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作者：Anjelica Warren，NI汽車(chē)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理 隨著(zhù)汽車(chē)變得更加智能，現代汽車(chē)正在經(jīng)歷一場(chǎng)巨大的變革。電氣化、主動(dòng)安全和V2X等趨勢將改變我們對交通運輸和生活方式。一開(kāi)始的備用攝像頭和停車(chē)輔助等便利功能現在已演變成緊急制動(dòng)等救生功能。汽車(chē)也正在成為它們自己的微電網(wǎng)，不僅能夠存儲能量，還能通過(guò)再生制動(dòng)等技術(shù)恢復能量。但強大的力量也伴隨著(zhù)巨大的責任。這一責任直接置于汽車(chē)測試部門(mén)的肩上，他們必須開(kāi)發(fā)測試功能來(lái)確保這些系統的質(zhì)量、可靠性和安全性。本文將探討這些趨勢所帶來(lái)的汽車(chē)挑戰，以及測試工具如何不斷發(fā)展才能跟上創(chuàng )新的步伐。 加強所有汽車(chē)的安全性和機動(dòng)性 每年全球交通事故造成超過(guò)125萬(wàn)人死亡，數百萬(wàn)人受傷1。隨著(zhù)汽車(chē)朝著(zhù)自動(dòng)駕駛方向發(fā)展，駕駛員通過(guò)先進(jìn)的駕駛輔助系統（ADAS）獲得了更高的安全性。為減少交通事故死亡率和改善機動(dòng)性所做的努力將產(chǎn)生巨大的潛在影響，但不幸的是，今天進(jìn)行上路測試的自動(dòng)駕駛汽車(chē)卻增加了這一交通事故率。為確保這些汽車(chē)比人類(lèi)駕駛員更安全，必須進(jìn)行更嚴格的測試，提供可信賴(lài)且可溯源的結果，以驗證多個(gè)子系統和軟件算法是否正常運行。 自動(dòng)駕駛汽車(chē)將產(chǎn)生前所未有的大量數據（系統必須模擬行駛1.4億公里，以證明它們與人類(lèi)駕駛員一樣安全），但采集數據并不是主要挑戰。這些安全系統的重要性要求對細節極度關(guān)注，以及能夠通過(guò)數據分析測試期間出現故障的確切原因。在測試過(guò)程的任何步驟中，不善的數據管理都會(huì )導致產(chǎn)品開(kāi)發(fā)出現問(wèn)題或得出錯誤的結論。為了快速獲得所需的信息、保持可追溯性并基于數據做出決策，工程師必須能夠對車(chē)輛測試產(chǎn)生的數TB數據進(jìn)行搜索、處理并生成報告。 電氣化的角逐 全球超過(guò)五分之一的溫室氣體是由交通工具排放的2。對氣候變化日益增長(cháng)的擔憂(yōu)要求汽車(chē)制造商遵守更嚴格的燃油效率法規，以減少二氧化碳排放。此外，世界各國政府都宣布要求在特定日期之后只能出售一定數量的內燃機汽車(chē)，甚至禁止出售內燃機汽車(chē)。例如，德國和英國分別確定了2030年和2040年之前禁止銷(xiāo)售新汽油和柴油車(chē)輛的最后期限。 
圖1.汽車(chē)制造商正在競相設計更智能的動(dòng)力總成系統，以符合嚴格的燃油效率法規。 在重新設計智能動(dòng)力總成系統方面，混合動(dòng)力和全電動(dòng)汽車(chē)處于領(lǐng)先地位。汽車(chē)動(dòng)力總成的電氣化提供更大動(dòng)力、更低排放和更舒適的駕駛員體驗，但是高功率電子設備和更快的控制速率使這些部件非常難以驗證。尤其是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)集成了兩種不同的動(dòng)力總成技術(shù)，大大增加了測試的復雜性。例如，電池組必須在各種情況下特性分析，因為電荷和放電特性在很大程度上取決于溫度，而且電池組必須在設計的規格內安全地工作而不影響其他子系統。為了滿(mǎn)足受到行業(yè)競爭和政府法規推動(dòng)而日益緊迫的上市時(shí)間要求，以及應對日益增加的測試復雜性，汽車(chē)制造商必須采用具有高度混合I/O、更高頻率和分辨率以及更高電壓和電流的靈活測試系統來(lái)測試機械和電力電子元件。 電動(dòng)汽車(chē)的增長(cháng)也震動(dòng)了汽車(chē)供應鏈。 OEM采購經(jīng)理正在尋找可以提供更多電動(dòng)汽車(chē)零件的供應商。 LG是汽車(chē)供應鏈的新成員，為雪佛蘭沃爾特提供超過(guò)50％的零件，包括電池、幾乎整個(gè)動(dòng)力總成、連接和信息娛樂(lè )模塊。雖然機械部件仍然很重要，但它們可以快速商品化，傳統的一級供應商正在進(jìn)行創(chuàng )新以保持差異化。由于他們采用新技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)品，因此測試部門(mén)也試圖讓相同人員操作相同的設備來(lái)滿(mǎn)足新的測試要求。測試經(jīng)理可以使用針對特定應用的工具來(lái)完善現有測試配置，提高效率，這些工具可以動(dòng)態(tài)地進(jìn)行重新配置，使更多用戶(hù)能夠獲取關(guān)于特定測試的重要信息。 汽車(chē)是新型智能手機嗎？ 汽車(chē)早就不再是從A點(diǎn)到達B點(diǎn)的一種交通方式。私家汽車(chē)購買(mǎi)和使用方式的演變過(guò)程與智能手機的發(fā)展類(lèi)似。盡管燃油效率、性能和價(jià)格等實(shí)際因素仍然是重要的考量因素，信息娛樂(lè )、駕駛員輔助和連接（即汽車(chē)的軟件和體驗）正在越來(lái)越多地影響消費者的購買(mǎi)決定。汽車(chē)制造商正在利用其他行業(yè)的創(chuàng )新來(lái)獲得競爭優(yōu)勢，并滿(mǎn)足客戶(hù)對新功能不斷增長(cháng)的需求。主動(dòng)安全系統正在利用雷達、攝像機和激光雷達等航空航天/國防工業(yè)的技術(shù)，并結合傳感器融合方法，使汽車(chē)能夠更全面地了解周邊的環(huán)境。隨著(zhù)工程師加入功能豐富（包括音頻、視頻、RF和無(wú)線(xiàn)以及車(chē)載通信）的信息娛樂(lè )系統，汽車(chē)和消費電子產(chǎn)品之間的界限已然變得模糊不清。
圖2.現代車(chē)輛結合了航空航天、能源和移動(dòng)設備等其他行業(yè)的技術(shù)，大大增加了測試的復雜性。 這些技術(shù)不斷發(fā)展，進(jìn)一步增加了汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程的復雜性。例如，目前有兩種針對V2X的競爭標準--802.11p aka DSRC和LTE V2X。為了保持競爭力，汽車(chē)制造商必須準備好將兩種標準集成在一起，這意味著(zhù)驗證測試必須能夠輕松修改為最新標準，而無(wú)需花費大量成本或對系統進(jìn)行返工。此外，多個(gè)競爭標準并不是唯一的問(wèn)題。各國政府正試圖確定管理自動(dòng)駕駛汽車(chē)的最佳方法，許多法規仍在制定中。隨著(zhù)新技術(shù)和標準的不斷出現，為了避免落后于快速創(chuàng )新的步伐，具有互操作性、廣泛I/O和同步性的開(kāi)放式測試平臺對于滿(mǎn)足未來(lái)的驗證測試需求至關(guān)重要。 現今狀況 這些趨勢使得汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程各個(gè)階段都面臨著(zhù)新的挑戰，包括供應鏈。類(lèi)似的主題一次又一次地出現，但表現方式卻各不相同。采用新設計且快速發(fā)展的組件和系統正在不斷增加系統復雜性。同時(shí)，不斷變化的法規要求越來(lái)越大量的測試，而且需要提供準確且可溯源的結果。不斷加快的創(chuàng )新速度往往令組織措手不及，無(wú)法對預算和測試方法進(jìn)行及時(shí)調整;這迫使測試部門(mén)不得不想辦法少花錢(qián)多辦事。 測試經(jīng)理面臨著(zhù)多個(gè)方面的挑戰，不僅需要在不斷縮減的時(shí)間期限內構建日益復雜的混合測量測試系統，而且還需要管理爆炸式增長(cháng)的采集數據。而且不只是汽車(chē)行業(yè)，這些挑戰也滲透到重型設備、航空航天、工業(yè)設備和院�？蒲械揉徑袠I(yè)。為了克服這些挑戰，工程師需要特定應用專(zhuān)用的工具來(lái)優(yōu)化測試工作流程，而且還需要擴展性來(lái)適應不同的需求。例如，NI軟件定義的開(kāi)放式平臺可允許工程師選擇自己喜歡的工具并充分利用其專(zhuān)業(yè)知識，從而靈活地滿(mǎn)足不斷變化的需求。 FlexLogger™軟件是NI最新的基于配置的數據記錄工具，可幫助更多的工程師和技術(shù)人員構建準確、靈活的測試系統，以驗證新的和快速發(fā)展的技術(shù) - 所有這些都無(wú)需編程。
圖3. FlexLogger可幫助汽車(chē)測試部門(mén)快速捕獲準確且記錄完整的數據，無(wú)需編程即可獲得關(guān)鍵信息。 自動(dòng)駕駛汽車(chē)已經(jīng)成為一個(gè)熱門(mén)話(huà)題，但即使看似簡(jiǎn)單的部件（如前大燈或汽車(chē)座椅）也變成了日益復雜的機電系統，將ECU、傳感器、驅動(dòng)器和通信結合到汽車(chē)的其余部分。為了滿(mǎn)足確保安全性所需的質(zhì)量和可靠性，工程師必須了解這些系統中電氣和機械組件與工業(yè)I/O和通信機制之間的相互依賴(lài)性。 FlexLogger提供了針對特定傳感器的工作流程，可簡(jiǎn)化測試配置，工程師只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的培訓即可開(kāi)始采集和記錄同步的混合測量數據。您可以快速集成模擬傳感器、數字脈沖頻率、CAN信號和計算通道，這些數據都記錄為通用TDMS文件格式，以便對其進(jìn)行關(guān)聯(lián)和分析，從而準確分析整個(gè)系統的特性。這樣可以避免大量的數據后期處理，對不同來(lái)源的時(shí)間戳數據進(jìn)行分類(lèi)和分析，加快獲取信息的速度。 隨著(zhù)測試量的增加，記錄的數據量也在飛速增長(cháng)，在沒(méi)有有效的數據管理策略的情況下，找到特定的測試結果變得越來(lái)越具有挑戰性。不詳細的文檔說(shuō)明是重復測試的主要原因，采集的數據中只有5％實(shí)際進(jìn)行了分析�；贜I在數據管理方面的專(zhuān)業(yè)知識，FlexLogger可通過(guò)自動(dòng)捕獲記錄完整的數據來(lái)幫助提高可追溯性，并提供有關(guān)測試配置的描述性元數據，包括傳感器和硬件采集設置。測試部門(mén)可以使用NI客戶(hù)端和服務(wù)器端數據管理軟件進(jìn)一步優(yōu)化數據訪(fǎng)問(wèn)并整合整個(gè)測試組織的資料，以便查找、分析和報告大量數據。 汽車(chē)行業(yè)的創(chuàng )新并沒(méi)有放緩的跡象。 NI一直是全球OEM和供應商值得信賴(lài)的合作伙伴，提供靈活且面向未來(lái)的測試系統，具有最廣泛的I/O、系統級同步以及龐大的合作伙伴生態(tài)系統。 FlexLogger是可互操作的工作流程的一部分，旨在服務(wù)整個(gè)產(chǎn)品設計周期，以幫助汽車(chē)測試部門(mén)降低成本，縮短部署時(shí)間并最大限度地提高測試覆蓋率。 參考文獻： 1IEA, CO2 Emissions from Fuel Combustion Highlights 2013 2World Health Organization, Number of road traffic deaths |
