配置”,再展开“管理模板”,单击“控制面板”。

3)设置“阻止访问控制面板”。

3.7 禁用“添加/删除程序”(Windows 2000/XP/2003)

“控制面板”中“添加或删除程序”项目允许你安装、卸载、修复并添加和删除Windows的功能和组件以及种类很多的Windows程序。如果你想阻止其他用户安装或卸载程序,可利用组策略来实现。

1)开始→运行→输入gpedit.msc命令,启动组策略管理器。

2)展开用户配置→管理模板→控制面板→添加→“删除程序“中的“删除‘添加/删除程序’程序”并启用此策略。

当我们再打开“控制面板”中“添加/删除程序”模块的时候,会自动弹出警告窗口,而“添加/删除程序”则无法运行。此外,在“添加/删除程序”分支中还可以对Windows“添加/删除程序”项中的“添加新程序”、“从CD-ROM或软盘添加程序”、“从Microsoft添加程序”、“从网络添加程序”等项进行隐藏,通过这些策略项目的设置,起到了保护计算机中系统文件及应用程序的作用。

组策略是你活动目录基础设施中用于管理所有计算机和用户对象的神奇工具,只要好好灵活运用组策略,简单的方法就可以提高我们系统的安全性,这就是组策略的管理好处。

参考文献:

[1]戴士剑,《数据恢复技术》,电子工业出版社,2010.

[2]扈新波,《数据恢复技术与典型实例》,电子工业出版社,2008.

汽车电子应用管理论文范文第4篇

我国汽车行业通过技术引进与资本投入不断加快发展,伴随着国民消费水平的提升,顾客对于汽车的消费理念变的个性化与多样化,这就使得汽车行业需要在自身预算有限的前提下进行较多项目的同时研发,加速自身汽车产品的更新换代,降低研发周期与研发成本,迎合市场需求,以高质量的产品打开销路。汽车的产品开发阶段需要较多的产品供应与较大的成本需求,同时他也是一个跨部门需要团队协作的行业,但需要高效节约资源的进行多个项目的同时管理,并能做到合理组织成为汽车行业内部的一大难题,这就导致了项目管理技术在汽车产品开发行业具有较大的功效。

本文将对于汽车项目管理细则进行分析,对于汽车管理策划流程进行描述,对于汽车项目管理应用实例进行研究,探讨项目管理在汽车行业的核心要求需要,并分析项目管理在汽车产品开发过程中的必要性与可行性。

一、项目管理九大领域

一般来说,在学术上项目管理被分为九大领域:

时间管理领域:这方面包括了对于产品进行工作内容上的定义,同时进行企业内部计划编制,项目工作内容的分发排序,项目管理内容的估算预期并进行项目工期的控制。

成本管理领域:这方面指的是项目计划过程中的编制资源,进行估算项目需要的成本,控制项目需要的预算,最后进行成本控制。

质量管理领域:这方面包含了对于项目计划编制中的质量调控,产品出厂后的质量保障与产品最后的质量检测。

范围管理领域:这方面包括了工作的起始内容的划分,项目编制的范围,项目界定的范围,项目确认的范围以及项目调控的范围变动。

人力资源管理领域:这方面包含了项目的组织人员编排,项目的获取与配备,项目成员的开发组织,项目建设团队等。

沟通管理领域:这方面包括了对于项目内部人员调控沟通,项目信息传播的管理,项目报告管理绩效与项目的终结信息调配。

风险管理领域:这方面包括了项目的风险管理识别,风险衡量判定,风险的措施应对分析,风险的控制管理。

采购管理领域:这方面包括了项目的采购计划分析,采购的实施管理调配,采购合同的签署,采购合同的终结。

集成管理领域:这方面包括了项目整体的集成计划分配,实施与技术,进行对于项目的总体控制。

二、汽车企业项目管理制定过程

(一)项目团队建设

一般来说,汽车企业项目团队建设需要以项目经理为核心进行管理策划,以产品开发为主要目的,调控项目的Q(质量)、C(成本)、D(时间)。

项目团队建设需要先找到项目经理,项目经理以自己以往开发产品经验来组建项目团队,识别产品生产要求,对比企业内部外部同一要求的项目人力资源需求,从企业内部调配选拔项目需要成员,再根据团队内部成员重新组织项目内部结构细则,对于团队成员分别委任负责,一般包含了布置、电气、车身、质量、工艺、测试、底盘等负责人。

(二)项目策划管理内容确定

项目经理需要根据企业产品生产要求进行指标确定,分配各批次时间进行的项目开发状况,在策划中相对清楚地表明成本、质量、技术、时间等指标,明确项目重要节点的生产时间,依据项目策划进行分阶段实施,形成较为清晰的计划并交付清单资源需求。当项目内部的核心要求确定后,进行项目的实施阶段,项目内部组织成员进行管理细则的制定分配,当项目内部达成一致意见后编制项目策划,并组织项目成员进行策划会签,当项目的企业高层与顾客进行同意后批准实施。

项目的策划内容主要包含了以下几个部分:

1、项目信息描述

项目的策划管理即对于项目实施的重要节点分解描述,将一个整体项目分开给项目内部的各个负责人,并由负责人进行对于项目的实施,在规定时间内完成组合,进行有规范化的组织资源、管理、设计、预算的调配。

项目信息描述包含了对于项目的名称、立项背景、代号、项目的规划范围、项目的具体目标、项目的开发基础、项目的交付产品要求等信息。

2、项目节点定义

项目节点定义包含了对于项目在实施过程中的重要节点的分析,包含了对于项目核心部分的识别与描述,对于审核者的级别要求,对于项目工作范围的清楚界定。

3、项目模式组织确定

汽车产品项目开发相对而言组织较大,有时甚至需要多个项目同时开发,所以对于项目部门的模式确定极为重要,其包含了项目目标归属确定,项目职责划分等。因此项目经济必须在项目策划阶段对于组织架构进行有效划分,对于工作组、模块组进行职责分配与项目成员清单确定。

4、项目模式管理确定

项目模式管理对应着汽车开发中的流程,需要将管理模式与汽车开发流程进行一一对应,确定开发过程中的项目有效实施,并进行有规范化的审核管理。

5、项目需求确定

汽车项目一般需要较多不同供应商的资源需要,同时也需要车辆的实验与标定,因此汽车项目需要对于自身项目内部需求的资源进行公告认证,对于资源需要的时间进行明确规定,对于各方的支持与自愿的保障进行边界划分。

6、项目细则管理

汽车项目管理策划过程中的后期管理极为重要,即对于会议内容管理,项目风险管理、项目综合评定与项目绩效分配等,这些细则管理可以让项目内部成员可以有规可循,减少内部损耗。

三、汽车产品项目管理应用实例分析

(一)汽车产品项目原有问题分析

国内汽车产业项目发展初期具有较大的项目管理层面上的问题,例如管理意识相对而言较为落后,管理组织不够规范化,管理企业推进缓慢,重复业务较多,项目混乱且职责不清。其中常见问题主要是:无法清楚了解到项目范围与项目目标,项目管理计划粗糙不具备可行性,项目经理无法承担应有职责,项目的目标与企业要求差距较大,项目内部资源匮乏,项目管理者变动频繁导致项目核心要求多次改变,项目没有用户进行参与合作,项目低效等。

(二)汽车产品项目管理应用后实例分析

国内某汽车厂商在进行项目管理学习后进行依据自身企业需要的项目管理应用,制定并且进行实施了NAM流程整车项目管理,其中包含了七个阶段,即汽车产品的规划阶段、汽车产品的策划阶段、汽车产品的外形开发阶段、汽车产品的内部设计阶段、汽车产品的验证设计阶段、汽车产品的准备量产阶段、汽车产品的评价量产阶段。每个阶段进行不同的项目划分,并对应不同的项目管理人员。

汽车行业项目管理过程中对于节点门的设置要求极为严格,节点门的重要性也可见一斑。节点门属于汽车项目管理过程中的里程节点,通过对于运行过程的流程决策不断设置科学性的节点门,并按照节点门进行定期项目交付。

该产商也进行了产品的节点门设置,设置了13个产品的节点门,即G1-项目的立项批准,G2-项目的启动开发,G3-项目的模型冻结,G4-项目的发布方案,G5-项目的造型冻结,G6-项目的技术下发文件,G7-项目的确定试制,G8-项目的确定设计,G9-P1, G10-P1, G11-P3项目下发,G12-SOP, G13-项目的总体总结。

对于项目的节点门厂商进行了项目规定时间,项目团队需要在规定时间内进行项目完结,在各个项目开设时项目内部需要公布审核要求与资源要求,并根据总控部门进行专家分析,对于项目结果进行有效审核并下发研发指令。

四、结论

项目成熟度测评作为一种有用的项目办理手法,为企业项目办理水平的进步供给了一个评价与改进的结构。凭借项目成熟度模型,企业可找出研制中的缺点并辨认项目的薄弱环节,通过处理对项目状况改进至关重要的几个问题,构成对研制才能的改进战略,然后稳步改进企业的研制才能和项目办理水平。本文进行对于项目管理细则、实施流程与策划进行了相对详细的分析,对于项目实施案例进行了一定的研究,将项目管理理论用在实践中,将项目管理方式有效运用在汽车生产过程中,进行对于汽车项目开发周期的缩减,汽车所需成本的降低,汽车风险的降低与汽车质量的保障,增加汽车产业在世界范围内的竞争力。

摘要:项目管理可以在汽车产品开发过程体现较为重要的作用, 一个项目的实施同样需要准确的策划方面。项目管理即辅助汽车开发项目经理进行对于团队的规范化推行项目。本文分析传统汽车产品开发过程中的不足与现状, 并概述项目管理在汽车开发中的作用与实施流程, 结合案例分析项目管理在汽车开发中的必要性与合理性。

关键词:汽车开发,项目策划,项目管理

参考文献

[1] 钱莉, 蔡开程, 杜国柱.汽车研发企业信息化系统项目管理实践与讨论[J].价值工程, 2018 (2) :35-38.

汽车电子应用管理论文范文第5篇

摘要:经济的发展推动汽车领域的发展,尤其是近年来汽车的使用量越来越大,为人们出行提供极大的便利。电气自动化在我国的应用非常广泛,在汽车电子领域的应用中能有效提升制造的自动化水平,提升汽车使用的安全性。基于此,本文针对电气自动化技术在汽车电子领域中的应用进行探讨。

关键词:汽车电子领域;电气自动化;应用

汽车已经成为人们出行的重要交通工具,而电气自动化的发展使其在汽车领域中也得到广泛应用,且取得显著的应用效果。作为汽车领域中的电子行业,应进一步研究电气自动化的应用,提升其使用效果,全方位提升汽车的自动化水平。在这样的基础上就能够进一步提升产品生产质量,并且能够保证汽车使用的安全性以及稳定性。

1简述电气自动化

我国的电气自动化技术自20世纪50年代开始发展,且电子技术成为电气自动化技术的主要发展方向。在上世纪的60年代时计算机技术也迅速发展,推动电气自动化的影响,此时人们开始将电气自动化与计算机技术结合,促使电气自动化技术的进一步发展。而进入上世纪的70年代后,通讯技术也得到快速发展,电气自动化技术进一步优化和改进。现阶段电气自动化技术的使用已经实现信息传送和共享等功能,并以计算机技术为依据,能够完成对电气部分的有效监控,更有利于电气自动化技术的发展[1]。

从当前汽车领域的发展来看,汽车产品更新速度快,用户对汽车的要求也越来越高。我公司作为汽车电子生产企业,在汽车电子自动化生产设备的研发和使用中,也向着适应多品种、小批量、高速化、柔性化的发展方向。积极将电气自动化技术应用在设备中,实现汽车电子产品的自动化生产。

基于以上原因,汽车电子行业应将电气自动化技术与设备深入融合,积极研发更为先进的自动化设备及系统,对汽车电子产品制造进行全方位优化,提升产品性能。下文针对电气自动化技术在汽车领域的应用进行简要介绍。

2汽车电子领域中电气自动化的应用

2.1机器视觉技术在汽车电子制造中的应用

随着光电技术的发展,出现了通过机器代替人眼完成识别功能的机器视觉技术。机器视觉具备速度快、精度高、高柔性等特点,已处于电气自动化技术的前沿。机器视觉长期以来应用于工业自动化系统中,通过取代传统的人工检查来提高生产质量和产量。在拾取放置、对象跟踪定位、缺陷检测等环节应用,利用视觉数据通过简单的通过失败信息或闭环控制回路来提高整个系统的性能[2]。

机器视觉应用到汽车电子制造中,可满足客户周期短,精度高,多品种等要求。传统制造中,主要采用人工的方式检查,人工检查存时间长、误差大,精确度不高等弊端。尤其是在一些精密零部件检查中,经常会出现错检、漏检等问题,进而导致产品出现不同程度的质量问题。而将机器视觉技术应用到汽车电子制造中,利用其速度快、精度高、高柔性等特点,可有效解决传统方式的弊端,实现从传统人工操作转变为机器视觉操作[3]。机器视觉技术的应用不仅可减少人力,同时也可缩短开发周期,大大提升制造效率,保证产品整体质量,在满足人们需求的同时,也对汽车制造产业的发展有着较强的推动作用。

2.2机器人系统在汽车电子制造中的应用

随着工业机器人技术的成熟和智能水平的提高,工业机器人已广泛应用在工业、医疗、科研、娱乐、生活等领域,对于制造业更是发生了重大的变革。工业机器人逐步代替人力劳动,其应用从传统制造业推广到精密的3C电子行业,并彻底改变了传统制造业的生产模式。

汽车电子产品制造过程中,通常会有产品上下料、清洗、涂覆点胶、装配、锁付、贴标、检测等工位,传统制造模式会在相应的工位配备操作员,利用一些简易的工装辅助完成装配及检测工作,存在人员多、效率低、漏检错检等问题。利用机器人系统,可完成自动上下料,自动装配及检测等工作,不仅提升了制造的水平,同时能够节省大量的人力、提高效率等。从客户需求方面分析,当前产品均往轻薄、小型、精细方向发展,机器人系统具备的可编程、拟人性、通用性等特点,可根据不同工艺要求切换不同的工艺流程、工艺参数等,实现柔性造制作,满足客户多样的需求[4]。

2.3 MES系统在汽车电子制造中的应用

随着自动化与信息化的发展,精益化管理、智能化制造的发展需求,汽车行业持续革新的趋势,使得汽车电子的生产过程管理和信息化需求也日益剧增,导致传统制造模式已无法适应当前发展。

MES(制造执行系统)为运行在生产层面的信息化系统,是ERP(企业资源计划系统)与PCS(过程控制系统)的桥梁纽带,起着承上启下的作用。包含生产管理、调度执行、质量管控、物流管理、报表统计等功能模块。

MES系统的研究和实施,让汽车电子制造生产线具有柔性化的可能。实现多种机型和配置的自由切换,在计划排产和物料调配备上都能增加效率,缩短转型时间,将企业的制造生产过程进行优化;在生产过程中使用MES系统进行改进,可以提高生产效率,减少由于人力操作带来的操作失误,度过生产瓶颈期,在设备和人员培训上加大力度,可以逐渐提升单班的生产量;将MES系统应用到汽车电子制造领域中,可实现生产全过程可追溯。产品跟踪以产品批次、工单为主线,关联产品生产全过程所有环节,实现生产全过程数据可追溯。通过追溯功能,可快速定位問题环节,大大缩短问题追溯时间,提高效率,降低生产成本。

3 总结

综上所述,将电气自动化应用在汽车电子领域中,通过引入机器视觉、机器人、MES系统等前沿技术,可提升汽车电子制造水平,提高生产效率及产品质量,同时有利于提升汽车行驶过程中的安全性和稳定性,提高驾驶的舒适度。可见,电气自动化在汽车电子领域中发挥重要作用。

参考文献:

[1]汪庭弘,王强.浅谈电气自动化在汽车领域中的应用[J].科技创新与应用,2015(11):134.

[2]刘金云,浅析电气自动化在汽车领域的应用[J].内燃机与配件.2018(20):204-205.

[3]李冠辛,浅谈电气自动化技术在汽车领域的应用与展望[J].科技资讯,2018,16(20):90-91.

[4]李东安,浅谈工业机器人技术在当前的应用及未来发展[J].科技风,2016(07):128

汽车电子应用管理论文范文第6篇

摘 要:由于汽车电子实时控制软件的传统开发模式存在开发难度大、控制算法维护成本高、调试和测试难度大、硬件依赖性强等缺点,介绍代码自动生成技术和快速原型开发理论,提出基于代码自动生成技术的汽车电子实时控制软件开发模式,然后比较该模式与传统开发模式并分析其优势. 利用Matlab的实时工作间(Real-Time Workshop,RTW)平台举例分析自动代码生成的实时嵌入式软件架构,指出目前该模式存在平台、功能和性能等限制,并基于RTW平台提出基于代码自动生成技术的二次开发技术. 新的开发模式弥补代码自动生成技术的不足,大大缩短汽车电子实时控制软件的开发周期,提高自动代码在该领域的实用性.

关键词:代码自动生成技术;汽车电子实时控制软件;目标语言编译器;实时工作间;RTW Embedded Target

Development on automotive electronic real time control software based on auto-code generation technology

ZHAO Yanbin,ZHONG Zaimin

(College of Automotive Eng.,Tongji Univ.,Shanghai 201804,China)

Key words:auto-code generation technology;automotive electronic real-time control software;target language compiler;real-time workshop;RTW Embedded Target

1 代码自动生成技术和快速原型开发

代码自动生成技术原本是1种将软件开发人员从繁琐代码编写任务中解脱出来,进而将更多精力集中于软件模式设计的概念.在早期的汽车电子实时控制系统开发过程中,由于硬件技术及其性能的限制,可行性较低,但随着MCU和DSP硬件运算速率、存储技术、存储空间和内存空间和整体性价比的逐渐提高,以及代码自动生成软件平台的逐渐成熟,它逐渐从1种概念转化为现实,并成功运用于汽车电子实时控制软件的开发过程中.同时,代码自动生成技术还催生出1种基于模型的快速原型开发法[1](见图1).该方法由描述系统需求时使用的1种抽象系统需求分析语言发展而来.它直观且易于维护,而成熟的代码自动生成技术则是快速原型开发法背后坚实的基础.

图 1 基于模型的快速原型开发

2 汽车电子实时控制软件的传统开发模式

汽车电子实时控制软件的传统开发模式是利用手工编写代码的开发模式,即把控制策略翻译成高级语言代码,然后用BDM或JTAG断点调试的方式测试和修改控制程序.其存在的弊病如下:(1)抽象的高级语言.汽车电子实时控制软件工程师在嵌入式软件代码编写方面要求较高.虽然软件工程师对被控对象的特性和控制方法有深入了解,但往往并不擅长编写MCU的底层代码.传统开发模式的这种弊病迫使软件工程师花费大量精力去仔细阅读MCU相关说明书.

(2)控制算法的翻译和验证.最初的控制策略和算法必须手工翻译成MCU上的程序代码.同时,控制算法在代码编写的过程中得以验证,控制策略的修改将伴随大量原始代码的修改,致使代码的人工维护成本较高.(3)调试和测试.对于实时嵌入式系统,BDM或JTAG断点调试方式无法客观体现程序的实时性能,对于强实时,特别是性能要求较高的场合和代码段,以及MCU与外设通信时,这样的调试方式会给程序员造成调试成功的假象.(4)集成测试和参数修改.在集成测试时,当需要改变软件系统内部的控制参数时,必须重新编译源代码,并部署到ECU,然后观察参数修改之后的控制效果,效率偏低,测试周期由此而被延长.(5)硬件平台依赖.传统的汽车电子控制软件开发模式直接在硬件平台上进行代码开发,软件开发过程与硬件平台紧密相连,可移植能力往往较差,硬件平台一旦更换,代码移植成本很高.这是传统开发模式下的5大缺憾,随着MCU和DSP等硬件技术和性能的飞速发展,代码自动生成技术及其可行性大大提高,能摆脱这5大缺点.传统开发模式的开发流程见图2.

图 2 传统开发模式

3 基于代码自动生成技术的汽车电子实时控制软件开发模式

利用Matlab的实时工作间(Real-Time Workshop,RTW),结合MPC555微控制器下代码自动生成的应用,总结出基于代码自动生成技术汽车电子实时控制软件的新型开发模式,其主体结构见图3.

图 3 基于代码自动生成技术的新型开发模式

与传统开发模式相比,基于代码自动生成技术的新型开发模式有如下优势:(1)形象的模型语言.用图形语言代替抽象的高级语言来描述复杂的控制系统,编写控制软件程序.这就能使软件工程师将更多的精力和时间用于控制策略的设计、比较和优化,以提高控制软件的功能和性能.(2)控制算法的可视化仿真验证快速直观,可以在较短时间内比较不同控制算法的优劣.(3)在线实时标定与观测.在不中断程序执行的情况下观测控制软件不同部分的执行结果;在不用重新编译程序的情况下,修改控制软件系统内部的参数,迅速验证参数配置后的控制响应.(4)易于在不同的硬件平台间移植.模型语言模块化程度高,控制软件系统的核心算法部分与MCU/DSP底层驱动部分模块界限明确,不同平台间的可移植性大大提高.

3.1 控制策略的设计和验证图形化的控制软件模型代表控制软件的控制流程和控制数据流向.利用Matlab/Simulink的建模和仿真功能帮助软件工程师从全局系统的角度迅速建立起控制系统软件结构(见图4).通过对核心控制算法的初步仿真,能够迅速验证算法的正确性,改善MCU硬件资源的分配和使用,完善需求分析中的不足,避免软件开发后期,因需求变动而引发的项目开发预算超标和项目开发周期超时.[2]

图 4 控制策略的设计和验证

利用模型语言编写控制系统软件,可以从模块入手逐步求精,模块间既可以相互独立,也可以通过模块接口进行数据交换,由内而外层次清晰.对于1个控制软件团队,在模块接口定义完备的情况下,团队成员的分工更加明确,控制软件系统的整合也由此变得直观简洁.

3.2 模型的代码自动生成模型在RTW工具箱的代码自动技术支持下可以生成相应MCU/DSP硬件平台上的高级语言代码,其基本结构[3]见图5.

图 5 RTW代码自动生成基本结构

(1)应用层:由Simulink TLC生成;在Matlab/ Simulink中的每个算法功能模块背后都有相应的高级语言代码实现,在控制算法的仿真阶段,它们提供可视化程序设计和仿真验证,而在自动代码生成阶段,这些模块通过各自对应的TLC结合软件工程师对模块配置的参数,生成相应的控制算法代码.(2)硬件抽象层:由Target TLC生成;在自动代码生成阶段,结合软件工程师对该硬件驱动模块的参数配置,生成微控制器和微处理器底层的硬件驱动代码.(3)实时调度:硬实时嵌入式软件系统各部分的运行是在机械时间步长的掌控下进行的,离不开离散时间步长这个基础.Matlab代码自动生成体系在生成代码时也引入这个最基础的机械调度策略,采用基于时钟中断(RTC)的调度机制.在用模型语言编写程序模型时,必须对不同的模块指定其各自的执行步长,并通过仿真验证不同模块间执行步长的协调.自动生成代码时,RTW会根据控制软件工程师对软件系统模块的执行步长的配置,在时钟中断的基础上生成合理的调度结构.3者在汽车电子控制软件中的关系见图6.

图 6 应用层、硬件抽象层和实时调度的关系

图中:1表示MCU/DSP通过底层驱动接收外部的反馈输入,并将其传送给核心算法部分进行控制运算;2表示核心算法部分将运算得出的结果传送给MCU/DSP底层驱动,由后者执行控制行为.

3.3 实时标定和观测可以利用简单的通信手段进行实时标定,如SCI串口;也可以利用完善高效的、专用于控制系统软件标定观测的协议,如CCP协议.在传统开发模式中,如要修改控制软件中的参数,只有重新编译所有源代码,进行断点调试,然后部署ECU,才能观察控制效果.在代码自动生成技术背景下,在MCU/DSP的硬件底层通信部分引入完善的CCP协议,利用它与上位机进行具有强实时性的标定和观测.与传统调试模式不同,这种标定观测是在控制系统软件不中断运行的情况下进行的实时测试,能充分反映控制系统软件运行的实时性,帮助汽车电子控制软件工程师及时发现并修正软件在实时性上的缺陷.

4 基于代码自动生成技术的汽车电子实时控制软件开发模式的不足

运用代码自动生成工具进行汽车电子控制软件系统的开发,往往非常依赖代码自动生成工具,选择1款好的代码自动生成工具至关重要.要求该工具支持尽可能多的硬件平台,并且在同一硬件平台上尽可能全面地发挥其功能和性能.然而,再强大的代码自动生成工具也很难百分之百地满足各种开发应用的需要.以Matlab RTW代码自动生成工具箱为例,分析代码自动生成工具的局限性.(1)平台限制:代码自动生成工具所支持的MCU/DSP硬件平台有限,RTW支持Infineon C166系列,Motorola HC12,Motorola MPC5xx系列.TI C2000系列和TI C6000系列.上述5个MCU/DSP芯片系列在实时控制领域应用广泛,但RTW工具箱对ARM和OMAP等其他主流嵌入式MCU尚不支持.(2)功能限制:代码自动生成工具对所支持的某一款MCU/DSP中的某些功能模块尚未发布图形模块,对MPC5xx系列硬件平台中的SPI不支持,而SPI是MCU与很多外设通信的首选功能模块.(3)性能限制:代码自动生成工具对所支持的某一款MCU/DSP中的某些硬件功能模块,虽然发布相应的图形驱动库,但只支持该硬件功能模块下几种特定的或是使用较为广泛的应用模式,缺乏全面的支持.这就造成在某些控制软件应用场合,使用该硬件功能模块缺乏一定的灵活性.仍旧以RTW中的Motorola MPC5xx系列图形模块库为例,MPC5xx的TPU模块对电机控制给予强有力的支持,内部ROM固化17个经过优化设计的高效子函数.遗憾的是,RTW只发布对其中6个子函数的代码自动生成模式的支持,软件工程师在代码自动生成模式下利用MPC5xx系列的TPU硬件模块进行电机实时控制的可能性和灵活性大受限制.[5]

5 基于RTW代码自动生成工具箱的二次开发

基于RTW代码自动生成的二次开发主要涉及两方面技术:(1)源代码的编写测试.这需要软件工程师对MCU/DSP底层硬件体系有深入的了解,或是具有一定的底层硬件驱动开发经验;(2)源代码的图形模块封装.这也是把源代码集成并运用到模型系统中去所必需的,需要软件工程师对代码自动生成工具、代码自动生成机制及其自动生成的代码体系结构有比较深入的了解.图7为从实际项目中总结的RTW下的二次开发流程.RTW工具箱提供S-function Builder和Custom Coder两种二次开发和封装方法,表1[6]是这两种技术的比较.基于RTW二次开发的本质是在其代码自动生成背景下为用户提供的1个源代码框架.代码自动生成机制会根据控制软件工程师对S-function Builder或Custom Coder的配置,将二次开发的源代码内嵌于控制软件系统指定的位置处以执行特定功能.

图 7 RTW下的二次开发流程

源代码内嵌不论是用S-function Builder还是Custom Coder都会遇到下列3种方式.

(1)直接代码:直观简洁,但是必须肢解源代码,对其进行配置,会给独立封装测试和集成测试带来无法预估的麻烦,代码重用性和隐蔽性较差. (2)引用源文件:在系统模型的configuration parameter中配置source file,内嵌代码时仅引用源文件中的函数.代码重用性较好,基于源文件的维护和测试较方便.但是,由于要提供源代码,代码隐蔽性较差.(3)引用库:在系统模型的configuration parameter中配置源代码library库,内嵌代码时引用库内的函数,代码重用性和隐蔽性都较好.但是,源代码和二次开发模型库的维护要求软件工程师具备一定的代码自动生成模式下的二次开发经验.

6 总 结

在实时控制系统由模拟形式转变为数字形式的今天,随着微电子技术的飞速发展,MCU/DSP硬件性价比的不断攀升,基于代码自动生成技术的控制软件开发模式已经由概念转化为现实.它深入汽车、航空航天等众多工程控制领域.面对成本敏感的汽车工业,代码自动生成技术在汽车电子实时控制软件开发过程中已经显露出不同凡响的优势,极大地简化软件开发过程,缩短软件开发周期,将汽车软件工程师从抽象复杂的代码编写中解放出来,让其集中更多的时间和精力专注于控制系统和控制策略的设计和优化,提高控制软件系统的性能.在大量实践工作的基础上,详细分析基于代码自动生成技术的汽车电子实时控制软件开发模式的优势和不足,辅以RTW代码自动生成平台,详细分析代码自动生成技术及其工作机制,描述基于代码自动生成技术的二次开发方法.在不久的将来,在汽车电子控制软件领域,代码自动生成开发模式必将成为1种流行趋势.

参考文献:

[1]李启发,肖然,周明. 高压共轨轨压PID控制算法代码自动生成应用研究[J]. 车用发动机,2006 (4):39-41.

[2]GERTZ M W. A visual programming environment for real-time control systems[D]. USA:Carnegie Mellon Univ,1994.

[3]MathWork Inc. Target language compiler reference guide[EB/OL].[2004-10]. http://www.mathworks.com.

[4]KLEPPE A,WARMER J,BAST W. The model driven architecture:practice and promise[M]. Boston,USA:Addison-Wesley Professional,2003.

[5]GRAF S,HOOMAN J. Correct development of embedded systems[C]// Proc European Workshop on Software Architecture:Languages,Styles,Models,Tools & Applications,Germany:Springer-Verlag,2004.

[6]MARTIN T A. Software architectures for OSEW/VDX applications using MATRIXxTMand AutoCodeTM[C]// Proc 1999 IEEE Int Symp on Comput Aided Contr Syst Des,Kohala Coast,USA,1999:231-236.

(编辑 于 杰)

汽车电子应用管理论文范文

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